第三节喷射混凝土支护教材
喷射混凝土支护(全文)
喷射混凝土支护(全文)喷射混凝土支护概述喷射混凝土支护是土木工程中一种常见的技术手段，用于加固土体、保护构筑物或者修复损坏的结构。
本文将详细介绍喷射混凝土支护的原理、分类、施工工艺、相关设备及材料，旨在为相关工程师和施工人员提供参考和指导。
1. 喷射混凝土支护原理1.1 混凝土喷射材料的特性介绍1.2 喷射混凝土施工原理和机理1.3 喷射混凝土施工与地基特性的关系2. 喷射混凝土支护分类2.1 喷射混凝土加固土体分类2.2 喷射混凝土保护构筑物分类2.3 喷射混凝土修复损坏结构分类3. 喷射混凝土施工工艺3.1 准备工作3.2 喷射混凝土施工工艺流程3.3 喷射混凝土施工注意事项4. 喷射混凝土设备及材料4.1 喷射混凝土设备介绍4.2 喷射混凝土材料选择和使用方法5. 喷射混凝土质量控制5.1 施工前质量控制5.2 施工中质量控制5.3 施工后质量验收6. 喷射混凝土施工案例分析6.1 加固土体案例分析6.2 保护构筑物案例分析6.3 修复损坏结构案例分析7. 结论通过对喷射混凝土支护原理、分类、施工工艺、相关设备及材料等方面的详细介绍，本文对喷射混凝土支护技术进行了全面的梳理和总结，为相关从业人员提供了有价值的参考和指导。
附件：1. 喷射混凝土施工工艺示意图2. 喷射混凝土支护常见问题解答法律名词及注释：1. 施工工艺：指喷射混凝土支护中采用的具体技术方法和操作步骤。
2. 设备设施：指喷射混凝土施工所需的机械设备和施工场地。
3. 施工单位：指进行喷射混凝土施工的具体工程公司或个人。
喷射混凝土支护概述喷射混凝土支护是一种常用的土木工程技术，它可以被用于加固土体、保护构筑物或修复受损结构。
本文将详细描述喷射混凝土支护的原理、分类、施工工艺、设备和材料，旨在为相关的工程师和施工人员提供全面的指导。
1. 喷射混凝土支护原理1.1 混凝土喷射材料的特性概述1.2 喷射混凝土施工的原理和机制1.3 喷射混凝土施工与地基特性的关联2. 喷射混凝土支护分类2.1 加固土体的喷射混凝土支护分类2.2 保护构筑物的喷射混凝土支护分类2.3 修复受损结构的喷射混凝土支护分类3. 喷射混凝土施工工艺3.1 准备工作3.2 喷射混凝土施工的步骤3.3 喷射混凝土施工的注意事项4. 喷射混凝土设备和材料4.1 喷射混凝土设备的介绍4.2 喷射混凝土材料的选择和使用方法5. 喷射混凝土质量控制5.1 施工前的质量控制5.2 施工中的质量控制5.3 施工后的质量验收6. 喷射混凝土施工案例分析6.1 加固土体案例分析6.2 保护构筑物案例分析6.3 修复受损结构案例分析7. 结论通过对喷射混凝土支护原理、分类、施工工艺、设备和材料等方面的详细描述，本文为相关的从业人员提供了有用的参考和指导。
巷道支护-喷射混凝土支护PPT课件
喷射混凝土支护施工速度快， 能够快速提供支护，减少围岩 暴露时间。
喷射混凝土支护能够根据需要 进行局部加强，对不同地层和 断面形状的适应性较强。
喷射混凝土支护的应用范围
喷射混凝土支护广泛应用于地下工程、隧道工程、采矿工程等领域的巷道支护。
在软弱围岩、破碎围岩、地层变化较大的地段等复杂地质条件下，喷射混凝土支护 具有显著的优势。
材料搅拌
将水泥、骨料、水等按照配合比进 行搅拌，确保混凝土搅拌均匀。
运输
将搅拌好的喷射混凝土运输到喷射 地点，注意防止混凝土离析和凝固。
喷射混凝土的施工方法
01
02
03
04
喷射方式选择
根据实际情况选择合适的喷射 方式，如干喷、湿喷或混合喷
等。
喷射角度和距离
控制喷射角度和距离，确保混 凝土能够均匀地覆盖在巷道表
喷射操作
喷射操作应按照“先墙后拱、自下而上、分段分层”的顺 序进行，喷射时应控制好水灰比，保证喷射的混凝土无干 斑、无流淌、粘着力强、回弹少。
喷射工作结束后的处理
喷射工作结束后，应按设计要求对喷射混凝土进行养护。
质量检测与评估
外观检查
对喷射混凝土的外观质量进行 检查，包括是否出现裂缝、脱 落、漏喷、钢筋暴露等情况。
材料广泛
喷射混凝土支护所使用的原材料丰富， 价格相对较低，降低了工程成本。
强度高
喷射混凝土支护具有较高的抗压、抗 拉和抗剪强度，能够有效地承载巷道 的压力。
适应性广
喷射混凝土支护可以根据巷道的形状 和尺寸进行灵活的调整，适应性强。
缺点分析
环境污染
维护困难
喷射混凝土支护过程中会产生大量的粉尘 和噪音，对环境造成一定程度的污染。
喷射混凝土支护
喷射混凝土支护喷射混凝土支护是将混凝土材料喷射到需要加固的地面或构筑物表面，形成一层坚硬、结实的保护层的一种工程技术。
它广泛应用于隧道、地铁、水利、矿山、铁路、公路等领域的地质工程和建筑工程中，具有安全、高效、节能等优点，在许多工程项目中得到广泛应用。
一、喷射混凝土支护工艺流程1. 边框制作：先在固定混凝土喷射机的位置上，固定边框模板。
2. 泵送混凝土:泵混凝土进入喷射机前部的压缩机并在压缩机由压缩进入混凝土喷射泵。
3. 混凝土喷射：开始恰当设置喷射量、喷射速度等参数，不停喷射均匀的混凝土层。
4. 密封：一段时间后，喷射厚度达到要求，喷射结束，并加强混凝土表面密封，增加强度和保护目标物。
二、喷射混凝土支护的优点1. 安全性高：使用喷射混凝土进行支护的施工过程不需要人员进入施工区域，安全性高。
2. 抗渗性强：由于喷射混凝土中含有特殊添加剂和掺合料，可以大大提高混凝土的抗渗性能。
3. 节能减排：与传统的混凝土浇筑方式相比，使用喷射混凝土仅需要少量的水泥和水，大大节省了能源和水资源。
