一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置及方法与流程

本发明涉及隧道施工，具体涉及一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置及方法。

背景技术：

1、目前隧道工程施工过程中，由于喷射混凝土具有支护及时、强度高、密实性强、操作简单、灵活性大等优点，特别是在软弱围岩地质条件下，配合钢拱架和系统锚杆作为联合支护，其优点更为明显，因此在隧道施工中得到了广泛的应用。

2、然而，如何减少喷射混凝土的回弹量，一直是喷射混凝土施工的重要难题。一方面，过大的回弹量会使施工现场的空气中粉尘含量过高，严重威胁到施工人员的身体健康，另一方面，过大的回弹量会导致实际作用于喷射区域的混凝土的量或者紧实度达不到预期设计，会影响支护质量，造成安全风险；此外，隧道工程的利润主要来自开挖和初期支护的喷射混凝土，过大的回弹量会造成大量的原材料浪费，导致工程成本上涨、利润空间减少。

3、为此，亟需提出一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置及方法，用于减少隧道喷射混凝土回弹量，进而保障施工人员的身体健康、确保隧道工程的支护质量、节约混凝土原料、保证工程利润。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置及方法，能够至少部分克服上述技术问题，减少隧道喷射混凝土回弹量，进而保障施工人员的身体健康、确保隧道工程的支护质量、节约混凝土原料、保证工程利润。

2、本发明一方面提供了一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置，该装置包括：防回弹组件，所述防回弹组件的工作面能够抵接于喷射在受喷面上的混凝土，用于减少喷射混凝土的回弹量；机械臂，所述防回弹组件安装于所述机械臂上，所述机械臂能够改变所述防回弹组件的位置，使得喷嘴在喷射混凝土时，所述防回弹组件跟随所述喷嘴的走向在隧道内移动。

3、进一步地，所述防回弹组件为刚性平板。

4、可选地，所述防回弹组件为皮带输送机，所述皮带输送机包括机架、动力单元、传动轮组和传送带，所述机架与所述机械臂连接，所述动力单元安装于所述机架上，所述传动轮组安装于所述机架上，所述传送带包覆于所述传动轮组的外部，所述传送带的外表面作为工作面抵接于混凝土上，所述动力单元能够驱动所述传送带绕所述传动轮组转动。

5、进一步地，所述传动轮组包括两个驱动轮和若干工作轮，两个所述驱动轮位于所述传动轮组的两端，至少一个所述工作轮通过伸缩单元连接至所述机架，所述伸缩单元能够使得任该工作轮在第一位置和第二位置之间切换；其中，在各所述工作轮均位于第一位置的情况下，各所述工作轮的轴线在同一平面上；在一个或多个所述工作轮处于第二位置的情况下，各所述工作轮的轴线在同一曲面上；在各所述工作轮均位于第一位置的情况下，驱动轮的轴线与工作面之间的垂直距离大于工作轮的轴线与工作面之间的垂直距离。

6、进一步地，在位于两端的工作轮的周面上，均设置有摩擦增强层，能够增强该工作轮与所述传送带之间的摩擦力。

7、进一步地，所述传送带为聚酯输送带。

8、本发明另一方面提供了一种减少隧道喷射混凝土回弹量的方法，该方法基于前述的一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置，包括以下步骤：

9、步骤1，以预设混凝土喷射参数操作喷嘴在预设区域内进行混凝土喷射；步骤2，通过机械臂改变所述防回弹组件的位置，使得所述喷嘴在喷射混凝土时，所述防回弹组件跟随所述喷嘴的走向在所述预设区域内移动；步骤3，使所述工作面抵接于喷射在受喷面上的混凝土表面，从而减少喷射混凝土的回弹量。

10、进一步地，所述喷嘴按照以下方式进行混凝土喷射：

11、在所述预设区域为平面或曲面的情况下，所述喷嘴的喷射方向垂直于受喷面进行喷射；在所述预设区域为阴角的情况下，所述喷嘴沿所述阴角的角平分线方向进行喷射，将该阴角填充为曲面，而后喷敷所述阴角两侧的受喷面；在所述预设区域为阳角的情况下，所述喷嘴先垂直于所述阳角的一侧进行喷射，而后垂直于所述阳角的另一侧进行喷射。

