一种高压空气多管式混凝土喷射装置的制作方法

本发明涉及隧道围岩初次衬砌施工领域，尤其涉及一种高压空气多管式混凝土喷射装置。

背景技术：

在隧道衬砌施工过程中，目前普遍采用高压泵车将混凝土喷射至隧道围岩表面作为初次衬砌，如申请号为cn201710467538.7的脉冲式混凝土喷射机，其包括基座、万向轮、混凝土仓、喷射管和喷嘴；基座下表面中部固定连接有转向电机，转轴的顶部固定连接有转盘，转盘的上表面固定连接有支架，喷射管的下表面铰接有伸缩机构，转盘的下表面固定连接有混凝土仓，混凝土仓的内部固定连接有泥浆泵，喷射管的上表面固定连接有喷射电机，喷射管的内部设置有曲轴，曲轴上转动连接有连杆，连杆的另一端铰接有滑动板，该发明可以同时在水平面内和竖直面内调节喷射角度，调节速度快，大大提高了使用时的灵活度。

然而采用现有的混凝土喷射装置喷射混凝土作业过程中，高速喷出的混凝土与围岩及已经附着在围岩表面上的混凝土碰撞后会发生回弹，造成部分混凝土回弹溅落、脱离围岩，不仅造成材料浪费，而且影响施工进度。为了能够降低混凝土回弹损耗、提高施工效率，需要开发一种能够防止喷射混凝土回弹的技术装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有的混凝土喷射技术中普遍存在的混凝土回弹溅落、脱离围岩的问题，提供一种高压空气多管式混凝土喷射装置，进而大幅度减少混凝土的回弹溅落，提高施工效率，降低工程造价。

为了达到目的，本发明提供的技术方案为：

本发明涉及的一种高压空气多管式混凝土喷射装置，包括混凝土喷射装置和高压空气喷射装置；所述的高压空气喷射装置包括端板和若干空气喷管，端板的中心设有混凝土喷枪插入孔，混凝土喷枪插入孔的四周布置有与空气喷管一一对应的空气喷管安装孔，空气喷管穿过对应的空气喷管安装孔并固定在端板上；所述的混凝土喷射装置包括混凝土喷枪，混凝土喷枪穿过混凝土喷枪插入孔。

优选地，所述的端板上设有喷头固定环，喷头固定环固定在端板的混凝土喷枪插入孔位置，所述的混凝土喷枪穿过喷头固定环，并与喷头固定环固定。

优选地，所述的空气喷管包括进气端和出气端，进气端配有与压缩气源连接的空气压缩泵，出气端设置坡口，坡口方向朝内。

优选地，所述的空气喷管以端板的中心为轴心按照圆周均匀布置，各空气喷管的长度相同，相互平行，且各空气喷管的两端对齐。

优选地，所述的空气喷管通过焊接的方式与端板固定。

优选地，所述的喷头固定环的管壁上设有若干按照圆周均匀分布的螺栓孔，所述的混凝土喷枪通过喷头固定螺栓与喷头固定环锁紧连接。

优选地，所述的喷头固定环通过焊接的方式与端板固定。

优选地，所述的混凝土喷枪上配有混凝土泵。

优选地，所述的混凝土喷枪伸出端板的长度大于所述的空气喷管伸出端板的长度。

优选地，所述的螺栓孔设置两排。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、高压空气喷射装置包括多根空气喷管，且空气喷管的出气端均设置坡口，坡口方向朝内，喷出的高压空气能够在喷射混凝土的外围形成一个圆锥形的高压空气罩，不仅能够阻挡混凝土回弹，也能够抚平、挤压和振捣已经附着在围岩上的混凝土，使混凝土与围岩的接触更加牢固、混凝土内部不会产生空腔和缝隙。

