混凝土湿喷施工作业指导书.docx
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混凝土湿喷施工作业指导书
中铁十三局集团有限公司
施工过程控制标准化管理手册（隧道分册）
混凝土湿喷施工作业指导书
编制：
审核：
批准：
目录
1．目的1
2．编制依据1
3．适用范围1
4．施工准备1
4.1技术准备1
4.2工程准备1
5.劳动组织2
6.材料要求2
6.1水泥2
6.2粗细骨料2
6.3外加剂3
6.4速凝剂3
6.5水3
6.6钢纤维3
6.7合成纤维3
7.设备机具配置3
8.施工工艺流程4
9.施工技术4
9.1混凝土搅拌、运输4
9.2喷射作业5
9.3养护6
10.质量检验标准及质量控制措施6
10.1质量验收标准6
10.2质量控制要点及措施6
11.安全及环保要求7
11.1施工安全要求8
11.2环保要求8
12.估算指标8
混凝土湿喷施工作业指导书
1.目的
明确隧道及地下工程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、规范喷射混凝土施工作业。
2.编制依据
2.1TB10204-2002《铁路隧道施工规范》
2.2TB10108-2002《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》
2.3TB10417-2003《铁路隧道工程施工质量验收标准》
3.适用范围
适用于隧道及地下工程的湿喷混凝土施工。
4.施工准备
4.1技术准备
⑴开工前组织技术人员认真审核施工设计图纸和有关设计资料，尤其对所喷地段或部位的地质资料要深入了解，对施喷将遇到技术问题研究对应措施。
编制实施性施喷方案，制定施工安全保证措施。
⑵对所有施工人员进行岗前技术培训，作业前进行技术交底。
⑶根据设计对喷射混凝土要求，优选配合比。
4.2工程准备
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20×20mm、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当岩面有较大凹处时，应先将凹处喷平。
⑷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作业区内具有良好通风和照明条件。
④喷射作业的环境温度不得低于5℃。
⑸对施工所用的钢材、水泥、粗细骨料、外加剂、掺加剂和水等进行调查，选用供货商，确定料源，并对其质量进行试验和检验，确保工程材料的质量和数量满足施工的要求。
5.劳动组织
劳动力组织方式，采用架子队管理模式。
一个作业工班的作业人员，依据施工方案、工期要求、机械设备配置来进行组合。
一个工班的作业人员配置见表1。
表1工班作业人员配置表
工种
职务
人数
备注
喷
射
混
凝
土
工班长
1
喷射手
2
进料管理
1
收回弹物
1
混凝土养护
1
运输
运送混凝土
2
视设备和运距而定
搅拌
搅拌机司机
1
辅
助
电工
1
修理工
1
小计
11
注：
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。
6.材料要求
喷射混凝土材料的进场必须进行检验，除应符合国家、铁道部现行的有关标准外，并应符合下列要求：
6.1水泥
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。
当有抗冻、抗渗要求时，水泥强度等级不宜低于42.5MPa。
喷射混凝土遇含有较高可溶性硫酸盐的地层或地下水地段，应按侵蚀类型和侵蚀程度采用相应的抗硫酸盐水泥。
当骨料与水泥中的碱可能发生反应时，应选用低碱水泥。
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。
有特殊要求时，应使用相应的特种水泥。
6.2粗细骨料
⑴粗骨料
应采用坚硬耐久的碎石或卵石（豆石），或两者混合物。
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。
按重量计含泥量应小于1％，泥块含量不应大于0.25％。
⑵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％。
喷射混凝土用的骨料级配宜按表2选用。
表2喷射混凝土骨料通过各筛径的累计重量百分数（％）
骨料粒径（mm）
项目
0.15
0.30
0.60
1.20
2.50
5.00
10.00
15.00
优
5～7
10～15
17～22
23～31
34～43
50～60
78～82
100
良
4～8
5～22
13～31
18～41
26～54
40～70
62～90
100
6.3外加剂
应对混凝土的强度及与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。
6.4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，应做与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，并要求初凝不应大于5min，终凝不应大于10min。
在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。
6.5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，不应使用污水、海水、PH值小于4的酸性水、硫酸盐含量按
计超过水重1％的水。
6.6钢纤维
钢纤维抗拉强度不得小于600MPa，钢纤维应能承受一次弯折90°不断裂，钢纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的±10%。
钢纤维内不得有明显的锈蚀、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％。
6.7合成纤维
喷射混凝土中的合成纤维宜采用聚丙烯纤维，合成纤维抗拉强度不宜小于280MPa，合成纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的±10%，合成纤维不得有妨碍与水泥粘结的杂质，也不得混有妨碍水泥硬化的化学成分，合成纤维的品种、规格、性能应符合设计要求。
7.设备机具配置
设备机具配置的原则是适用配套，一个工作面湿喷作业设备机具配置见表3。
表3一个工作面湿喷混凝土设备机具配置表
序号
设备机具名称
单位
数量
备注
1
喷射混凝土拌合站
座
1
2
湿喷机
台
2
1台备用
3
混凝土运输车
台
2
视运输距离而定
4
装载机
台
1
5
空压机
台
2
1台备用
6
通风机
台
1
注：
对湿喷机的选择有下列要求：
⑴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；
⑵密封性能良好，输料连续均匀；
⑶生产率大于5m3/h，允许最大粒径为15mm。
8.施工工艺流程
施工工艺流程见图1。
