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摘要: 锚喷支护是煤矿井巷工程施工中的一种普遍支护方式，猫喷网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝土共同来提高边坡岩土和井下巷道围岩的结构强度和抗变形度，减小岩（土）体侧向变形，增强边坡巷道围岩的整体稳定性。针对不同的地质条件及岩性,选择合理的支护参数,采用正确的施工工艺,是保证施工质量达到预期支护效果的关键。然而在喷射混凝土的实际操作过程中,存在一些施工通病,影响了工程施工质量。
关键词:锚喷支护；混凝土；材质；影响；时间；措施
1、分析井下喷射混凝土
1.1 材质的具体要求
井下喷射混凝土所用材料主要是水泥、砂子、小石子、水及速凝剂,各种材料都有相应的质量要求。虽然各种材料在出厂时都索要了合格证和检验报告等材质证明,但材料进场后,应及时取样重新试验形成复试报告,这两方面的资料必须由质量监督部门认可后方可使用,从而确保材料符合要求质量。由于生产矿井的特殊性,一般施工队伍都由矿山内部员工组成,从建设规范上说,生产矿山既是建设单位又是施工单位,且工程是矿内正常开拓、准备或其它工程,不需上级按照矿井基本建设要求组织验收,也不聘请质量单位进行质量监督,自己的工程靠自己管理,省去了许多矿井基本建设中要求的相关质量监督步骤内容。在质量保证项目中,材料复试是关键的一项,而生产矿井考虑到复试费用问题,几乎都存在材料不做材质复试、喷射混凝土用水不化验,直接用于矿井施工生产的现象,材质具体是否符合要求只能单凭厂家一张合格证,在原材料上不能绝对保证工程质量。
1.2配合比试验
井下喷射混凝土标号一般不低于C20 ,施工中,应针对设计砼标号进行计算初定配合比,然后称取少量材料进行试拌,检验其和易性并进行调整,使之符合设计要求。再按调整后的配合比制作试件,以确定试验配合比。但生产矿井施工中,一般都省去这一步骤,大多数都取经验值是1∶2∶2。
1.3配制不均匀
井下喷射混凝土配制最好在地面进行机械配制,按照混凝土设计标号及试验确定混凝土配合比报告,将一定量水泥、砂子、石子按配合比经过筛子一同送入搅拌机内,搅拌均匀后装入矿车送至施工地点进行喷浆施工。而在实际生产中,大多数都是在井下现场人工配制,人工现场配制如果管理不到位,就不能保证混凝土配制质量。常见的现象问题是在矿车内拌料,用料没有进行计量器计量,仅凭眼力计量,搅拌不均匀,配料也谈不上比例等。对于这些问题,职工习惯认为:“喷浆机一搅都匀了”。人工配制混凝土的正确方法是在地上铺上铁皮,严格按照试验配合比报告中的配合比进行计量配料,人工搅拌干料4～6遍,确认搅拌均匀后才能入机进行喷浆作业。喷射混凝土若不按照设计要求配制,喷射的混凝土往往达不到设计强度要求,容易导致喷层开裂、浆皮脱落,达不到预期支护效果。
1.4水灰比
井下喷射混凝土水灰比适宜时(一般为0. 4～0. 5) ,喷层表面平整、潮湿光泽,粘塑性好、密实。现场施工水灰比是根据喷层效果靠喷射手调整喷枪上的水阀门来控制的,若喷射手调整水阀门不当,会造成水量不足或过大。当水量不足时,会产生粉尘,回弹量大,粘结力低,喷层表面会形成干斑,砂窝等现象;若水量过大,则会造成混凝土强度低、速凝效果差,喷层流淌、滑移、坍落等现象。
1.5喷层间隔时间
一次喷厚达不到设计要求时,需要再次进行复喷。复喷时必须待前一层混凝土终凝后,才能进行后一层喷射,一般间隔时间为l5～20 min。通常存在的问题初喷复喷时间间隔较短,凝固时间不够,造成混凝土因自重过大而使其内部产生裂纹或垮落,影响施工质量。
1.6岩面冲洗不干净的影响
冲洗岩面是喷射混凝土前的一道重要工序,经过冲洗,可以清洗岩面上的浮尘和浮矸,提高了混凝土与岩面的粘着力,降低了回弹率。现场施工中,喷射手多数情况下只把岩面冲洗一遍,不管干净与否,就开始喷射混凝土施工。若冲洗不干净,会导致上墙率低,喷层形成“两张皮”。当巷道受到一定的压力后,混凝土开始分层脱落,给安全生产带来一定的隐患。