12、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

13、1、本公开实施例提供的一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置及方法，利用该刚性平板作为防回弹组件，通过机械臂使得该平板的工作面抵接于喷射在受喷面上的混凝土上，并使得该平板靠近所述喷嘴的一端稍微翘起，一方面，翘起端能够更加顺利地将未处理部分的混凝土导入平板工作面，避免凸起的混凝土被平板的靠近所述喷嘴的一端推挤掉落；另一方面，平板靠近所述喷嘴的一端稍微翘起，使得平板略微倾斜，则平板相对内收的一端能够对喷射在受喷面上的混凝土起到压实的作用，使得实际作用于喷射区域的混凝土更加紧实，从而减少回弹量；此外，平板相对内收的一端在压实喷射在受喷面上的混凝土的同时，还能够对混凝土表面刮平，能够优化喷射混凝土支护的表面质量；

14、2、本公开实施例提供的一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置及方法，通过使用皮带输送机式的防回弹组件，能够在利用工作面压紧喷射在受喷面上的混凝土的同时，利用传送带的转动，一方面，能够把即将被防回弹组件的工作面抵接的位置的混凝土拉向正在被防回弹组件的工作面抵接的位置，对已经喷射到受喷面上的混凝土进行二次转运，并能够利用这种转运，及时填补正在被防回弹组件的工作面抵接的位置的局部喷射不足，若有多余的混凝土，也会在略微倾斜的工作面和受喷面形成的夹角内 “暂存”，直至被用于填补局部喷射不足；另一方面，转动的传动轮组产生的振动作用，以及传送带与混凝土表面的碰撞作用，均能够使得混凝土被进一步捣实，进一步确保混凝土支护层的质量；

15、3、本公开实施例提供的一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置及方法，在各所述工作轮均位于第一位置的情况下，各所述工作轮的轴线在同一平面上，此时的防回弹组件能够适用于平面的受喷面；通过调节各工作轮的位置能够使得一个或多个所述工作轮处于第二位置，从而使得各所述工作轮的轴线在同一曲面上，即，使得该防回弹组件的工作面为曲面，能够适用于曲面的受喷面；基于此，本实施例提供的减少隧道喷射混凝土回弹量的装置能够在通过转角的同时，仍旧保持工作面抵接于受喷面上的混凝土，进而在该装置通过转角的同时，仍能够保持对混凝土的抹平、压紧、捣实的作用。

技术特征：

1.一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置，其特征在于，所述防回弹组件为刚性平板（3）。

3.根据权利要求1所述的一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置，其特征在于，所述防回弹组件为皮带输送机（4），所述皮带输送机（4）包括机架（41）、动力单元（42）、传动轮组（43）和传送带（44），所述机架（41）与所述机械臂（1）连接，所述动力单元（42）安装于所述机架（41）上，所述传动轮组（43）安装于所述机架（41）上，所述传送带（44）包覆于所述传动轮组（43）的外部，所述传送带（44）的外表面作为工作面抵接于混凝土（5）上，所述动力单元（42）能够驱动所述传送带（44）绕所述传动轮组（43）转动。

4.根据权利要求3所述的一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置，其特征在于，所述传动轮组（43）包括两个驱动轮（431）和若干工作轮（432），两个所述驱动轮（431）位于所述传动轮组（43）的两端，至少一个所述工作轮（432）通过伸缩单元（45）连接至所述机架（41），所述伸缩单元（45）能够使得任该工作轮（432）在第一位置和第二位置之间切换；

5.根据权利要求4所述的一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置，其特征在于，在位于两端的工作轮（432）的周面上，均设置有摩擦增强层，能够增强该工作轮（432）与所述传送带（44）之间的摩擦力。

6.根据权利要求3至5中任一权利要求所述的一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置，其特征在于，所述传送带（44）为聚酯输送带。

7.一种减少隧道喷射混凝土回弹量的方法，基于权利要求1至6中任一权利要求所述的一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种减少隧道喷射混凝土回弹量的方法，其特征在于，所述喷嘴（2）按照以下方式进行混凝土喷射：

技术总结
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种减少隧道喷射混凝土回弹量的装置及方法，该装置包括：防回弹组件，所述防回弹组件的工作面能够抵接于喷射在受喷面上的混凝土，用于减少喷射混凝土的回弹量；机械臂，所述防回弹组件安装于所述机械臂上，所述机械臂能够改变所述防回弹组件的位置，使得喷嘴在喷射混凝土时，所述防回弹组件跟随所述喷嘴的走向在隧道内移动。能够对对刚喷射到受喷面上的混凝土进行抹平、压紧和捣实，从而减少喷射混凝土的回弹量。

技术研发人员：李亚隆,毛锦波,张斌斌,赵红刚,安佩娟,曾煜,陈永刚,于海涛
受保护的技术使用者：中交二公局东萌工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15