土建工程施工导流洞工程施工专项方案.docx

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土建工程施工导流洞工程施工专项方案

 

土建工程施工

导流洞工程施工专项方案

 

1、编制依据1

2、施工重、难点及应对措施1

3、工程概况2

4、导流洞工程施工内容及主要工程量2

5、施工程序总体安排3

6、施工道路、供风、供水、供电系统布置5

7、导流洞进、出口边坡开挖及支护7

8、导流洞洞身开挖、支护施工方法及措施18

9、导流洞混凝土施工23

10、施工进度分析及安排28

11、灌浆工程施工34

12、施工期安全监测41

13、导流洞后续施工42

14、质量、安全、环保及水保保证措施43

附表一:

导流洞工程施工进度计划表50

 

导流洞工程施工专项方案

1、编制依据

(1)某电站施工招标文件及图纸、投标文件及图纸、施工合同文件;

(2)《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004;

(3)工程自然条件及业主提供的条件;

(4)本标工程的规模、特点,实际施工条件、施工环境、自然条件;

(5)我公司的施工实力及积累的成熟施工技术和施工经验;

(6)我公司可调用到本合同的各类施工资源;

(7)国家、水利部及行业现行的施工规程、规范等技术标准;

(8)施工区实地踏勘情况及实测地形图。

2、施工重、难点及应对措施

2.1施工重点及应对措施

施工重点:

保证导流洞进、出口边坡安全稳定。

导流洞进、出口边坡较高,覆盖层为第四系岩土(泥土夹破碎岩块,不胶结),结构较为松散,稳定性差。

采取合理的开挖支护程序及有效的支护措施,确保边坡稳定和施工安全是本标的重点。

应对措施:

(1)边坡开口线以上采取“先清、后锚、再开挖”的措施;

(2)按“治坡先治水”的原则,处理好边坡开挖与排水的关系;

(3)采取“自上而下、逐层开挖、随层支护”的开挖支护程序;

(4)“分区分层、由外向内、梯次施工”,实现开挖支护流水作业;

(5)加强安全监测和爆破震动监测指导施工。

2.2施工难点及应对措施

施工难点:

导流洞进、出口洞口段开挖。

应对措施:

(1)组建强有力的施工管理机构,配置充足的施工资源;

(2)做好项目总体策划,制定关键线路和关键项目工期保证措施;

(3)合理进行施工通道规划,确保施工工期;

(4)充分利用施工通道,组织多工作面、多工序流水作业。

3、工程概况

某水电站导流洞工程布置在南盘江右岸山体内,分进口引渠段、闸室段、洞身段、出口明渠段。

导流洞总长300.0m,标准设计断面为6.5m×8.3m。

洞身段均为Ⅱ、Ⅲ类围岩,采用素喷10cm厚C20混凝土支护,裂隙较多的进行挂网喷混凝土10cm厚支护;Ⅲ类围岩地质条件较差采用φ20,L=2.5m@100×100cm砂浆锚杆支护、挂φ8钢筋网@20×20cm,喷10cm厚C20混凝土;进口、出口段各10m均为Ⅳ类围岩,采用L=2.5m@100×100cm砂浆锚杆支护,50cm厚,C20钢筋混凝土衬砌。

导流洞特性见表3-1。

表3-1导流洞特性表

洞名

设计

断面

(B×H)

进口底板

高程

(m)

洞长

(m)

出口底板高程(m)

纵坡度

(%)

设计流量

(m3/s)

10%

衬砌洞段(m)

导流洞

6.5×8.3

1040.00

251.79(不含明渠段)

1038.74

0.5

242

进口(K0+011.5~K0+021.5)10m;

出口(K0+253.29~K0+263.29)10m

4、导流洞工程施工内容及主要工程量

导流洞及边坡开挖支护工程施工主要项目和工作内容包括:

导流洞进出口边坡及出口明渠段的土方明挖、石方明挖、锚杆、钢筋网制安、喷混凝土支护、导流洞洞身开挖支护、进出口段及闸室混凝土、导流洞封堵段混凝土等项目的施工。

土石方明挖及边坡支护工程施工主要工程量见表4-1。

表4-1主要工程量汇总表

序号

项目名称

单位

工程量

一、土石方明挖

1

土方明挖

m3

2276.94

2

石方明挖

m3

9107.74

3

进口闸室段土石渣回填

m3

338.98

4

地下洞挖(石方)

m3

13648.05

二、支护

1

C20混凝土隧洞进出口临时锚喷支护厚100mm

m3

107.80

2

隧洞C20素混凝土喷护100mm

m3

489.08

3

B25边坡锚杆(L=3m)