4. 施工周期短：相比传统的浇筑方式，使用喷射混凝土支护可以大大缩短建筑工期，提高工程进展速度。
三、喷射混凝土支护的适用范围喷射混凝土支护广泛应用于隧道、铁路、地铁、矿山、高架桥、水利水电等建筑工程中，可以有效保护工程的稳定性和安全性。
例如，在隧道施工中，使用喷射混凝土可以增加隧道的承载能力，防止落石和水流，确保隧道的安全性。
而在水利水电工程中，喷射混凝土可以有效地减少渗漏问题，保证工程的正常运行。
四、喷射混凝土支护的技术难点1. 混凝土喷射机的使用：混凝土喷射机需要具备合适的操作人员，以保证高效和优质的施工。
2. 混凝土制备和输送：混凝土的制备和输送需要掌握一定的技术，以确保混凝土的性能和喷射质量。
3. 质量控制：在喷射混凝土施工的过程中，需要掌握一定的质量控制技术，以保证喷射混凝土的稳定性和耐久性。
总的来说，喷射混凝土支护作为一种新型的建筑技术，已得到广泛的应用和推广。
锚喷支护和喷射混凝土支护(一)课件
02
在井巷工程中，锚喷支护和 喷射混凝土支护主要用于加 固井巷围岩，防止井巷坍塌 和变形。通过喷射混凝土， 可以将井巷表面覆盖，减少 围岩的风化和剥落，同时提 高井巷的承载能力。
03
锚杆是井巷锚喷支护的重要 构件之一，它可以深入到井 巷围岩中，将围岩与井巷结 构紧密结合在一起，提高围 岩的整体性和稳定性。
根据材料、结构、功能等 不同，锚杆可以分为多种 类型，如木锚杆、钢筋锚 杆、树脂锚杆等。
锚杆支护适用范围
主要用于隧道、地下硐室 等地下工程中，对于软弱 、破碎的围岩具有较好的 支护效果。
喷射混凝土支护
喷射混凝土支护原理
喷射混凝土支护适用范围
通过喷射混凝土在围岩表面形成一层 保护层，限制围岩的变形和松弛，提 高围岩的稳定性。
锚喷支护和喷射混凝 土支护(一)课件
目 录
• 锚喷支护和喷射混凝土支护概述 • 锚喷支护原理与技术 • 喷射混凝土支护材料与设备 • 锚喷支护和喷射混凝土支护工程实例 • 锚喷支护和喷射混凝土支护的优缺点与改进方
向
01
锚喷支护和喷射混凝土 支护概述
定义与特点
锚喷支护
锚喷支护是一种利用锚杆和喷射混凝土联合支护围岩的施工 方法。它具有主动支护、有效控制围岩变形、施工简便、经 济可靠等优点，广泛应用于隧道、地下硐室等地下工程。
缺点
施工时需要严格控制锚杆的间距和角度，否则会影响支护效果。 喷射混凝土支护缺点
喷射混凝土与围岩之间的粘结力受围岩表面的干燥度、洁净度等因素影响较大。
缺点
对于地下水丰富的地区，喷射混凝土 容易受到地下水的侵蚀，影响其长期 稳定性。
喷射混凝土的收缩率较大，容易产生 裂缝，影响支护效果。
改进方向
喷射混凝土支护施工指导书
喷射混凝土支护施工作业指导书1、作业制度1.1施工作业执行文件：中铁二十二局太兴项目部下发的有效设计图纸、技术交底文件、《隧道初期支护施工作业指导书》，《铁路隧道工程施工技术指南》。
1.2施工作业执行的强制性规范：《安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》，铁路行业标准。
2、适用范围锚杆和喷射混凝土支护施工普通应用于初期和临时支护中，在VI-V级围岩较差地段，在锚喷支护的基础上可采用格栅钢架或型钢钢架支护措施。
超前支护可针对隧道不良地质进行预加固。
3、工艺流程喷射混凝土流程见图湿喷混凝土施工工艺流程图4、施工要求4.1一般规定（1）隧道初期支护必须紧跟隧道开挖面及时施作，同时按设计要求进行监控两侧的相关作业，对位于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环，保证施工安全。
（2）隧道初期支护应采用锚喷支护，根据围岩特点、断面大小和使用条件等选择混凝土、锚杆、钢筋网、和钢架等单一或组合的支护形式。
支护参数的选择，一般地段应符合设计要求；特殊岩土及不良地质段支护加强。
（3）隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、距离及工序搭接要求；确定喷射混凝土前见面标准和设置混凝土厚度控制标志；选择基面出水点处理措施；确定锚杆、钢架、钢筋网的加工、运输、安装方案；确定改善作业环境的措施及人员防护方案；选择合格的材料供应方，对进场的原材料进行检验、试验并选定配合比；选择满足上述要求的施工组织和各项资源配置，并同时进行试运行确认其有效性。
（4）喷锚支护施工中，应做好下列工作：锚喷支护施工记录；喷射混凝土的强度、厚度、外观尺寸等检查和试验报告。
（5）喷射混凝土冬期施工时，作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5℃。
（6）作业区应有良好的通风和照明装置，喷射混凝土时粉尘含量不得大于2mg/m³。
（7）隧道支护施工后，应清理场地和设备料具，为下一工序创造条件。
并对喷射混凝土进行养护，同时分析检测不满足要求的项目及产生的原因，并制定整改措施。
喷射混凝土支护技术41页PPT
喷射混凝土支护Βιβλιοθήκη 术11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
喷射混凝土支护(一类建资)
目录一、喷射混凝土支护的主要特点 (2)二、喷射混凝土的原材料及其配比 (3)三、喷射混凝土的主要工艺参数 (5)四、喷射混凝土支护结构 (8)喷射混凝土支护一、喷射混凝土支护的主要特点喷射混凝土是一种原材料与普通混凝土相同，而施工工艺特殊的混凝土。
喷射混凝土是将水泥、砂、石、按一定的比例混合搅拌后，送入混凝土喷射机中，用压缩空气将干拌合料压送到喷头处，在喷头的水环处加水后，高速喷射到巷道围岩表面，起支护作用的一种支护形式和施工方法。
