喷射混凝土施工作业指导书.doc

喷射混凝土施工作业指导书 1、目的 明确隧道喷射混凝土施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道喷射混凝土施工作业。 2、编制依据 ⑴铁路隧道工程施工规范（TB10204-2002J163-2002） ⑵铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10417-2003J287-2004） ⑶太中银铁路初步设计文件和部分施工资料 3、适用范围 适用于太中银铁路隧道及其辅助坑道的湿喷混凝土施工。 4、工艺流程及技术要求 4.1 喷射混凝土设计 隧道初期支护喷射混凝土设计厚度10～35cm，设计强度等级为C25或C20。喷射混凝土配合比的设计应满足强度符合设计要求、不发生管路堵塞、能向上喷射至设计厚度的要求。 4.2 喷射混凝土施工 隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺。喷射混凝土在洞外拌和站集中拌和，由混凝土搅拌运输车运至洞内，采用湿喷机喷射作业。在隧道开挖完成后，先喷射4cm厚混凝土封闭岩面，然后打设锚杆、架立钢架、挂钢筋网，对初喷岩面进行清理后复喷至设计厚度。施工工艺见图1。 4.2.1 喷射前准备 ⑴喷射前应对受喷岩面进行处理。一般岩面可用高压水冲洗受喷岩面的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，宜采用高压风吹净岩面。若为泥、砂质岩面时应挂设细钢筋网（网格宜不大于2020mm、线径宜小于3mm），用环向钢筋和锚钉或钢架固定，使其密贴受喷面，以提高喷射混凝土的附着力。喷射混凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷射混凝土。 ⑵设置控制喷射混凝土厚度的标志，一般采用埋设钢筋头做标志，亦可在喷射时插入长度比设计厚度大5cm的铁丝，每1～2m设一根，作为施工控制用。 ⑶检查机具设备和风、水、电等管线路，湿喷机就位，并试运转。 ①选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求；压风进入喷射机前必须进行油水分离； ②输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并应有良好的耐磨性能； ③保证作业区内具有良好通风和照明条件。 图1 喷射混凝土施工工艺框图 喷混凝土配 合比选定 检查开挖断面尺寸，清除浮碴，清理受喷面 施工机具就位 喷射混合料拌合 喷射混合料运输 初喷混凝土4cm 施作锚杆、钢架、挂钢筋网 清除初喷面粉尘 复喷至设计厚度 清理施工机具 加入速凝剂 加入合成纤维或钢纤维 ④喷射作业的环境温度不得低于5℃。 ⑷若遇受喷面有涌水、渗水或潮湿的岩面，喷射前应按不同情况进行处理。 ①大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土。 ②小股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或导管引排后再喷射混凝土。 ③大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，如添加外加剂、掺合料以改善混凝土的性能。 4.2.2 混凝土搅拌、运输 湿喷砼搅拌采取全自动计量强制式搅拌机，施工配料应严格按配合比进行操作，速凝剂在喷射机喂料时加入。 钢纤维混凝土的搅拌工艺应确保钢纤维在拌合物中分散均匀，不产生结团，宜优先采用将钢纤维、水泥、粗细骨料先干拌后加水湿拌的方法，且干拌时间不得少于1.5min，或采用先投放水泥、粗细骨料和水，在拌合过程中分散加入钢纤维的方法。搅拌时间应通过现场搅拌试验确定，并应较普通混凝土规定的搅拌时间延长1～2min，采用先干拌后加水的搅拌方式时，干拌时间不宜小于1.5min，搅拌时间不宜小于3min。 掺有合成纤维混凝土的搅拌时间宜为4～5min。搅拌完成后随机取样，如纤维已均匀分散成单丝，则混凝土可投入使用，若仍有成束纤维，则至少延长搅拌时间30s才可使用。 运输采用砼运输罐车，随运随拌。喷射砼时，多台运输车应交替运料，以满足湿喷砼的供应。在运输过程中，要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。 4.2.3 喷射作业 ⑴喷射操作程序应为打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加混凝土。 ⑵喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。喷射时先将低洼处大致喷平，再自下而上顺序分层、往复喷射。 ①喷射混凝土分段施工时，上次喷混凝土应预留斜面，斜面宽度为200～300mm，斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。 ②分片喷射要自下而上进行并先喷钢架与壁面间混凝土，再喷两钢架之间混凝土。边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射，使回弹不致裹入最后 喷层。 ③分层喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不坠落为度，既不能因厚度太大而影响喷混凝土的粘结力和凝聚力，也不能太薄而增加回弹量。边墙一次喷射混凝土厚度控制在7～10cm，拱部控制在5～6cm，并保持喷层厚度均匀。顶部喷射混凝土时，为避免产生堕落现象，两次间隔时间宜为2～4h。 ⑶喷射速度要适当，以利于混凝土的压实。风压过大，喷射速度增大，回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，影响喷混凝土强度。因此在开机后要注意观察风压，起始风压达到0.5MPa后，才能开始操作，并据喷嘴出料情况调整风压。一般工作风压边墙0.3～0.5MPa，拱部0.4～0.65MPa。黄土隧道喷射混凝土时喷射机的压力一般不宜大于0.2MPa。 ⑷喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可接近90，以使获得最大压实和最小回弹。喷嘴与受喷面间距宜为1.5～2.0m；喷嘴应连续、缓慢作横向环行移动，一圈压半圈，喷射手所画的环形圈，横向40～60cm，高15～20cm；若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷嘴稍加偏斜，但不宜小于70。如果喷嘴与受喷面的角度大小，会形成混凝土物料在受喷面上的滚动，产生出凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷混凝土的质量。 4.2.4 养护 喷射混凝土终凝2小时后，应进行养护。石质隧道采用喷雾养护，黄土隧道采用养护液养护。养护时间不小于14d。当气温低于5℃时，不得洒水养护。 4.3 施工控制要点 ⑴喷射混凝土原材料先检验合格后才能使用，速凝剂应妥善保管，防止受潮变质。严格控制拌合物的水灰比，经常检查速凝剂注入环的工作状况。喷射混凝土的坍落度宜控制在8～13cm，过大混凝土会流淌，过小容易出现堵管现象。喷射过程中应及时检查混凝土的回弹率和实际配合比。喷射混凝土的回弹率侧壁不应大于15，拱部不应大于25。 ⑵喷射混凝土拌合物的停放时间不得大于30min。 ⑶必须在隧道开挖后及时进行施作。喷射混凝土严禁选用具有潜在碱活性骨料。喷混凝土厚度应预埋厚度控制标志，严格控制喷射砼的厚度。 ⑷喷射前应仔细检查喷射面，如有松动土块应及时处理。喷射机应布置在安全地带，并尽量靠近喷射部位，便于掌机人员与喷射手联系，随时调整工作风压。 ⑸喷射完成后应检查喷射混凝土与岩面粘结情况，可用锤敲击检查。同时测量其平整度和断面，并将此断面与开挖断面对比，确认喷射砼厚度是否满足设计和规范要求。当有空鼓、脱壳时，应及时凿除，冲洗干净进行重喷，或采用压浆法充填。 ⑹在喷射侧壁下部时，需将上半断面喷射时的回弹物清理干净，防止将回弹物卷入下部喷层中形成“蜂窝”而降低支护强度。 ⑺经常检查喷射机出料弯头、输料管和管路接头，发现问题及时处理。管路堵塞时，必须先关闭主机，然后才能进行处理。 ⑻喷射完成后应先关主机，再依次关闭计量泵、震动棒和风阀，然后用清水将机内、输送管路内残留物清除干净。 ⑼喷射混凝土冬期施工时，洞口喷射混凝土的作业场合应有防冻保暖措施；作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5C；在结冰的层面上不得进行喷射混凝土作业；混凝土强度未达到6MPa前，不得受冻。 5、材料要求 5.1 水泥 喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5MPa。根据工点特点，必要时可采用特种水泥。 5.2 粗、细骨料 粗骨料应采用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15mm，骨料级配宜采用连续级配。按重量计含泥量不应大于1，泥块含量不应大于0.25。 细骨料应采用坚硬、耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含水率宜控制在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。 5.3 外加剂 应对混凝土的强度及围岩的粘结力基本无影响；对混凝土和钢材无腐蚀作用；对混凝土的凝结时间影响不大（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。 5.4 速凝剂 喷射混凝土宜采用液体速凝剂。在使用速凝剂前，应做水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，严格控制掺量，并要求初凝时间不应大于5min，终凝不应大于10min。 5.5 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凝结与硬化的有害杂质。一般应采用饮用水。 5.6 钢纤维 钢纤维内不得含有明显的锈蚀、油脂及其他妨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。钢纤维长度应为20～35mm，并不得大于输料软管以及喷嘴内径的0.7倍。 