Современное оборудование для нанесения набрызгбетона

Нанесение набрызгбетона производится специальными серийно выпускаемыми автоматизированными установками. Поверхность выработок перед набрызгбетонированием предварительно тщательно промывается напорной водой. Набрызгбетон наносится слоями на стенки выработок толщиной не более 20-30 мм, на кровлю 10-20 мм, чтобы вес наносимого материала не превышал силы сцепления его с породой. Количество слоев определяется параметрами, свойствами крепи и технологией ее возведения. Повторное нанесение слоев при применении обычного портландцемента осуществляется через 18-20 часов. При применении ускорителей схватывания или других модифицирующих добавок время между нанесением слоев сокращается и составляет не более 5-6 часов. Использование химических добавок к песчано-цементной смеси позволяет также увеличить толщину одновременно наносимого слоя. Дальнейшее совершенствование технологии нанесения набрызгбетона идет по пути применения робототехнических устройств для возведения крепи в подземных условиях, повышающих безопасность работ и улучшающих условия труда крепильщика.

Рядом зарубежных фирм выпускается большой ассортимент автоматизированных агрегатов для возведения набрызгбетона. Отделение Aliva Ltd фирмы Silka Eguipment AG Ltd (Швейцария) поставляет новое комплектное оборудование для набрызгбетонирования. При проходке железнодорожных тоннелей в КНР используются агрегаты этой фирмы AL-500. Компания Normet Corp. Ltd изготавливает комплектные установки для торкретирования Spraymec 9150 PG Super Rex для ведения набрызгбетонных работ в тоннелях с площадью поперечного сечения 15-200 м² с регулируемой высотой кабины оператора, которая по заказу может комплектоваться компрессором. Фирма Ocmer Co. SI (Италия) выпускает 3 модели комплектных установок для торкретирования с электрическими или пневматическими приводами производительностью 3-15 м³ /час. Известная фирма Putzmmeister-Werk AG Ltd, на базе выпускаемых автобетоновозов, наладила выпуск автоматизированных агрегатов для торкретирования модели WETKRET, имеющие роботизированный манипулятор с радиусом досягаемости телескопической стрелы 13 м. Фирма МВТ International Under ground Constuction Group (MBT) Ltd поставляет комплектные установки для торкретирования модели MEYCO, а так же вспомогательного оборудования и материалов для него. Фирма Schwing Ltd выпускает оборудование для торкретирования на базе своих известных бетононасосов. При сооружении тоннельной системы аэропорта в Детройте (США) в процессе торкретирования 12 установками различной производительности достигнута подача 700 м³ бетоной смеси в час, что является мировым рекордом. Фирма Shotcrete Technologies inc. Ltd изготавливает и поставляет комплексы для торкретирования Shot-Techn с роботизированной стрелой-манипулятором. Оборудование испытано на строительстве метрополитена и железнодорожных тоннелей.

В последние годы в связи со значительным усовершенствованием технологии строительных работ, в частности, в области тоннелестроения разработаны и внедрена в производство высокопроизводительные и вполне надежные систем робототехники. Особенно заметные успехи достигнуты в области создания роботов для набрызгбетонных работ (автоматическое управление перемещением сопла).

Кафедра техники строительных процессов, тоннелестроения и строительного производства Рурского университета в Бохуме (Германия) несколько лет занимается разработкой теоретических и промышленных основ автоматизации управления процесса крепления выработок набрызгбетоном. Разработан прототип набрызгбетонного робота SAM (Shotcrete Automatic Manufacturing) и оптимизирован процесс управления подачей смеси. В настоящее время решаются непосредственно производственно-эксплуатационные задачи набрызгбетонных работ при сооружении тоннелей. Необходима разработка и создание специфических робототехнических конструкций и узлов производственных линий. Прошли промышленные исследования набрызгбетонного робота SAM на экспериментальной шахте Tremonia, которые убедительно подтверждают необходимость оптимизации ряда кинематических характеристик, некоторых геометрических параметров и дальнейшего увеличения гибкости системы управления роботом.

Первый робот для торкретирования, используемый в КНР, имеет 6 степеней свободы, угол поворота в горизонтальном направлении ±360° и снабжен гидравлическим двигателем. На нем используется система контроля с применением микрокомпьютеров. Накоплен большой производственный опыт работы робота. Содержание пыли при ведении набрызгбетонных работ с использованием этого автоматизированного агрегата сократилось от 14.5 до 10.5 мг/м3. Достигнуто также снижение расхода материалов по сравнению с ручным торкретированием.

Тоннель Braemer Hill в Гонконге длиною около 2.5 км и диаметром 3-4 м для газопровода диаметром 600 мм был закреплен набрызгбетоном толщиною 50-125 мм с использованием робототехники (основная часть покрытия набрызгбетоном имеет толщину 50 мм). Прочность набрызгбетона составила 30 МПа через 28 дней. Для набрызгбетонных работ использовались мокрая песчано-цементная смесь и робот CSR-335 фирмы Stabilator International (Швеция). За весь период строительства тоннеля было израсходовано 1100 м³ смеси при потерях в отскок 11%. Средняя производительность составила более 40 м тоннеля за 12-ти часовую смену. Максимальная производительность достигла 67 м.