在矿山井巷，采用与锚杆支护相结合的喷射混凝土支护，取代原有的料石砌碹、混凝土衬砌，取得了明显的效果。
喷射混凝土支护的主要特点：○1技术上先进，质量上可靠。
过去用钢、木支护、料石、混凝土碹支护只有消极地承受上部松动围岩的重量，维持巷道的稳定性。
喷射混凝土支护则是充分考虑和积极发挥围岩本身自稳作用，喷射混凝土与围岩自稳能力相结合，变被动为主动，变消极为积极。
喷射混凝土利用压气高速喷射到围岩表面的节理、裂隙中，把节理、裂隙分隔的岩体联结起来，有效地阻止岩块的松动和滑移。
喷射混凝土形成一种紧贴岩面的封闭层，隔绝了水和空气对围岩的风化和剥蚀作用，防止因围岩风化、剥蚀而影响巷道稳定性和正常使用。
喷射混凝土支护可填补由于爆破而形成的巷道围岩表面凸凹不平，使其成形圆滑规整，避免了应力集中。
喷射混凝土支护紧跟掘进工作面，以最快的速度施工，有效减少围岩的暴露时间，有利于迅速控制或稳定围岩因爆破引起的扰动，从而大大地提高了围岩的稳定性和自撑能力。
同时喷射混凝土同围岩岩层紧密粘结在一起，实际上组成了围岩和支护为一体的共同受力系统。
把过去认为是荷载的岩层转化的承载结构的一部分。
加之，喷射锚杆混凝土支护与锚杆支护、金属网相结合，提高了支护的性能和工程质量，改进了巷道的稳定性。
○2经济上合理，工艺上简便。
喷射混凝土与传统的普通混凝土相比，其支护厚度可减少1/3~2/3。
过去碹厚在250~500mm，现在喷射混凝土层厚度在50~200mm。
喷射混凝土作业指导书
喷射混凝土施工作业指导书1.适用范围适用于湿喷混凝土施工。
2.作业预备2.1材料要求2.1.1水泥喷射混凝土应优先承受硅酸盐水泥或一般硅酸盐水泥，强度等级不小于 32.5Mpa，尽量用颖的水泥，存放较长时间的水泥将会影响喷射砼的分散时间。
依据工点特点，必要时可承受特种水泥。
2.1.2粗、细骨料粗骨料应承受坚硬耐久的碎石或卵石〔斗石〕，或两者混和物，严禁选用具有潜在碱活性骨料。
当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。
喷射混凝土中的石子最大粒径不宜大于16mm，喷射钢纤维混凝土中的石子粒径不易大于 10cm，骨料级配宜承受连续级配。
按重量计含泥量不应大于 1%，泥块含量不应大于 0.25%。
细骨料应承受坚硬、耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含水率宜掌握在 5%～7%。
砂中小于 0.075mm 的颗粒不应大于 20%。
含泥量不应大于 3%，泥块含量不应大于 1%。
2.1.3外加剂应选用对混凝土的强度及围岩的粘结力根本无影响；对混凝土和钢材无腐蚀作用；对混凝土的分散时间影响不大〔除速凝剂和缓凝剂外〕；吸湿性差，易于保存；不污染环境，对人体无害。
2.1.4速凝剂喷射混凝土宜承受液体速凝剂。
在使用速凝剂前，应做水泥的相容性试验及水泥净浆分散效果试验，严格掌握掺量，并要求初凝时间不应大于 5min，终凝不应大于 10min。
2.1.5水水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常分散与硬化的有害杂质。
一般应承受饮用水。
2.1.6钢纤维钢纤维内不得含有明显的锈蚀、油脂及其他阻碍钢纤维与水泥粘结的杂质，其中因加工不良造成的粘连片、铁屑及杂质不应超过钢纤维重量的 1%。
钢纤维长度宜为 20～25mm，并不得大于输料软管以及喷嘴内径的 0.7 倍。
2.1.7合成纤维喷射混凝土中的合成纤维宜承受聚丙烯纤维，材质应满足设计要求。
2.2机具配置及劳力安排为实现隧道安全、快速施工的目的，应结合隧道开挖进度，进展施工机具及劳动力的合理配置。
喷射混凝土
6 喷射混凝土之宇文皓月创作6.1一般规定6.1.1喷射混凝土适用于隧道、洞室、边坡和基坑等工程的面层支护。
6.1.2喷射混凝土的设计强度等级不该低于C20；用于大型洞室及特殊条件下的工程支护时，其设计强度等级宜不低于C25。
6.1.3开挖后呈现明显塑性流变或高应力易发生岩爆的岩体中的隧洞、受采动影响、高速水流冲刷或矿石冲击磨损的隧洞和竖井，宜采取喷射钢纤维混凝土支护。
6.1.4大断面隧道及大型洞室喷射混凝土支护，宜采取湿拌喷射法施工；基坑、边坡喷射混凝土支护，宜采取干拌喷射法施工；矿山井巷及小断面隧洞喷射混凝土支护，宜采取半湿拌喷射法施工。
6.2原资料6.2.1水泥：应符合第4.4.7条规定的要求。
6.2.2骨料应符合下列要求：1粗骨料应选用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径不宜大于15mm；当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。
2细骨料应选用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数不宜大于 2.5。
干拌法喷射时，骨料的含水率应坚持恒定其实不小于6%。
3喷射混凝土骨料级配宜控制在表6.2.2数据范围内。
表 6.2.2喷射混凝土骨料通过各筛经的累计质量百分率（％）6.2.3拌合水应符合第4.4.8条规定的要求。
6.2.4喷射混凝土速凝剂应符合下列要求：1掺加正经常使用量速凝剂的水泥净浆初凝不该大于3min，终凝不该大于12min；2加速凝剂的喷射混凝土试件，28d强度应不低于不加速凝剂强度的90%；3宜用无碱或低碱型速凝剂。