250.25

4

边坡挂网钢筋Φ8@200×200

t

3.15

5

B20隧洞进出口锚杆长度2.5m

400

6

锚杆长度2m钢筋B20(封堵段)

52

三、混凝土工程

1

C20混凝土衬砌(隧洞C20混凝土衬砌500mm)

m3

225.60

2

隧洞C20混凝土底板

m3

215.66

3

C20混凝土明渠底板

m3

8.34

4

C20混凝土明渠护坡200mm

m3

13.00

5

C25混凝土闸墩

m3

461.02

6

C25二期混凝土

m3

22.61

7

钢筋

t

40.85

8

C20混凝土堵头

m3

808.16

9

C20混凝土封盖

m3

101.02

10

钢筋

t

2.42

四、钻孔和灌浆

1

隧洞固结灌浆孔

m

675.00

2

隧洞固结灌浆

m

675.00

3

回填灌浆

m2

155.00

4

堵头段回填灌浆30kg/m2

m2

332.00

5

φ75PVC预埋灌浆管

m

100.00

5、施工程序总体安排

施工总体安排如下框图:

 

一期

某电站导流洞施工总体程序框图

施工准备

R-1施工道路

出口围堰填筑

出口明挖及支护

进口围堰填筑

进口明挖及支护

出口洞身开挖及支护125.89m

进口洞身开挖支护125.9m

出口洞身及底板混凝土

闸室及进口洞身段混凝土

固结及回填灌浆施工

闸门安装

围堰拆除、清理、通水验收

二期

导流洞下闸

封堵段混凝土施工

堵头灌浆

清理、完工验收

6、施工道路、供风、供水、供电系统布置

6.1施工道路

1、施工道路布置原则

(1)根据现场的情况,充分利用目前已具备的施工道路,接引施工道路进入开挖区。

(2)施工道路尽可能布置在开挖区内,以减少临时工程量和对环境的破坏。

(3)出渣及材料运输道路、机械施工便道尽量按双车通行道路进行布置。

(4)出渣及材料运输道路最大纵坡不大于12%;机械施工便道最大纵坡不大于30°。

(5)转弯半径尽可能大,出渣及材料运输道路转弯半径不小于15m。

2、土石方明挖及边坡支护工程施工道路布置

根据现场勘察地形及具备的施工条件,为满足工程施工的需要,导流洞右岸布置R-1施工便道,施工便道具体布置见附图1-1。

6.2施工供风

根据导流洞施工作业面分布、施工强度及施工机械设备的配置,系统供风仅考虑手风钻和小型喷混凝土设备施工用风,辅助企业供风根据系统需要配置。

施工供风以固定压风站为主,移动供风为辅,拟在导流洞进出口各布置1个固定压风站,DN100钢管接至洞内工作面,以满足导流洞开挖支护等施工供风要求,固定压风站总供风能力为80m3/min。

在固定压风站未投入运行前,右岸临时施工便道及导流洞进出口施工配置移动式压风机供风(配置XHP750W移动空压机2台)。

施工供风平面布置见附图1-2,供风系统特性见表6-1,供风设备配置见表6-2。

表6-1施工供风系统布置特性表

名称

布置位置

容量(m3/min)

设备配置

承担任务

风管管径/长度

2#空压站

导流洞进口

40

2台4L-20/8

导流洞进口

DN100/100m

3#空压站

导流洞出口

40

2台4L-20/8

导流洞出口

DN100/200m

移动供风

导流洞进出口

40

2台VHP750W(备用)

导流洞进出口

DN100/300m

总供风能力

120

表6-2施工供风设备配置表

序号

项目名称及规格

单位

数量/

备用

备注

1

4L-20/8

4

20m3/min、135kW、固定供风

2

VHP750W

2

11.5m3/min、448kW、移动供风

3

供风钢管DN100

m

600

6.3施工供排水

根据导流洞工程布置的特点、施工时段等因素,拟将施工用水进行规划布置为:

1、生产用水

在导流洞进出口压风站旁各布置一个15m3水箱,以满足洞内的施工用水,供水管采用DN100钢管接至工作面,钢管长度320m。

生产用水拟在南盘江中设置1#、2#泵站从南盘江中抽取至水箱中经沉淀后方可使用,南盘江中布置两台抽水泵进行抽水至各水箱,抽水管采用DN100mm/200m,供水管采用DN100mm/300m。

2、施工排水

施工排水主要包括进、出口围堰渗水、洞内围岩渗水及施工废水,导流洞进、出口各设置一个2m3集水坑,出口段为上坡洞,施工排水采用自流式至出口集水坑,经沉淀后抽排至河里。

进口段为下坡洞,采用污水泵抽水至进口集水坑,经沉淀后抽排至河里。

为满足施工排水要求,拟配置5台40WQ12-15-1.5(1台备用)排水管管径及长度分别为DN100mm/150m。

6.4施工供电

1、供电条件

施工及生活用电电源由发包方指定10kV线路接线点,承包方负责变压器及低压侧接线,在联接点装设10kV柱上真空开关,施工变压器高压侧装设电容补偿装置和供电部门认可的计量装置。

现发包人10kV线路尚未架通,前期需采用柴油发电机组发电供施工和生活使用。

2、供电系统布置

根据工区分布及施工用电特点,导流洞进口布置5#变配电站,出口布置4#变配电站。

为保证在施工过程中电网停电期间仍能顺利施工,在施工现场配备柴油发电机作为备用电源。

具体布置位置见附图1-2,供电布置特性见表6-3。

表6-3施工供电布置特性表

编号

变压器型号(KVA)

数量

布置位置

用电点及用电内容

4#变配电站

S11-630/10/0.4

1

导流洞出口附近

导流洞出口洞段工作面

5#变配电站

S11-630/10/0.4

1

导流洞进口附近

导流洞进口洞段工作面

3、事故备用电源

导流洞进出口各布置1台400kW柴油发电机备用。

4、设备配置

为保证供电安全可靠,10kV高压开关柜选用KYN系列真空开关柜,电缆选用VV系列交联铜芯电缆,变压器选用S11系列移动箱式变压器。

施工供电设备及材料见表6-4。

表6-4施工供电设备表

序号

名称

型号规格

单位

数量

备注

1

变压器

S11-630/10/0.4

2

2

柴油发电机

400kW

2

备用电源

6.5施工通风

本工程导流洞全长300.0m,洞身长251.79m(不含明渠段),贯通里程为K0+137.40,导流洞单工作面最长洞内距离为125.9m,由于导流洞长度较短,不考虑施工机械通风,施工过程采用自然通风。

7、导流洞进、出口边坡开挖及支护

根据土石方明挖及边坡支护工程施工的特点、现场施工条件,结合进出口围堰分别按如下顺序进行施工:

1、开始施工后,导流洞进出口利用R-1施工便道用反铲在开挖区域内修建“之”字型机械便道盘旋至开挖区上部开口线从上而下进行施工。

2、进出口边坡从上至下分层进行边坡明挖,明挖渣料下翻至施工便道内侧的集渣平台,再采用装载机或反铲挖掘机装自卸汽车运输。

7.1边坡开挖支护施工原则

根据本工程施工条件、总体规划原则和施工总工期要求,确定导流洞边坡开挖支护施工原则为:

1、边坡开口前先清坡及安全处理,根据已掌握的地质资料认真进行地质调查,对开挖区周围的不稳定体在开挖前进行清理或锚固,边坡开挖开口前先进行锁口锚杆支护,保证开挖时坡顶的稳定。

2、边坡开挖前结合永久排水设施的布置,规划好开挖区域内外的临时性排水措施;首先完成坡顶截水沟并形成排水网络,以防止雨水对开挖面形成冲刷破坏,确保边坡稳定。

3、永久、临时边坡均优先采用预裂爆破,对不适应采用预裂爆破的部位采用光面爆破。

尽量减小爆破震动对边坡的扰动影响,确保边坡稳定。

4、岩层产状不利边坡稳定的部位,靠近设计规格线范围采取薄层开挖及时支护,开挖时通过爆破试验,调整爆破参数。

5、总体分段组织多工序平行作业,减小边坡揭露面积和暴露时间,实施快速支护;每一梯段按由外向内开挖;立面上按爆破梯段自下而上形成覆盖层剥离和梯段整形、梯段钻爆及出渣、系统锚杆钻孔安装、挂网喷混凝土等多层次的流水作业,保证边坡开挖及支护协调进行。