1.7喷射混凝土过程中加入速凝剂的影响
在喷射混凝土过程中加入速凝剂,可以加快喷射混凝土的凝结硬化过程,增加一次喷射厚度,减少回弹量和脱落。按照要求,不同速凝剂和不同水泥应作掺合比试验,以取得合理的配合比。一般情况下,速凝剂掺量为水泥重量的3% ～5%。井下现场施工时,人工向喷射机内撒速凝剂时,不易控制掺入速凝剂用量,且掺入时抛洒不均匀。多数以一罐车料一袋或半袋来控制速凝剂重量,特别是喷巷道拱部或巷道有淋水时,往往加大速凝剂用量来提高混凝土上墙率,其实,这是一种误解。速凝剂加速水泥硬化初凝时间是1～5 min,终凝时间10 min以内。实践证明:速凝剂适量(水泥重量的3% ～5% )会达到预期凝固效果,如果速凝剂掺量大于水泥重量的7%,会出现一种“急凝”现象,不但在经济上造成浪费,且大大降低混凝土的后期强度,当巷道受到一定压力后,会出现混凝土开裂、脱落,造成巷道失修。
1.8混凝土的养护时间
虽然井下空气条件相对湿润,但喷射混凝土后仍需洒水养护。一般养护时间不少于7 d,这样才能使喷射的混凝土达到最高强度和预期支护效果。而在现场施工中,喷射混凝土后很少洒水养护,喷射混凝土一结束就象该段工程竣工了。孰不知由于喷射的混凝土缺少洒水养护,致使混凝土强度降低,达不到预期设计强度。
2、如何解决喷射混凝土常见问题
（1）树立质量意识,矿内部工程自己施工也应该按照矿井基本建设要求施工,矿质量监督部门应严把材料入场关,并对各种材料及时化验作出复试,以确保材料合格。
（2）根据混凝土设计标号要求,经试验确定配合比后,严格按照试验配合比报告进行配比,确保混凝土强度达到设计要求。
（3）建立完善的质量管理体系,矿井应重视混凝土配合比试验,严格按设计要求进行混凝土配比,混凝土配制最好采用机械搅拌,人工配制时,要求加强质量监督,落实质量责任制,严把混凝土配制质量关。
（4）加强对喷射手的职能培训,提高操作熟练程度,使其能够准确控制水灰比。
（5）根据设计喷射厚度及现场情况,首先根据一次喷射厚度合理确定分次喷射次数（一般一次喷厚直墙为50～100 mm,拱部为30 ～60 mm为宜) 。严格按分次次数及厚度进行喷射,分次间隔时间保证在l5～20 min以上。
（6）树立质量意识,加强职工教育和培训,用风水冲洗岩面,做到冲洗不干净不喷。完善喷射混凝土质量验收制度,并检查落实到位。
（7）科学组织施工,加强现场管理,速凝剂掺量严格按照设计进行,不得任意加大速凝剂掺量。
（8）喷射混凝土后,对混凝土进行洒水养护,养护时间不少于7 d。
3如何提高经济效益
在矿井喷射混凝土中,按照矿井基本建设要求规范施工,可大大提高经济效益。主要体现在以下两个方面:
(1)减少材料投入,降低生产成本。煤矿井下喷射混凝土由于配制、搅拌不均匀, 上墙率减低10% ,混凝土配制不按配合比计量用料,致使每米巷道材料增加30%左右,按巷道断面10 m2、喷厚100mm计算,巷道需喷射混凝土约2.1 m3 /m (正常需喷射混凝土约1. 6 m3 /m) ,水泥、砂子、石子参照市场价格计算,喷射混凝土材料费用每米增加77元。采取措施后,每米能够节约巷道材料费、人工费约100元。
(2)保证工程质量,减少巷道维护费用。煤矿井下喷射混凝土巷道工程质量达不到要求时,支护强度降低,巷道服务年限缩短30% ～50% ,增加了巷道維修费用。采取措施后,确保了施工质量和支护强度,达到了预期支护效果,保证了巷道服务年限,每年可减少巷道维护费用约20万元。
4结论
锚杆喷射混凝土支护主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化岩石结构受破坏的岩石边坡；或虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然应力影响、导致大面积碎落，以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡；或岩质边坡因爆破施工，造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部，路堑边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。因此,相应提出了技术措施和完善管理制度、落实质量责任制等对策,从而保证了喷射混凝土的施工质量。