6.2.5喷射混凝土中的矿物掺合料，应符合以下规定：1粉煤灰的品质应符合现行国家尺度《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596的有关规定。
粉煤灰的级别不该低于Ⅱ级，烧失量不该大于5%。
2硅粉的品质应符合表6.2.5的要求。
表6.2.5硅粉质量控制指标要求3粒化高炉矿渣粉的品质应符合现行国家尺度《用于水泥和混凝土中粒化高炉矿渣粉》GB/T18046的有关规定。
6.2.6纤维：喷射混凝土用钢纤维及合成纤维应符合以下规定：1钢纤维钢纤维的抗拉强度应不低于1000N/mm2，直径宜为0.40~0.80mm，长度宜为25~35mm，其实不得大于混合料输送管内径的0.7倍，长径比为35~80。
喷射混凝土
喷射混凝土的性能
喷射混凝土与浇注混凝土有许多相似之处，但也有许多不 同之处：其一，喷射混凝土的施工工艺与成型条件有别于 普通混凝土；其二，水泥含量及砂率均较普通混凝土高， 水灰比较小，特别是掺入速凝剂后，大大改变了混凝土结 构，因此，它的性能与普通混凝土有一定差别。
2.1强度 （1）抗压强度。喷射混凝土抗压强度常用来作为评定喷
设备及管路磨蚀小，也不像碎石那样因针片状含量 多而易引起管路堵塞。尽管目前国内生产的喷射机 能使用最大粒径为25 mm的集料，但为了减少回 弹，集料的最大粒径不宜大于20 mm。集料级配 对喷射混凝土拌合料的可泵性、通过管道的流动性、 在喷嘴处的水化、对受喷面的黏附以及最终产品的 密度和经济性都有重要作用。为取得最大的密度， 应避免使用间断级配的集料。 喷射混凝土需掺入速凝剂时，不得用含有活性二氧 化硅的石材作粗集料，以免碱骨料反应而使喷射混 凝土开裂破坏。
喷射混凝土
喷射混凝土的原材料 1.1 水泥 喷射混凝土用水泥应考虑水泥与速凝剂的
相容性。可分为三大类:
第一类是硅酸盐系列的水泥，如硅酸盐水 泥、普通硅酸盐水泥、矿渣碳酸盐水泥， 强度等级不应低于 32.5 MPa。这些水泥 用于喷射混凝土时，需要加入速凝剂。速 凝剂的掺加量和品种应通过正式配制前试 验确定。
喷射混凝土
喷射混凝土的施工工艺
3.3 湿式喷射混凝土
将水泥、砂子、石子、水按一定比例混合后搅拌成混凝土 （水灰比一般为0.5 左右，坍落度 13 cm 左右），用泵将 搅拌好的混凝土经输料管压送至喷嘴处，与液体速凝剂相混 合，借助压风补充的能量将混凝土喷射到受喷面上。湿喷粉 尘小、回弹率低、混凝土强度高，但喷射工艺较复杂，对集 料和外加剂的要求较高，混凝土输送距离较短（一般不超过 50 m）。
第三节 喷射混凝土支护
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表8-18 粒径/mm 百分率/%
喷射混凝土用石子的合理颗粒级配
5～7
7～15
15～25
25～35
55～45
＜20
3.水
要求洁净，不含杂质的清水。凡是能饮用的自来 水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。污 水、pH﹥4的酸性水和硫酸盐含量按SO3计算超过水重 1%的水以及含油脂、糖类的水均不许使用。
量配合比可参照表8-19选用。
表8-19
喷射部位 配合比
喷混凝土的配合比
水泥:粗中混合砂:石子
水泥:细砂:石子
侧壁 顶拱
1:(2.0～2.5):(2.5～2.0) 1:2.0:(2.0～2.5)
1:2.0:(1.5～2.0)
1:(1.5～2.0):(1.5～2.0)
喷水泥砂浆的重量配合比为:水泥:砂=1:(2～3)， 砂浆标号不应低于75号。水灰比以0.4～0.5为最佳， 水灰比在此范围内，喷射的混凝土强度高而回弹少。
4.速凝剂
为了使混凝土能迅速粘结在壁面上，提高早期强
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度，需要在喷射混凝土中添加水泥重量2.5％～4％的 速凝剂，速凝剂的掺入比例根据品种不同而异，一般 要求初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于 10min。为了适应湿喷混凝土，正在试用液体速凝剂 和减水剂，以提高混凝土的强度。
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应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，水泥的强 度等级不得低于42.5。不得使用受潮或过期结块的水 泥。
2.骨料
(1)细骨料(沙子)
为了保证混凝土强度，防止混凝土硬化后的收缩 和减少喷射粉尘，喷射混凝土中的细骨料应采用粒径 为0.35～3.0mm坚硬干净的中、粗沙为好。用细沙制 成的混凝土容易产生较大的收缩变形；且过细的粉沙 中游离劝晓含量较高，有损操作人员的健康。沙的含
3岩石锚杆与喷射混凝土支护技术详解
3.4.2 现代分析方法
〔1〕概述 上述理论分析相比照较简洁，但只反映了锚杆作用
的外表和直观现象，缺乏内在缘由的分析。主要表 现在： 上述理论以岩梁或岩石拱承载，另有外载荷作用的 分析方法。实际上，岩石的两个作用是同时存在的， 既是承载体，又是施力体。 没有反映锚杆是一种内部加固的构件。锚杆是通过 岩石内部的作用来实现岩层稳定的。
3.3.3 托盘〔垫板〕和螺母
托盘〔垫板〕是锚杆支护系统中的一个重要部件。 全长锚固锚杆：用螺帽压紧垫板，可防止垫板四周裂开岩块