5.7 合成纤维 喷射混凝土中的合成纤维宜采用聚丙烯纤维，材质应满足设计要求。 6、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，进行施工机具及劳动力的合理配置。配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。 湿喷机的选择应符合下列要求 ①机动性强，维修方便，易操作，对集料的级配和坍落度要求范围广；②密封性能良好，输料连续均匀； ③生产率大于5m3/h，允许最大粒径为15mm； ④输料距离水平方向不小于30m、垂直方向不小于20m； ⑤喷射混凝土时粉尘含量不大于2mg/m3。 每班喷射手应至少配置两人以上，进行轮换及辅助施工，掌握喷头，检查喷砼质量。 7、质量要求 7.1 质量验收规范 铁路隧道工程施工规范（TB10204-2002J163-2002） 铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10417-2003J287-2004） 7.2 分项验收标准 7.2.1 主控项目 喷射混凝土掺加外加剂后，其性能必须满足设计要求。在使用速凝剂前，应做与水泥的相容性试验及水泥浆凝结效果试验，初凝不大于5min，终凝不大于10min；采用其他类型的外加剂或几种外加剂复合使用时，也应做相应的性能试验和使用效果试验。 喷射钢纤维混凝土中的钢纤维应满足下列规定 ①钢纤维的品种、规格、性能应符合设计要求。 ②钢纤维抗拉强度不得小于600MPa。 ③钢纤维应能承受一次弯折90不断裂。 ④钢纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的10。 ⑤钢纤维不得明显的锈蚀、油渍和其他妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质，也不得混有妨碍水泥硬化的化学成分。 喷射合成纤维混凝土中的微纤维应满足下列规定 ①合成纤维的品种、规格、性能应符合设计要求。 ②合成纤维抗拉强度不宜小于280MPa。 ③合成纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的10。 ④合成纤维不得有妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质，也不得混有妨碍水泥硬化的化学成分。 喷射混凝土的配合比设计应根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求通过试验选定，并应符合下列规定 ①胶骨比宜为14～15。 ②水胶比宜为0.40～0.50。 ③砂率宜为50～60。 ④胶凝材料用量不宜小于400kg/m3。 ⑤钢（合成）纤维的掺量应符合设计要求。 喷射混凝土的早期（1d）强度必须符合设计要求。 喷射混凝土的强度必须符合设计要求。用于检查喷射混凝土强度的试件，应采用大板切割法制取；当不具备切割条件时也可采用边长150mm的立方体无底试模，在其内喷射混凝土制作试件，试件成型的喷射方向应与边墙相同,喷射混凝土标准养护试件的试验龄期为28d。当对强度有怀疑时，可在混凝土喷射地点采用钻芯取样法随机抽取制作试件做抗压试验。 喷射混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求 ①平均厚度大于设计厚度。 ②检查点数的80及以上大于设计厚度。 ③最小厚度不小于设计厚度2/3。 ④表面平整度的允许偏差为100mm。 喷射混凝土终凝2h后，应按施工技术方案及时采取有效措施进行养护，养护时间不少于14d。 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5C。 喷射混凝土原材料每盘称量的允许偏差应符合表1的规定。 表1原材料每盘称量的允许偏差 序号 材料名称 允许偏差 1 水泥 2 2 粗、细骨料 3 3 水、外加剂 2 4 钢（合成）纤维 2 喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外露。 7.2.2 一般项目 喷射混凝土拌合物的坍落度应符合设计配合比要求。 喷射混凝土拌制前，应测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比调整材料用量，提出施工配合比。 8、湿喷砼质量保证措施 ⑴按照施工工艺施工，严格执行操作规程。 ⑵请湿喷机厂家进行现场培训、指导，按照湿喷机操作方法严格执行。 ⑶对于原材料进货，由试验部门进行进场前试验，不合格材料一律不得进场。 ⑷制定质量保证体系，抓好每一环节和每一步骤的监控，并责任到人，狠抓落实。 ⑸每次喷射作业前，做好人员、机具、物资、技术、测量、试验、运输等准备工作。 ⑹施工技术人员对喷射作业环节进行认真检查（内容包括喷层厚度、喷层与受喷面粘结情况、喷射作业中各种参数），严格把关。 9、安全保证措施 ⑴喷射混凝土时，所有操作工人必须带安全帽，防尘口罩，防尘工作服，雨靴，橡胶手套。 ⑵喷射时控制好风压、喷射距离，避免回弹骨料伤人。 ⑶电线包皮应完好，开关应装在固定闸刀盒内。 ⑷安全员应随时观察地质变化，发现有松动滑块现象，应立即撤离工作面。 ⑸喷浆结束后，应清洗喷射机及管路，避免堵管炸裂伤人。 9