关键词:锚喷支护；混凝土；材质；影响；时间；措施
1、分析井下喷射混凝土
1.1 材质的具体要求
井下喷射混凝土所用材料主要是水泥、砂子、小石子、水及速凝剂,各种材料都有相应的质量要求。虽然各种材料在出厂时都索要了合格证和检验报告等材质证明,但材料进场后,应及时取样重新试验形成复试报告,这两方面的资料必须由质量监督部门认可后方可使用,从而确保材料符合要求质量。由于生产矿井的特殊性,一般施工队伍都由矿山内部员工组成,从建设规范上说,生产矿山既是建设单位又是施工单位,且工程是矿内正常开拓、准备或其它工程,不需上级按照矿井基本建设要求组织验收,也不聘请质量单位进行质量监督,自己的工程靠自己管理,省去了许多矿井基本建设中要求的相关质量监督步骤内容。在质量保证项目中,材料复试是关键的一项,而生产矿井考虑到复试费用问题,几乎都存在材料不做材质复试、喷射混凝土用水不化验,直接用于矿井施工生产的现象,材质具体是否符合要求只能单凭厂家一张合格证,在原材料上不能绝对保证工程质量。
1.2配合比试验
井下喷射混凝土标号一般不低于C20 ,施工中,应针对设计砼标号进行计算初定配合比,然后称取少量材料进行试拌,检验其和易性并进行调整,使之符合设计要求。再按调整后的配合比制作试件,以确定试验配合比。但生产矿井施工中,一般都省去这一步骤,大多数都取经验值是1∶2∶2。
1.3配制不均匀
井下喷射混凝土配制最好在地面进行机械配制,按照混凝土设计标号及试验确定混凝土配合比报告,将一定量水泥、砂子、石子按配合比经过筛子一同送入搅拌机内,搅拌均匀后装入矿车送至施工地点进行喷浆施工。而在实际生产中,大多数都是在井下现场人工配制,人工现场配制如果管理不到位,就不能保证混凝土配制质量。常见的现象问题是在矿车内拌料,用料没有进行计量器计量,仅凭眼力计量,搅拌不均匀,配料也谈不上比例等。对于这些问题,职工习惯认为:“喷浆机一搅都匀了”。人工配制混凝土的正确方法是在地上铺上铁皮,严格按照试验配合比报告中的配合比进行计量配料,人工搅拌干料4～6遍,确认搅拌均匀后才能入机进行喷浆作业。喷射混凝土若不按照设计要求配制,喷射的混凝土往往达不到设计强度要求,容易导致喷层开裂、浆皮脱落,达不到预期支护效果。
1.4水灰比
井下喷射混凝土水灰比适宜时(一般为0. 4～0. 5) ,喷层表面平整、潮湿光泽,粘塑性好、密实。现场施工水灰比是根据喷层效果靠喷射手调整喷枪上的水阀门来控制的,若喷射手调整水阀门不当,会造成水量不足或过大。当水量不足时,会产生粉尘,回弹量大,粘结力低,喷层表面会形成干斑,砂窝等现象;若水量过大,则会造成混凝土强度低、速凝效果差,喷层流淌、滑移、坍落等现象。
1.5喷层间隔时间
一次喷厚达不到设计要求时,需要再次进行复喷。复喷时必须待前一层混凝土终凝后,才能进行后一层喷射,一般间隔时间为l5～20 min。通常存在的问题初喷复喷时间间隔较短,凝固时间不够,造成混凝土因自重过大而使其内部产生裂纹或垮落,影响施工质量。
1.6岩面冲洗不干净的影响
冲洗岩面是喷射混凝土前的一道重要工序,经过冲洗,可以清洗岩面上的浮尘和浮矸,提高了混凝土与岩面的粘着力,降低了回弹率。现场施工中,喷射手多数情况下只把岩面冲洗一遍,不管干净与否,就开始喷射混凝土施工。若冲洗不干净,会导致上墙率低,喷层形成“两张皮”。当巷道受到一定的压力后,混凝土开始分层脱落,给安全生产带来一定的隐患。
1.7喷射混凝土过程中加入速凝剂的影响