脱落，且在锚杆受作用时，其外端口四周的粘结材料将消失 最大剪应力。 端头锚固或全长锚固锚杆，没有托盘都是不合理的。 托盘〔垫板〕形式：平板形托盘、特地的〔异形〕垫板 平板形托盘：一般用铸铁浇铸，或用钢板或废旧矿用工字钢 翼缘切割并钻孔而成。 各种特地的〔异形〕垫板可以改善锚杆的锚固性能。
3 岩石锚杆与喷射混凝土 支护技术
3 岩石锚杆与喷射混凝土支护技术
岩石锚杆——就是在岩层中使用的锚杆，多用在矿 山巷道与硐室、岩石隧道、岩石边坡、岩石基坑等 工程中。其中以矿山巷道使用最普遍，包括煤层巷 道。可作为永久或临时性支护。 • 在矿山岩石巷道与硐室工程中，我们称以锚杆和 喷射混凝土等技术为主组成的各种联合支护技术 为锚喷支护技术； • 在矿山煤层巷道中，我们称以锚杆、锚索和金属 网、钢带等组成的联合支护技术为锚网支护技术。
3.2 岩石锚杆分类
3.2.2 锚杆根本构造形式
〔1〕构造与组成
锚杆构造:均可以分为与岩土固结的锚固段、露在岩 土体外面的尾部和连接锚固段与尾部的工作局部。
工作局部可将岩土作用给外露段锚杆的压力传递给固
结段。
机械式锚固锚杆已经较少使用。
技术交底隧道3-喷射混凝土支护
(10)喷混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间不少于7d。
2.质量控制
2.1.基本要求
(1)喷射混凝土配合比，应通过试验确定并满足设计强度和喷射工艺的要求。
(2)分层作业时，最后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，混合料应随拌随喷，回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。
(2)粗集料：应采用连续级配、坚硬耐久的碎石，最大粒径不大于16mm，其压碎值应≤20％，针片状颗粒含量≤8％，含泥量≤1.0％，施工前进行碱活性试验。
(3)细集料：采用连续级配中、粗砂，细度模数不小于2.5，其含泥量≤3%。
(4)速凝剂：应根据水泥品种、水灰比等，根据试验选择掺量，使用前应做好速凝效果试验，要求初凝不大于5min，终凝不大于10min。应采用液体速凝剂，严禁采用粉体速凝剂。
(13)喷手在作业时须佩戴护目镜，防止喷射混凝土颗粒溅入眼内。在喷嘴前方严禁站人。
5.水保环保措施
(1)对施工人员加强保护自然资源教育，严禁随意砍伐树木。
(2)营造良好环境。在施工现场和生活区设置足够的临时卫生设施，经常进行卫生清理，由项目部组织人员定期对施工场所进行专项检查。
(3)对汽油等易挥发品密闭存放，并尽量缩短开启时间。
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
喷射混凝土强度（MPa）
在合格标准内
按隧道施工技术规范附录C检查
2
喷层厚度（mm）
平均厚度≥设计厚度；检查点的90%≥设计厚度；最小厚度≥0.5倍设计厚度，且≥50
凿孔法或雷达检测仪：每10m检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3m检查1点
3
空洞检测
无空洞，无杂物
第三节 喷射混凝土支护
用含水率小于7%(水灰比≤o.35)的混合料，料腔不 粘结，不需清理，其受料和出料系统能连续畅通， 始终保证正常工作。 2.喷射机具 (1)混凝土喷射机 50年代开始研制WG-25型双罐干式喷混凝土机， 于60年代定型生产并大量应用，成为我国锚喷支护 第一代喷混凝土机械。与此同时，也出现了ZHP-2型 转子式喷射机、LHP-701型水平螺旋喷射机、SPD320型风动单罐喷射机等不同类型的设备，但是除转
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度，需要在喷射混凝土中添加水泥重量2.5％～4％的 速凝剂，速凝剂的掺入比例根据品种不同而异，一般 要求初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于 10min。为了适应湿喷混凝土，正在试用液体速凝剂 和减水剂，以提高混凝土的强度。 5.钢纤维
在混凝土中加入钢纤维可有效地改善混凝土的整 体力学性能，特别是提高喷层的抗拉强度与变形能力， 变脆性材料为塑性材料。一般在喷射混凝土中掺加水 泥重量4%的约30mm长、直径0.25～0.4mm的钢纤维
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水率不应大于7％。沙子的细度模数宜大于2.5。
(2)粗骨料(石子)
一般选用坚硬的河卵石或碎石，其中碎石回弹力 低，但易于堵管和磨损管道，而河卵石则相反。石子 粒径应根据喷射机性能选取。在实际工作中，为了减 小回弹和防止管路堵塞，喷射混凝土的石子粒径一般 不大于15mm。 石子的合理级配是影响混凝土质量、水泥用量和 回弹率的重要因素之一，其合理级配可参考表8-18选 取。
2.喷射混凝土厚度 《技术规范》4.3.3条文说明：喷射混凝土的收缩
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较大，若其厚度小于50mm时，喷层中粗骨料的含量 甚少，更容易引起收缩开裂。同时，喷层过薄也不 足以抵抗岩块的移动，常出现局部开裂或剥落。近 几年来，有关部门对喷射混凝土支护使用情况调查 结果表明，喷射混凝土支护层产生局部开裂剥落者， 其厚度多在50mm以下，也有30～40mm的。因此，本 条规定喷射混凝土支护的最小厚度不应小于50mm。 根据锚喷支护原理，要求喷层具有一定的柔性。 因此，规定喷射混凝土厚度一般不应超过200mm，特
