2喷射混凝土施工作业指导书.docx

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2喷射混凝土施工作业指导书

宁安铁路推荐作业指导书隧道类

宁安铁路5标段大学山隧道工程

编号：

0002

隧道工程喷射混凝土施工作业指导书

单位：

中国路桥宁安铁路工程指挥部

编制：

审核：

批准：

2010年7月1日发布2010年7月1日实施

新建南京至安庆铁路隧道工程

喷射混凝土施工作业指导书

1、适用范围

适用于宁安铁路大学山隧道喷射混凝土施工。

2、作业准备9

2.1内业技术准备

组织现场技术人员对已编制的作业指导书认真学习，熟悉相关规范及技术标准，澄清有关技术问题。

对施工人员进行现场技术交底、安全交底和岗前技术培训，经考核合格后方可上岗。

2.2外业准备

对施工所用原材料取样检验，检测指标必须符合规范要求；检查机具设备、人员配备是否满足施工要求、检查机具设备和风、水、电等管线路，施工人员安全防护用品是否佩戴，湿喷机就位并试运转。

2.3技术要求

2.3.1喷射混凝土施工采用湿喷工艺，混凝土拌合采用全自动计量配料强制式搅拌机搅拌，在洞外混凝土搅拌站集中搅拌。

2.3.2选用喷射混凝土配合比应满足设计要求，施工前应对现场储存砂、石料进行含水率测试，确定施工配合比。

2.3.3对受喷岩面危石进行清除，采用高压水冲洗受喷岩面的浮尘、岩屑，每间隔2m布设1处控制喷射混凝土厚度的标志。

3、技术要求

3.1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。

3.2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。

4、施工程序与工艺流程

4.1施工程序

施工程序为：

施工准备→混凝土拌制→混凝土运输→初喷→施作锚杆、钢筋网片、架立钢架→冲洗受喷面表层→复喷至设计厚度→清理施工机具→混凝土养生。

4.2工艺流程图：

检查开挖断面尺寸，清除浮碴，清理受喷面

5、施工要求

5.1喷射混凝土拌制

5.1.1施工准备

喷射混凝土拌合采用全自动计量配料强制式搅拌机拌和，在混凝土拌制前对各种计量机具进行标定校核，必须满足规范称量偏差要求：

粗、细骨料为±2%，胶凝材料、拌和用水、合成纤维为±1%。

对搅拌机进行检查,确保其状态正常安全,人员进入搅拌机检修时,必须有人值班。

对搅拌机电器部位进行检查，实行“一机一闸，一箱一保护”，作业人员穿戴好防护用品，操作人员必须专人负责持证上岗。

5.1.2材料计量投料

在对搅拌机进行配料前，对现场砂、石料进行含水率测试，确定施工配合比，严格按施工配合比进行各种材料计量配料后，材料投料顺序为：

先将粗细骨料、水泥和合成纤维送入搅拌机进行干拌，确保合成纤维在拌合物中分散均匀，不产生结团，再加入水进行搅拌均匀。

5.1.3喷射混凝土搅拌

全自动计量配料强制式搅拌机设置于洞外安全地带，搅拌机每盘搅拌量不得大于额定搅拌量的80%。

当采用先干拌后加水的搅拌方式时，干拌时间不得少于1.5min，搅拌时间不宜小于180s。

掺有合成纤维的混凝土搅拌时间为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。

喷射混凝土拌合物的坍落度宜控制在8～13cm，在搅拌过程中，严禁手或其它工具进入搅拌机内。

5.2喷射混凝土运输

喷射混凝土运输采用砼运输罐车，随运随拌。

在进行混凝土喷射作业时，应至少三台砼运输罐车交替运料，以满足湿喷混凝土的供应，且拌合料的停放时间不得大于30min。

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现象。

液体速凝剂在喷射泵喷头处与混凝土汇合。

5.3混凝土喷射作业

5.3.1施工准备

对设备、风、电和管线路进行检查，并试运行；喷射作业台架搭设应牢固可靠；对受喷岩面进行处理，清理岩面危石和墙角的岩碴、堆积物，采用高压水、高压风冲洗吹净岩面；设置喷射混凝土厚度标志，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，每间隔2m设置1根，作为施工控制混凝土厚度所用；喷射作业的环境温度不得低于5℃；施工作业人员佩戴好防护用品。

