一种防止回弹的单管式混凝土喷射装置的制作方法

本实用新型涉及隧道围岩喷射混凝土初次衬砌施工领域，尤其涉及一种防止回弹的单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，该实用新型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：

本实用新型的目的在于针对现有技术中混凝土喷射过程中混凝土回弹溅落、脱离围岩的问题，提供一种防止回弹的单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，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型涉及的一种防止回弹的单管式混凝土喷射装置，包括高压空气喷头组件、混凝土喷枪和空气喷射装置；所述的高压空气喷头组件包括端板、空气喷管外管、空气喷管内管和喇叭口，端板呈圆环形结构，端板中央设有混凝土喷枪插入孔，端板上还设有若干进气口，空气喷管外管一端与端板的外圈连接，另一端与喇叭口直径较小的一端连接，空气喷管内管的一端与端板的内圈连接；所述的混凝土喷枪穿过混凝土喷枪插入孔，并与端板固定；所述的空气喷射装置包括与进气口数量相同的进气管，进气管的端部固定在对应的进气口处。

优选地，所述的喇叭口呈空心圆台形状，其直径较小一端的尺寸与空气喷管外管的尺寸相同，且喇叭口直径较小的一端通过焊接的方式与空气喷管外管连接。

优选地，所述的空气喷管外管和空气喷管内管的长度相同，空气喷管外管和空气喷管内管的轴心重合，空气喷管外管和空气喷管内管之间的空隙大于进气孔的孔径。

优选地，所述的混凝土喷枪配有混凝土泵。

优选地，所述的进气管通过焊接的方式固定在端板的进气口位置，每根进气管上均与空气压缩泵相连。

优选地，所述的端板位于混凝土喷枪插入孔的边缘设置若干喷头固定支座，每个喷头固定支座上均设有带内螺纹的圆孔，混凝土喷枪通过贯穿圆孔的固定螺栓与喷头固定支座锁紧连接。

优选地，所述的进气口的数量为四个，进气口以端板的中心为圆心按照圆周均匀分布。

优选地，所述的喷头固定支座的数量为四个，喷头固定支座以端板的中心为圆心按照圆周均匀分布。

优选地，所述的空气喷管外管和空气喷管内管均通过焊接的方式与端板连接。

优选地，所述的混凝土喷枪的喷射口伸出喇叭口。

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型提出的高压空气喷头组件可以直接嵌套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，所喷出的高压空气不会影响施工人员的视线；高压空气喷头组件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；相对于传统的喷射混凝土施工工艺，所形成的初次衬砌更加光洁平顺，可以提高初次衬砌的施工质量和效率；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。

附图说明

图1是本实用新型防止回弹的单管式混凝土喷射装置的结构示意图；

图2是附图1所示的防止回弹的单管式混凝土喷射装置的侧视图；

图3是高压空气喷头组件的结构以及其与进气管的连接结构的示意图；

图4是附图3所示的结构的侧视图；

图5是喇叭口的结构示意图；

图6是空气喷管外管和空气喷管内管组合的结构示意图；

图7是端板的结构示意图；

图8是进气管和固定支座安装示意图；

图9是本实用新型防止回弹的单管式混凝土喷射装置的工作原理图。

图示说明：喇叭口1、空气喷管外管2、空气喷管内管3、端板4、混凝土喷枪插入孔5、进气口6、进气管7、喷头固定支座8、进气管焊缝9、固定支座焊缝10、空气喷管内管焊缝11、空气喷管外管焊缝12、喇叭口焊缝13、固定螺栓14、混凝土喷枪15、空气压缩泵16、混凝土泵17、混凝土18、围岩19、高压空气罩20。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合实施例对本实用新型作详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

结合附图1和附图2所示，本实用新型涉及的一种防止回弹的单管式混凝土喷射装置包括高压空气喷头组件、混凝土喷枪15和空气喷射装置。其中，所述的混凝土喷枪15配有混凝土泵17，所述的空气喷射装置包括多根进气管7，且每根进气管7上均与空气压缩泵16相连。

结合附图3和4所示，所述的高压空气喷头组件包括端板4、空气喷管外管2、空气喷管内管3和喇叭口1。结合附图3～5所示，所述的喇叭口1的形状为空心圆台结构，喇叭口1采用镀锌钢板钣金或工程塑料或玻璃钢等材料制作。

结合附图3、4、6所示，空气喷管外管2和空气喷管内管3的长度相同，空气喷管外管2和空气喷管内管3可以采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，空气喷管外管2和空气喷管内管3的轴心重合。空气喷管外管2的直径与喇叭口1直径较小一端的直径相同，并且空气喷管外管2的其中一端通过焊接的方式与喇叭口1直径较小的一端焊接连接，空气喷管外管2和喇叭口1焊接的位置形成喇叭口焊缝13。

结合附图3、4、7所示，所述的端板4呈圆环形结构，由钢板或者工程塑料板制作而成，其厚度也要根据所承受的高压空气的压强经过计算确定。端板4中央设有混凝土喷枪插入孔5，其直径略大于混凝土喷枪15的外径，并且等于空气喷管内管3的内径；端板4的外径等于空气喷管外管2的外径。端板4上还设有四个进气口6，四个进气口6的直径均相同，且等于或者略小于空气喷管外管2内侧与空气喷管内管3外侧之间的间距，四个进气口6以端板4的中心为圆心按照圆周均匀分布。空气喷管外管2和空气喷管内管3分别通过焊接的方式与端板4连接，且在各自的焊接位置形成空气喷管外管焊缝12和空气喷管内管焊缝11，空气喷管外管2和空气喷管内管3组成空气喷管。

结合附图3、4、8所示，所述的端板4上还设有四个喷头固定支座8，喷头固定支座8布置在混凝土喷枪插入孔5的边缘，四个喷头固定支座8以端板4的中心为圆心按照圆周均匀分布，且喷头固定支座8通过焊接的方式与端板4固定，喷头固定支座8与端板4连接位置形成固定支座焊缝10。喷头固定支座8为矩形钢板，喷头固定支座8上设有带内螺纹的圆孔。

结合附图1～4所示，所述的进气管7的数量与进气口6的数量相同，进气管7的端部通过焊接的方式固定在对应的进气口6处，且在焊接位置形成进气管焊缝9。所述的混凝土喷枪15插入混凝土喷枪插入孔5内，并通过固定螺栓14与端板4上的喷头固定支座8锁紧连接，混凝土喷枪15的端部伸出喇叭口1。

上述防止回弹的单管式混凝土喷射装置的组装过程包括：首先将空气喷管内管3通过空气喷管内管焊缝11安装在端板4上；然后将空气喷管外管2通过空气喷管外管焊缝12安装在端板4上；然后将喇叭口1通过喇叭口焊缝13安装在空气喷管外管2上，组装完成高压空气喷头组件；然后将混凝土喷枪15插入混凝土喷枪插入孔5中，并用固定螺栓14将混凝土喷枪15与端板4上的喷头固定支座8锁紧；然后将进气管7通过进气管焊缝9焊接在端板4的进气口6处；最后将进气管7与空气压缩泵16相连，将混凝土喷枪15与混凝土泵17相连。

结合附图9所示，混凝土喷枪15喷出混凝土18的同时，空气喷射装置同步运动，空气喷射装置配合高压空气喷头组件，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20阻挡混凝土18回弹，同时也能够起到抚平、挤压和振捣已经附着在围岩19上的混凝土的作用，使混凝土18与围岩19的接触更加牢固、混凝土18内部不会产生空腔和缝隙。

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