巷道支护-喷射混凝土支护
2.金属支架－破坏形式主要为失稳
一．金属支架——适用于回 采巷道
轻便钢轨（18kg~24kg） 或矿用工字钢（16~20号）
可缩金属支架——软岩、地压大且不 稳定（动压）、围岩变形量大，断面 小于12m2，矿用特殊型钢制作
间距一般在0.7m左右，纵向通过金属 拉杆拉紧提高稳定性。
梁腿搭接长度300～400mm，采用两个 卡箍固定
02
单独支护时厚度50~150mm之间，锚喷支护时50~120mm。多次
1
喷射达到250mm，防止风化不少80-100mm。
单独使用超过150mm，支护能力不会提高，应选用锚喷支护，锚杆 为主，喷浆局部支护防止风化。
强度不小于C15，粗骨料的粒径<15mm。
2
《技术规范》：4.3.1 喷射混凝土的设计强度等级不应低于C15；
1－普通金属锚杆；2－注浆锚杆；3－喷 层与金属网； 4－注浆扩散范围；5－锚杆作用形成的岩 石拱； 6－喷层作用形成的组合拱
第五节 普通支护
一．棚式支架－不能阻止围岩风化 二．木支架 三．组成： 两腿（承受侧压） +
梁（承受顶压） 2. 适用性：地压不大，服务年限短（2
年左右），断面小的采区巷道 四．优缺点：
根据锚喷支护原理，要求喷层具有一定的柔性。因此， 规定喷射混凝土厚度一般不应超过200mm，特别在软 弱围岩中作初期支护，喷层过厚，会产生过大的形变压 力，易导致喷层出现破坏，这是不经济的。当喷层不能 满足支护抗力要求时，可用锚杆或配筋加强。
四．施工
喷射机具 混凝土喷射机：干式、湿式 配套机械：混凝土搅拌机，喷射机械手
第三节 喷射混凝土 支护
一．工艺流程
一．
封闭围岩，防止风化。
03喷混凝土施工
第二章喷射混凝土2.1、概述2.1.1 概念喷射混凝土：利用压缩空气或其它动力，将按一定配比拌制的混凝土混合物沿管路输送至喷头处，以较高速度垂直喷射于受喷面，依赖喷射过程中水泥与骨料的连续撞击，压密而形成的一种混凝土。
2.1.2 喷射混凝土的种类1 喷射混凝土按喷射方式分为：1）干喷混凝土：就是将一定比例配置的混凝土干料，利用压缩空气送至喷头处，在喷头处加水混合成混凝土，以较高速度喷射于受喷面，压密而形成的一种混凝土。
2）湿喷混凝土：利用压缩空气，将一定比例配置好的混凝土混合物，以较高的速度垂直喷射于受喷面，压密而形成的一种混凝土。
2 按喷射支护形式：素喷混凝土、钢纤维喷射混凝土、钢筋网喷射混凝土、钢架喷射混凝土、水泥裹砂喷射混凝土。
1）钢纤维喷射混凝土：在喷射混凝土混合物中按一定比例加入钢纤维进行喷射的混凝土。
2）钢筋网喷射混凝土：在支护面上用Φ6.5或Φ8.0的钢筋按一定规格尺寸铺设成网格状，再喷射混凝土的支护形式。
3）钢架喷射混凝土：对支护面先进行钢结构支护，再喷射混凝土，使钢结构、混凝土和支护面紧密结合的一种喷射支护形式。
4）水泥裹包裹砂喷混凝土：将按一定配比拌制而成的水泥裹砂砂浆和以粗骨料为主的混合物，分别用砂浆泵和喷射机输送至喷嘴附近相混合后，以高速喷到受喷面上所形成的混凝土。
2.1.3 喷射混凝土的强度喷射混凝土的一般设计强度等级不低于C15；对于竖井及重要隧洞和斜井工程，一般情况下设计强度等级不低于C20；钢纤维喷射混凝土的设计强度等级一般不低于C20。
2.1.4 喷射混凝土支护的厚度最小不低于50mm，最大不宜超过200mm；2.2、喷射混凝土施工2.2.1喷射混凝土原材料1、一般选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，也可用矿渣硅酸盐水泥或为山灰质硅酸盐水泥，必要时，采用特种水泥。
水泥强度等级不应低于32.5MPa。
2、要求采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5。
干法喷射时，砂的含水率控制在5％~7％；当采用防粘料喷射机时，砂含水率可为7％~10％。
喷射混凝土支护技术共41页
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
喷射混凝土支护技术4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
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图8-64 混凝土喷射机
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图8-65 喷射混凝土
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同时喷射混凝土层封闭了围岩，能够防止因水和风 化作用造成围岩的破坏与剥落。
2.改善围岩应力状态作用
喷射混凝土一方面可将围岩表面凹凸不平处填 平，消除因岩面不平引起的应力集中现象；另一方 面，可使围岩由单向或双向受力状态转化为三向受 力状态，提高了围岩的强度。
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表8-18
粒径/mm 百分率/% 3.水
喷射混凝土用石子的合理颗粒级配
5～ 7 25～35 7～15 55～45 15～25 ＜20
要求洁净，不含杂质的清水。凡是能饮用的自来 水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。污 水、pH﹥4的酸性水和硫酸盐含量按SO3计算超过水重 1%的水以及含油脂、糖类的水均不许使用。 4.速凝剂 为了使混凝土能迅速粘结在壁面上，提高早期强