5.3.2开机作业

喷射机一定要放置在围岩稳定地段，喷射机操作应遵循：

开始时，先送风→再开机→再供料；结束时，先停料→再关机→最后停风的原则。

且喷射机应实行定人、定机、定岗，认真做到安全操作、保养和交接班制度。

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；输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并具有良好的耐磨性能。

5.3.3喷射施工作业

①喷射混凝土作业分为初喷、复喷阶段，初喷厚度为4cm，在初喷混凝土完成后安设锚杆、钢筋网片、架立钢架，钢筋网与锚杆连接牢固，且钢筋保护层厚度不得小于2cm。

复喷在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h以后进行喷射，应先风用水冲洗喷层表面后再复喷至设计厚度；喷射混凝土终凝后3h内不得进行爆破作业。

②洞内喷射作业的气温宜在15℃以上，并不得低于5℃。

冬季施工时应对液体速凝剂的储存和其拌合物采取防冻措施。

③喷混凝土应采用分段、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。

④分片喷射要自下而上进行并先喷钢架与岩面间混凝土，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。

⑤分层喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝前进行，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。

⑥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。

软弱围岩隧道喷射混凝土时喷射机的压力一般不宜大于0.2MPa。

⑦喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离（1.5～2.0m），喷射角度尽可能接近90°，以获得最大压实和最小回弹。

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°。

⑧在有水地段进行喷射混凝土作业时应采取以下措施：

a.对渗漏水应先进行处理，当渗漏水范围大时，可设树枝状排水导管后再进行喷射，当渗漏水严重时，可设计泄水孔，边排水边喷射；

b.喷射时，应先从远离渗漏出水处开始，逐渐向渗漏处逼近，将散水集中，安设导管，使水引出，再向导管逼近喷射；

c.改变混凝土配合比，增加水泥用量，先喷干混合料，待其与渗水混合后，再逐渐加水喷射。

6、劳动组织

6.1劳动力组织方式：

采用架子队管理模式。

6.2施工人员应结合制定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。

每个作业工地人员配备表

现场负责人

1人

技术主管

1人

专职安全员

1人

工班长

3人

拌合站操作人员

2人

技术、质检、测量及试验人员

技术2人、质检1人、测量1人、试验2人

机械工、施工人员

喷射机1人、装载机1人、混凝土运输司机3人、搅拌机操作人员2人、喷射作业人员8人

7、材料要求

原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：

7.1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，必要时可采用特种水泥。

水泥的安定性、凝结时间均应合格，比表面积应≤350m2/kg、水泥的3天、28天抗压强度与抗折强度应满足规范要求。

当有抗冻、抗渗要求时，水泥强度等级不应低于42.5MPa，当喷射砼遇含有较高可溶性硫酸盐的地层或地下水地段，应按侵蚀类型采用相应的抗硫酸盐水泥，当需要喷混凝土有较高的早期强度时，可选用硫铝酸盐水泥或其他早强水泥。

7.2粗骨料：

粗骨料应采用坚硬耐久的碎石,严禁选用具有潜在碱活性骨料，碎石的强度应用岩石抗压强度表示，且岩石抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1.5。

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9.5mm，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%,针片状颗粒总量不大于10%。

7.3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%。

7.4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。

7.5速凝剂：

喷射混凝土宜采用液体速凝剂，其掺量不宜大于水泥用量的5%。

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。

7.6拌合用水：

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。

不应使用污水、海水、PH值小于4的酸性水，一般应采用饮用水。

7.7合成纤维：

喷射混凝土中的合成纤维宜采用聚丙烯纤维，所使用纤维长度宜为19mm，合成纤维的品种、规格、性能应符合设计要求，抗拉强度不宜小于280MPa、合成纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的±10%。