6、在开挖过程中对边坡设计控制点、线和高程随时进行复测,并按设计和监理人的指示在边坡上设置变形观测点,及时观测边坡变形情况,如出现异常,立即向监理人和业主报告并采取应急处理措施。

7、充分发挥施工机械设备的生产能力,减少辅助工程量。

7.2边坡开挖、支护工艺及措施

2、土方明挖施工

(1)施工分层

洞口开挖前,先进行表土剥离,然后再分层进行开挖。

土方采用1.6m³反铲直接挖装,土方开挖分层高度原则上为3~4m(具体开挖分层高度根据现场实际土方分布情况调整),自上而下分层开挖。

(2)土方明挖施工工艺流程

土方明挖施工工艺流程框图

 

(3)土方开挖

①施工准备

边坡风、水、电就绪,施工人员、施工设备准备就位。

②测量放线

a、由测量人员放出开挖区的上开口线后进行清理植被,并清坡;

b、根据施工需要进行开挖边坡放样,检查边坡开挖体形,并完成开挖边坡的竣工断面图,平面图,同时完成工程量的计算;

c、为工程施工提供必要的控制点,以便放样和施工人员控制施工边线的几何尺寸;

d、采用全站仪进行测量放样;

e、施工中严格按《水利水电工程测量施工规范》标准进行施工。

③边坡清理

根据测量放出的开挖开口线,向外延伸至少5m进行边坡植被清理;挖出边线外侧3m距离的树根;对开口线以上进行全面检查,是否有松动浮石。

对边线以外的上部浮石及不稳定体进行清除,解除安全隐患。

有必要时在监理认可的前提下可进行加固处理。

④开挖措施

a、土方开挖按施工图纸所示或监理人的指示进行开挖。

开挖从上至下分层分段依次进行,严禁自下而上或采取倒悬的开挖方法。

b、导流洞进出口边坡厚层土方及覆盖层下翻至下方施工便道集渣平台,渣料在集渣平台采用3m3装载机或0.8m3反铲装20t自卸车出渣。

c、该表层开挖时段安排在相应的梯段开挖前完成。

d、土方边坡按设计坡比开挖,预留30cm修坡余量,用人工修整并使之满足施工图纸要求的坡度和平整度。

e、边坡外侧及沟槽土方用反铲挖装,人工配合进行修坡成型。

⑤边坡安全的应急措施

土方明挖过程中,如出现裂缝或滑动迹象时,立即暂停施工,将人员设备尽快撤离工作面,视边坡开裂程度采取不同的应急措施,并通知监理工程师,必要时设置观测点,及时观测边坡变化情况,并做好记录。

2、石方明挖施工

(1)施工分层

洞口开挖前,先进行表土剥离,然后再分层进行开挖。

石方边角采用手风钻钻爆开挖,大面采用潜孔钻进行钻爆开挖,设计边线采用轻型钻预裂;开挖分层高度均拟定为5~10m,自上而下分层开挖。

(2)石方明挖工艺流程

石方明挖施工工艺流程框图

(3)石方明挖

①施工准备

边坡风、水、电、施工人员及设备准备就位。

②场地清理

覆盖层开挖结束后,首先对临空面进行整形,以减少梯段爆破底盘抵抗线;每层开挖前采用反铲平整工作面。

③危岩处理

人工配合反铲对已开挖坡面进行修坡及危岩处理。

④测量放线

由测量工放出开挖边线,核实开挖断面后测量定出孔位。

⑤石方明挖措施

石方明挖待土方开挖完成后分层进行开挖,分层高度控制在5m左右,设计边线根据地质情况采用光面爆破或预裂爆破,基础预留1.5~2.0m保护层光面爆破(对于软弱、破碎基岩,则最后留足20~30cm的撬挖层,人工撬挖)。

