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。