8、设备机具配置

当采用湿喷工艺施工时，具体设备配置见下表

主要施工机械设备配置表

混凝土搅拌机械

1座

混凝土运输机械

3台

混凝土喷射机

2台

混凝土搅拌上料机械

1台

喷射台架

1个

空压机

3台

9、质量控制及检验

9.1质量控制

9.1.1喷射混凝土施工过程质量控制要点：

①原材料质量；

②混凝土配合比；

③混凝土搅拌；

④混凝土运输；

⑤喷射作业；

⑥喷射混凝土厚度检查；

⑦喷射混凝土平整度检查；

⑧混凝土养护。

9.1.2混凝土配合比设计

①喷射混凝土胶凝材料用量不宜小于400kg/m3。

②灰骨比宜为：

1：

4～1：

5、水灰比宜为：

0.40～0.50、砂率宜为45%～60%。

③合成纤维掺量应符合设计要求，当设计无要求时，一般以1.2kg/m3作为参考。

④混凝土初期强度应满足施工需要，3h强度达1.5MPa，24小时强度达到5.0MPa。

⑤喷射混凝土的配合比应满足设计强度和喷射工艺的要求，并通过试验确定。

9.1.3施工质量控制

①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。

喷射混凝土的回弹率：

侧壁不应大于15%，拱部不应大于25%。

②喷射混凝土拌合物的停放时间不得大于30min。

③必须在隧道开挖后及时进行施作。

喷射混凝土严禁选用碱活性骨料。

④喷射前应仔细检查喷射面，如有松动岩块应及时处理，喷射中当有脱落的岩块或混凝土被钢筋网架住时，应及时清除后再喷射。

喷射机应布置在安全地带，并尽量靠近喷射工作面，便于喷射机操作员与喷射手联系，随时调整工作风压。

⑤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。

⑥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。

⑦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。

⑧喷射完成后应先关主机，再依次关闭计量泵、振动装置和风阀，然后用清水将机内、输送管路内残留物清除干净。

⑨喷射混凝土冬期施工时，洞口喷射混凝土应有防冻保暖措施；作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于+5℃；在结冰的层面上不得进行喷射混凝土作业。

9.2质量检查

9.2.1喷射混凝土厚度及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的2/3。

④喷射混凝土表面平整度的允许偏差为：

拱部不得大于7cm、两侧壁不得大于5cm。

⑤当采用钢架喷射混凝土时，钢架应全部被混凝土覆盖，其保护层厚度不得小于4cm，表面覆盖层厚度不得小于3cm。

检验数量：

每一作业循环检查一个断面，每个断面应从拱顶起，每间隔２ｍ布设1个检查点检查喷射混凝土的厚度。

监理单位见证检查或按施工单位检查断面的20%抽查。

9.2.2喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓和渗漏水，锚杆头、钢筋头无外漏现象。

检查方法：

平整度用2m靠尺检查，表面平整度允许偏差：

侧壁为5cm、拱部为7cm。

其他检查方法采用：

观察、敲击。

9.2.3混凝土养生

喷射混凝土终凝2h后，及时采取有效措施进行洒水养护，养护时间不得少于14d。

当气温低于+5℃时不得对其洒水养护，石质隧道采用喷雾养护，土质隧道采用养护液养护。

在混凝土养护期间应制定专人每天定时进行洒水养护，并对养护温度进行记录。

10、安全及环保要求

10.1安全要求

10.1.1施工区域设置警示标志，非工作人员严禁出入。

10.1.2施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。

10.1.3为保证施工安全，现场应有专人统一指挥，并设1名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育制度。

10.1.4在喷混凝土施工过程中，喷射手控制好风压、喷射距离，避免回弹料伤人。

10.1.5安全员应随时观察地质变化，发现有松动滑块现象，应立即组织所有人员撤离到安全地带。

10.1.6电线包皮应完好，开关应装在固定闸刀盒内。

10.2环保要求

10.2.1对施工中产生的污水及油水设置沉淀池进行沉淀过滤，对沉淀池中污油水加以处理，达到环保部门要求的排放标准后方可排放，采取油水、污水分类排放。

10.2.2喷射混凝土时，所有操作人员必须佩戴防尘口罩、防尘工作服、雨靴、橡胶手套。

10.2.3生产中的废弃物及时处理，运到当地环保部门指定的地点弃置。