开挖利用手风钻造孔,采用小药量、弱爆破,尽量减少原地层的扰动。

松软地层开挖边坡,随挖随支护,随时监测、检查山坡稳定情况。

a、钻孔作业

钻孔质量控制标准如下:

钻孔方向与设计方向一致,钻孔倾角与方位偏差不得大于±1.5%孔深;孔位偏差不得大于5%孔距;终孔的高程偏差不得大于±5cm。

b、装药、联线、起爆

主爆破孔、缓冲爆破孔及光爆孔均采用卷状乳化炸药,毫秒微差起爆网络,非电毫秒雷管连网,磁电雷管起爆,塑料导爆索传爆,施工预裂提前于相应梯段爆破100ms以上起爆。

c、支护、安全处理

随着开挖高程下降,及时对坡面进行测量检查以防止偏离设计开挖线,避免在形成高边坡后再进行处理。

为满足边坡稳定、限制卸荷松弛,开挖边坡的支护在分层开挖过程中逐层进行,上层支护完成后,才进行下层开挖支护。

d、出渣

采用3m3装载机或0.8m3反铲装20t自卸车出渣。

3、普通浆锚杆施工工艺

(1)普通砂浆锚杆施工工艺流程

先注浆后插锚杆施工工艺流程框图

 

(2)普通砂浆锚杆施工主要工序作业措施

1)普通砂浆锚杆施工

在锚杆施工前,应进行锚杆的现场试验,主要进行以下锚杆试验工作:

①通过室内试验筛选2~3组满足设计要求的砂浆配合比并编写试验大纲报批进行生产性试验。

②注浆密实度试验:

选取与现场锚杆的直径和长度、锚孔孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管(或钢管),采用与现场注浆相同的材料和配比拌制的水泥浆或水泥砂浆,并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆,养护7天后剖管检查其密实度。

不同类型和不同长度的锚杆均需进行试验。

试验计划报送监理人审批,并按批准的计划进行试验,试验过程中监理人旁站。

试验段注浆密实度不小于90%,否则需进一步完善试验工艺,然后再进行试验,直至达到90%或以上的注浆密实度为止。

实际施工严格按监理人批准的该注浆工艺进行。

完成锚杆现场试验后,才能进行锚杆的正常施工,主要工序如下:

①造孔

普通砂浆锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径。

当采用“先注浆后安锚杆”的程序,钻孔直径应大于锚杆直径15mm以上。

a、钻头选用要符合要求,钻孔点有明显标志,开孔的位置在任何方向的偏差均应小于100mm。

b、锚杆孔的孔轴方向应满足施工图纸的要求。

施工图纸未作规定时,其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面;局部随机加固锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反,其与滑动面的交角应大于45,钻孔方位偏差不应大于5。

锚孔深度必须达到设计要求,孔深偏差值不大于50mm。

c、钻孔结束后,对锚杆孔的钻孔规格(孔径、深度和倾斜度)进行抽查并作好记录,不合格的锚杆必须进行补充设置。

d、钻孔完成后用风、水联合清洗,将孔内松散岩粉粒和积水清除干净;如果不需要立即插入锚杆,孔口应加盖或堵塞予以适当保护,在锚杆安装前应对钻孔进行检查以确定是否需要重新清洗。

②锚杆的安装及注浆

a、先注浆的锚杆,应在钻孔内注满浆后立即插杆;锚杆插送方向要与孔向一致,插送过程中要适当旋转(人工扭送或管钳扭转);

b、锚杆插送速度要缓、均,有“弹压感”时要作旋转再插送,尽量避免敲击安插。

③检查验收

砂浆锚杆采用砂浆饱和仪器或声波物探仪进行砂浆密实度和锚杆长度检测。

a、砂浆密实度检测

按作业分区100根为1组(不足100根按1组计),由监理人根据现场实际情况随机指定抽查,抽查比例不得低于锚杆总数的3%(每组不少于3根)。

锚杆注浆密实度最低不得低于75%。

当抽查合格率大于90%时,认为抽查作业分区锚杆合格,对于检测到的不合格的锚杆应补打;当合格率小于90%时,将抽查比例增大至6%,如合格率仍小于90%时,应全部检测,并对不合格的进行补打。

b、杆长度检测

采用无损检测法,抽检数量每作业区不小于5%,杆体孔内长度大于设计长度的95%为合格。

c、地质条件变化或原材料发生变化时,砂浆密实度和锚杆长度至少分别应抽样1组。

4、挂钢筋网施工工艺

钢筋网由屈服强度为240MPa的光面钢筋加工而成。

先喷2cm~3cm厚的混凝土,再尽量紧贴岩面挂钢筋网,对有凹陷较大部位,可加设膨胀螺杆拉紧钢丝网,再挂铺钢筋网,并与锚杆和附加插筋(或膨胀螺栓)连接牢固,最后分2次至3次施喷达到设计厚度。