2、相对于传统的喷射混凝土施工工艺，采用本发明涉及的装置形成的初次衬砌更加光洁平顺，可提高初次衬砌的施工质量和效率。

3、采用本发明涉及的装置进行施工时，在喷射混凝土施工前，可以用高压空气清理附着在围岩表面上的碎石和渣土，提高初次衬砌的施工质量。

4、本发明提出的高压空气喷射装置直接组装在已有的混凝土喷枪上，不用对原设备进行大的改造，构造简单造价低，喷出的高压空气不会影响施工人员的视线。

附图说明

图1是本发明高压空气多管式混凝土喷射装置的结构示意图；

图2是高压空气喷射装置的结构示意图；

图3是端板的结构示意图；

图4是喷头固定环的结构示意图；

图5是喷头固定环与端板的连接结构示意图；

图6是高压空气多管式混凝土喷射装置的工作原理图。

图示说明：喷头固定环1、螺栓孔2、端板3、混凝土喷枪插入孔4、空气喷管安装孔5、焊缝6、空气喷管7、空气喷管焊缝8、混凝土喷枪9、喷头固定螺栓10、空气压缩泵11、混凝土泵12、围岩13、混凝土14、高压空气罩15。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

结合附图1所示，本发明涉及的一种高压空气多管式混凝土喷射装置包括混凝土喷射装置和高压空气喷射装置。

结合附图1和2所示，高压空气喷射装置包括喷头固定环1、端板3和空气喷管7。端板3的结构如附图3所示，端板3为一块圆环形板，由钢板制作，其厚度根据计算确定。端板3的中心设有混凝土喷枪插入孔4，混凝土喷枪插入孔4的四周设有8个空气喷管安装孔5，空气喷管安装孔5以端板3的中心为圆心按照圆周均匀分布，相邻的空气喷管安装孔5与端板3中心的连线的夹角为45°。

结合附图1、2、4和5所示，所述的喷头固定环1由钢管制作，其内直径与端板3上的混凝土喷枪插入孔4的直径相同，其壁厚需要根据混凝土喷枪9的重量经过计算予以确定。喷头固定环1通过焊接的方式固定在端板3的混凝土喷枪插入孔4位置，焊接位置形成焊缝6。喷头固定环1的圆周开设两排螺栓孔2。

结合附图1、2和3所示，所述的空气喷管7为圆管状构件，可以用钢管或者工程塑料、玻璃钢等材料制作，壁厚要根据所通过的高压空气的压强经过计算确定。空气喷管7共设8根，并与空气喷管安装孔5一一对应，8根空气喷管7的长度均相同。空气喷管7包括进气端和出气端，进气端均配有与压缩气源连接的空气压缩泵11，为了能够得到比较好的圆锥形空气罩，在出气端设置坡口。空气喷管7穿过对应的空气喷管安装孔5并通过焊接的方式固定在端板3上，焊接位置形成空气喷管焊缝8。焊接后，各空气喷管7平行且前后端均对齐，坡口朝内。

结合附图1所示，所述的混凝土喷射装置包括混凝土喷枪9，混凝土喷枪9配有混凝土泵12。混凝土喷枪9穿过喷头固定环1和混凝土喷枪插入孔4，并通过穿过螺栓孔2的喷头固定螺栓10与喷头固定环1锁紧。混凝土喷枪9伸出端板3的长度大于空气喷管7伸出端板3的长度，如此，混凝土喷枪9喷射混凝土时不会喷到空气喷管7上。

结合附图6所示，采用本发明涉及的高压空气喷射装置对隧道围岩进行初次衬砌施工时，首先压缩气源提供高压空气并通过空气喷管7喷出，用高压空气清理附着在围岩13表面上的碎石和渣土。然后，用混凝土喷枪9向围岩13喷射混凝土14，与此同时，压缩气源提供高压空气并通过空气喷管7喷出，在混凝土14的外围形成一个圆锥形的高压空气罩15，当混凝土14喷到围岩13表面并反弹时，高压空气罩15产生的压力将回弹的混凝土14反推回去，阻挡这部分混凝土14回弹和溅落，从而保证混凝土14无法脱离隧道的围岩表面。

高压空气罩15还能够抚平、挤压和振捣已经附着在围岩上的混凝土14，使混凝土与围岩13的接触更加牢固，混凝土14内部不会产生空腔和缝隙。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。