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。这种钢纤维喷射混凝土可提高抗压强度约50%、抗 拉强度50%～70%、抗弯强度30%左右，韧度还能提高9 倍，从而减少了喷射混凝土脆性可能引起的破坏。 (二)喷射混凝土的配合比 喷射混凝土配合比，可按配合比设计方法求得。 喷射混凝土的设计强度等级不应低于20MPa，水灰比 以0.4～0.5为最佳。水灰比在此范围内，喷射的混凝 土强度高而回弹少。 合适的配合比应使喷层有足够的抗压、抗拉和粘 结强度，收缩变形值要小，回弹力要低。喷混凝土重
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KSP-9型湿式混凝土喷射机
潮喷和干喷通用CP-5中型喷射 机
混凝土湿式喷射机
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矿用湿式混凝土喷浆机
图8-72
湿式混凝土喷射机
30 30
装置，它可与国内各种型号的转子式混凝土喷射机 配套使用，作为配比、搅拌和向喷射机供料之用。 煤矿用混凝土搅拌机如图8-73、74所示。
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对喷射机及喷射工艺、喷射材料、外加剂等进行了 系统的试验与研究。近10多年来，从单机到喷机组， 从干喷机到湿喷机、潮喷机，从喷射主机到上料辅 机，从粉状速凝剂到液体速凝剂等进行了攻关，取 得了显著的研究成果，使我国喷射混凝土支护技术 和装备发展到了一个新水平。
目前在喷射混凝土作业中，绝大多数是使用转 子式混 凝土喷射机。这种喷射机结构简单、工作性 能可靠、外形小、重量轻、维修和操作方便。目前 国内常用转子式混凝土喷射机一览表见表8-20。
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量配合比可参照表8-19选用。
表8-19
喷射部位 配合比
喷混凝土的配合比
水泥:细砂:石子
1:2.0:(2.0～2.5)
水泥:粗中混合砂:石子
侧壁 1:(2.0～2.5):(2.5～2.0)
顶拱
1:2.0:(1.5～2.0)
1:(1.5～2.0):(1.5～2.0)
喷水泥砂浆的重量配合比为:水泥:砂=1:(2～3)， 砂浆标号不应低于75号。水灰比以0.4～0.5为最佳， 水灰比在此范围内，喷射的混凝土强度高而回弹少。
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用含水率小于7%(水灰比≤o.35)的混合料，料腔不 粘结，不需清理，其受料和出料系统能连续畅通， 始终保证正常工作。 2.喷射机具 (1)混凝土喷射机 50年代开始研制WG-25型双罐干式喷混凝土机， 于60年代定型生产并大量应用，成为我国锚喷支护 第一代喷混凝土机械。与此同时，也出现了 ZHP-2型 转子式喷射机、LHP-701型水平螺旋喷射机、SPD320型风动单罐喷射机等不同类型的设备，但是除转
转子喷射机
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喷向岩面。
目前，湿喷法在我国仍处在试验研究阶段，还 未达到全面推广应用的水平。主要是湿喷机体积庞 大，工艺复杂，对集料要求高，而我国生产的液体 速凝剂、外加剂性能较差，影响了湿式喷射机的推 广和应用。湿式混凝土喷射机如图8-72所示。 (2)混凝土喷射机的配套机械
人工配料、人工搅拌、人工喂料给喷射机，不 仅劳动强度大、粉尘大，且配料、搅拌质量难以保 证。为此，我国研制了HPLG-5型转子型喷射机供料
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表8-20
常用转子式混凝土喷射机
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如图8-70、71所示，转子型喷射机由主机、传 动机构、风路系统、电气系统、机架等组成。主机 由旋转体、密封胶板、定量下料机构、搅拌器、料 斗、出料弯头、上下壳体等组成。定量下料机构由 定量隔板和定量叶片组成，隔板可上下移动，以调 整喷射能力。工作时，电动机通过减速器带动旋转 体、搅拌器和拨料板旋转，料斗中的混合料被均匀 拨人旋转体的料槽中。当装满料的料槽对准出料弯 头时，内圈的气室也恰好对准进风管，于是混合料 被压气压入出料弯头和输料管，在喷嘴处与水混合
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别在软弱围岩中作初期支护，喷层过厚，会产生过 大的形变压力，易导致喷层出现破坏，这是不经济 的。当喷层不能满足支护抗力要求时，可用锚杆或 配筋予以加强。 四、喷射混凝土施工 1.喷射混凝土施工工艺流程 从混合料及施工工艺上可将喷射工艺分为干式 喷射法和湿式喷射法两种。 (1)式喷射法 目前，干喷法在我国和其他国家仍是喷射混凝
2.喷射混凝土厚度 《技术规范》4.3.3条文说明：喷射混凝土的收缩