5、喷混凝土施工工艺

(1)施工工艺流程

本标段喷混凝土均采用“湿喷法”进行,喷混凝土与开挖、锚杆施工跟进平行交叉作业,按如下工艺流程进行施工:

喷混凝土一般施工工艺流程框图

 

(2)喷混凝土施工工艺措施

各工序作业首先要认真遵照设计文件和施工规范要求进行。

结合以往施工经验,各工序作业要点如下:

1)现场试验

结合以往施工经验,通过室内试验即可优化选择出既满足施工需要,又符合设计要求的喷射混凝土生产工艺参数和配合比。

其方法步骤如下:

①通过室内试验筛选2~3组配合比,并编写试验大纲报批用于生产性试验;

②选择场地(或监理指定),按围岩类别和部位不同选2~3个有代表性部位进行生产性试验;

③按设计和试验大纲要求,采用筛选出的配合比分别进行喷射作业,喷射范围暂定10m2(或一个单位体积),按规范要求在喷射岩面设足够的木模或无底钢模(检测抗压、抗拉、抗渗、与岩面粘结强度等),同时按试验规范分别取样做标准试块,按相同条件进行养护;

④将符合设计要求的试件的物理特性进行对比(含爆破影响程度);

⑤整理分析试验记录,综合回弹量、强度保证率以及施工工效等因素选择合适的配合比和施工工艺参数,报送设计监理单位审批。

2)准备工作

埋设好喷厚控制标志,作业区有足够的通风照明,喷前要检查所有机械设备和管线,确保施工正常。

对渗水面做好处理措施,备好处理材料,联系好仓面取样准备。

3)拌和及运输

拌和配料严格按试验确定的配合比精确配制搅拌,搅拌时间要足够,拌合料运输、存放要防雨、防污染,入机前严格过筛,其运输、存放时间应符合有关技术标准。

运输采用自卸汽车运输车运输。

拌和用水泥选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥,其标号不低于P.O42.5。

骨料:

拌和用细骨料应采用坚硬耐久的粗、中砂,细度模数宜大于2.5,含水率控制在5~7%;粗骨料采用坚硬耐久的卵石或碎石,粒径不超过15mm。

水:

拌和用水应符合招标文件规定。

外加剂:

速凝剂的质量应符合施工图纸要求并有生产厂家的质量证明书,初凝时间不得大于5min,终凝时间不得大于10min,选用外加剂须经监理人批准。

混合料搅拌应遵循以下规定:

采用容量小于400L的强制式搅拌机拌料时,搅拌时间不得少于1min;采用自落式搅拌机拌料时,搅拌时间不得少于2min;混合料有外加剂时,搅拌时间应适当延长。

4)清洗岩面

清除开挖面的浮石、墙脚的石渣和堆积物;处理好光滑开挖面;安设工作平台;用高压风水枪冲洗喷面,对遇水易潮解的泥化岩层,采用高压风清扫岩面;埋设控制喷射混凝土厚度的标志;在受喷面滴水部位埋设导管排水,导水效果不好的含水层可设盲沟排水,对淋水处可设截水圈排水。

仓面验收以后,开喷以前对有微渗水岩面要进行风吹干燥。

土质边坡除需将边坡和坡脚的松动块石、浮渣清理干净,还应对坡面进行整平压实,然后自坡底开始自下而上分段分片依次进行喷射。

严禁在松散土面上喷射混凝土。

5)喷射要点

喷射混凝土作业分段、分片依次进行,喷射顺序自下而上,避免回弹料覆盖未喷面。

分层喷射时,后一层在前一层混凝土终凝后进行,若终凝1

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