在喷射混凝土过程中加入速凝剂,可以加快喷射混凝土的凝结硬化过程,增加一次喷射厚度,减少回弹量和脱落。按照要求,不同速凝剂和不同水泥应作掺合比试验,以取得合理的配合比。一般情况下,速凝剂掺量为水泥重量的3% ～5%。井下现场施工时,人工向喷射机内撒速凝剂时,不易控制掺入速凝剂用量,且掺入时抛洒不均匀。多数以一罐车料一袋或半袋来控制速凝剂重量,特别是喷巷道拱部或巷道有淋水时,往往加大速凝剂用量来提高混凝土上墙率,其实,这是一种误解。速凝剂加速水泥硬化初凝时间是1～5 min,终凝时间10 min以内。实践证明:速凝剂适量(水泥重量的3% ～5% )会达到预期凝固效果,如果速凝剂掺量大于水泥重量的7%,会出现一种“急凝”现象,不但在经济上造成浪费,且大大降低混凝土的后期强度,当巷道受到一定压力后,会出现混凝土开裂、脱落,造成巷道失修。
1.8混凝土的养护时间
虽然井下空气条件相对湿润,但喷射混凝土后仍需洒水养护。一般养护时间不少于7 d,这样才能使喷射的混凝土达到最高强度和预期支护效果。而在现场施工中,喷射混凝土后很少洒水养护,喷射混凝土一结束就象该段工程竣工了。孰不知由于喷射的混凝土缺少洒水养护,致使混凝土强度降低,达不到预期设计强度。
2、如何解决喷射混凝土常见问题
（1）树立质量意识,矿内部工程自己施工也应该按照矿井基本建设要求施工,矿质量监督部门应严把材料入场关,并对各种材料及时化验作出复试,以确保材料合格。
（2）根据混凝土设计标号要求,经试验确定配合比后,严格按照试验配合比报告进行配比,确保混凝土强度达到设计要求。
（3）建立完善的质量管理体系,矿井应重视混凝土配合比试验,严格按设计要求进行混凝土配比,混凝土配制最好采用机械搅拌,人工配制时,要求加强质量监督,落实质量责任制,严把混凝土配制质量关。
（4）加强对喷射手的职能培训,提高操作熟练程度,使其能够准确控制水灰比。
（5）根据设计喷射厚度及现场情况,首先根据一次喷射厚度合理确定分次喷射次数（一般一次喷厚直墙为50～100 mm,拱部为30 ～60 mm为宜) 。严格按分次次数及厚度进行喷射,分次间隔时间保证在l5～20 min以上。
（6）树立质量意识,加强职工教育和培训,用风水冲洗岩面,做到冲洗不干净不喷。完善喷射混凝土质量验收制度,并检查落实到位。
（7）科学组织施工,加强现场管理,速凝剂掺量严格按照设计进行,不得任意加大速凝剂掺量。
（8）喷射混凝土后,对混凝土进行洒水养护,养护时间不少于7 d。
3如何提高经济效益
在矿井喷射混凝土中,按照矿井基本建设要求规范施工,可大大提高经济效益。主要体现在以下两个方面:
(1)减少材料投入,降低生产成本。煤矿井下喷射混凝土由于配制、搅拌不均匀, 上墙率减低10% ,混凝土配制不按配合比计量用料,致使每米巷道材料增加30%左右,按巷道断面10 m2、喷厚100mm计算,巷道需喷射混凝土约2.1 m3 /m (正常需喷射混凝土约1. 6 m3 /m) ,水泥、砂子、石子参照市场价格计算,喷射混凝土材料费用每米增加77元。采取措施后,每米能够节约巷道材料费、人工费约100元。
(2)保证工程质量,减少巷道维护费用。煤矿井下喷射混凝土巷道工程质量达不到要求时,支护强度降低,巷道服务年限缩短30% ～50% ,增加了巷道維修费用。采取措施后,确保了施工质量和支护强度,达到了预期支护效果,保证了巷道服务年限,每年可减少巷道维护费用约20万元。
4结论
锚杆喷射混凝土支护主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化岩石结构受破坏的岩石边坡；或虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然应力影响、导致大面积碎落，以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡；或岩质边坡因爆破施工，造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部，路堑边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。因此,相应提出了技术措施和完善管理制度、落实质量责任制等对策,从而保证了喷射混凝土的施工质量。