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较大，若其厚度小于50mm时，喷层中粗骨料的含量 甚少，更容易引起收缩开裂。同时，喷层过薄也不 足以抵抗岩块的移动，常出现局部开裂或剥落。近 几年来，有关部门对喷射混凝土支护使用情况调查 结果表明，喷射混凝土支护层产生局部开裂剥落者， 其厚度多在50mm以下，也有30～40mm的。因此，本 条规定喷射混凝土支护的最小厚度不应小于50mm。 根据锚喷支护原理，要求喷层具有一定的柔性。 因此，规定喷射混凝土厚度一般不应超过200mm，特
3.柔性支护结构作用
一方面，喷射混凝土能与围岩紧密地粘结在一 起，同时喷层较薄，具有一定的柔性，可以与围岩
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共同变形，使围岩应力得以释放；另一方面，混凝 土喷层在与围岩共同变形中受到压缩，对围岩产生 愈来愈大的支护反力，能够抑制围岩产生过大的变 形，防止围岩发生松动破碎。 4.与围岩共同作用 开巷后如能及时对暴露围岩喷射一层混凝土， 使喷层与岩石的粘结力和抗剪强度足以抵抗围岩的 局部破坏，防止个别危岩活石的滑移或坠落，那么 岩块间的联锁咬合作用就能得以保持，这样，不仅 能保持围岩自身的稳定，并且与喷层构成共同承载
图8-66
干式喷射混凝土的工艺流程
17 17
图8-67 干式喷射混凝土的工艺流程图 l-石子;2-砂子;3-筛子;4-磅秤;5-搅拌机;6-水泥; 7-筛子;8-运料小车;9-料盘;10-上料机;11-喷射机;12-喷 嘴;13-水箱;14-气包;15-电源
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图8-68
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图8-70 转子—Ⅱ型喷射机 1-上壳体;2-下壳体;3-旋转体;4-入料口;5-出料弯头;6-进 风管;7-密封胶板;8-料斗;9-拨料板;10-搅拌器;11-定量 板;12-油水分离器;13-电动机;14-减速器
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图8-71
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(3)解决干式喷射机粉尘大等问题的途径
是研制与使用湿喷机，即装入喷射机的是潮湿 的混合料，在喷头处再加入适量水后喷向岩面。使
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图8-69 湿式喷射混凝土的工艺流程图 1-石子;2-砂子;3-筛子;4-磅秤;5-搅拌机;6-水泥;7-筛 子;8-搅拌机;9-喷嘴;10-湿喷机;11-液体速凝剂;12-气 包;13-电源;14-水箱
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子式喷射机外，其他都因工作的可靠性、使用寿命 和粉尘较大等问题而被淘汰。但双罐式喷射机也因 上料高和体积较大、笨重，采用钟型阀改变风压上 料而使粉尘较大等缺点而急待改进或换型。 喷射混凝土支护的发展，在一定程度上有赖于 混凝土喷射机的发展。20世纪70年代，我国先后研 制成转子-I型、转子-Ⅱ型喷射机，取代了机体高大、 笨重、操作频繁，劳动强度大的双罐式喷射机。 粉尘大、回弹率高是长期困扰喷射混凝土支护 技术的两大难题。“七五”和“八五”期间，我国
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三、喷射混凝土主要性能指标 1.喷射混凝土强度
《技术规范》4.3.1：喷射混凝土的设计强度等 级不应低于C15；对于立井及重要隧洞和斜井工程， 喷射混凝土的设计强度等级不应低于C20；喷射混凝 土ld龄期的抗压强度不应低于5MPa。钢纤维喷射混凝 土的设计强度等级不应低予C20，其抗拉强度不应低 于2MPa，抗弯强度不应低于6MPa。
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工艺流程
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(2)湿式喷射 用干式喷射机喷射混凝土时，喷射作业时粉尘 大，水灰比不易控制，混合料与水的拌合时间短， 使混凝土的均质性和强度受到影响；而且回弹量大， 喷层质量低。为了解决这些问题，可采用湿式混凝 土喷射机，即将混凝土混合料与水充分拌合后再由 喷射机进行喷射，其工艺流程如图8-69所示。
第八章 巷道支护
第三节 喷射混凝土支护
1
一、喷射混凝土支护的作用原理
喷射混凝土支护是以压缩空气为动力，用喷射 机将混凝土以喷射的方法覆盖到需要维护的岩面上， 凝结硬化后形成混凝土结构的支护方式。如图8-64、 65所示。其作用主要表现在以下四个方面：
1.加固与防止风化作用
喷射混凝土以较高的速度射入张开的节理裂隙， 产生如同石墙灰缝一样的粘结作用，从而提高了岩 体的粘结力和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度。
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土的一种主要方法。用干式喷射工艺时，先将砂、 石过筛，按配合比和水泥一同送入搅拌机内搅拌， 然后用矿车将拌合料运送到工作面，经上料机装入 以压缩空气为动力的喷射机，同时加入规定量的速 凝剂，再经输料管吹送到喷头处与水混合后喷敷到 岩面上，如图8-66、67、68所示。