图1喷射混凝土施工工艺图
9.施工技术
喷射混凝土设计厚度一般为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。
9.1混凝土搅拌、运输
⑴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。
⑵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、粗细骨料先干拌后再加水湿拌的方法，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。
⑶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。
⑷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。
9.2喷射作业
9.2.1喷射操作程序
打开速凝剂辅助风阀→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。
9.2.2喷射混凝土的方法
⑴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。
⑵喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可能接近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太小，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。
9.2.3喷射混凝土的注意事项
⑴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。
⑵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。
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。
⑸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。
⑹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。
9.3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。
10.质量检验标准及质量控制措施
10.1质量验收标准
10.1.1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。
检验数量：
施工单位每一作业循环检验一次，每个循环至少在拱部和边墙各留置一组检验试件；监理单位按施工单位检查次数的20%见证取样检测或按施工单位检查次数的10%平行检验。
检验方法：
施工单位进行混凝土强度试验。
监理单位检查混凝土强度试验报告并进行见证取样检测或平行检验。
10.1.2喷射混凝土的厚度和表面平整度的要求
⑴平均厚度大于设计厚度。
⑵检查点数的80%及以上大于设计厚度。
⑶小厚度不小于设计厚度2/3。
⑷表面平整度的允许偏差为100mm。
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布设一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。
检验方法：
施工单位、监理单位检查控制喷层厚度的标志、凿孔或无损检测测量厚度，用自动断面仪或摄影仪等仪器测量断面轮廓检查表面平整度。
10.1.3喷射混凝土其它质量要求
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。
检验数量：
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：
观察、敲击。
10.2质量控制要点及措施
10.2.1质量控制要点
⑴喷射混凝土原材料先检验合格后才能使用，水泥、速凝剂应妥善保管，防止受潮变质。
⑵喷射混凝土的配合比应通过试验选定，并应符合下列规定：
①胶骨比宜为1:
4～1:
5。
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。
⑶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%。
经常检查速凝剂注入环的工作状况。
严格控制喷射混凝土原材料每盘称量。
⑷喷射混凝土拌合物的停放时间不得大于30min。
⑸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。
⑹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。
⑺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。
⑻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。
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5℃，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。
⑽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。
⑾喷射作业紧跟开挖作业面时，下一循环爆破应在喷身混凝土终凝3h以后进行。
10.2.2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进行严格执行。
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、每一步骤的监控，并责任到人，狠抓落实。
⑸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。
11.安全及环保要求
11.1施工安全要求
⑴建立建全安全组织和制定安全作业的各项规章制度。
⑵定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全。
⑶施工中经常检查输料管、接头的磨损情况，当有磨损、击穿或松脱等现象应及时处理。
⑷施工中检修机械设备时，必须在断电、停风条件下进行，检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员。
⑸当采用加大风压处理堵管事故时，应先关机将输料管顺直，紧按喷嘴，喷嘴前方不得站人，疏通管路的工作风压不得超过0.5MPa。
⑹非施工人员不得进入正进行喷射的作业区，施工中喷嘴前严禁站人。
喷射手控制好风压、喷射距离，避免回弹骨料伤人。
⑺喷射作业人员应带防尘口罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用品。
作业人员应避免直径接触碱性液体速凝剂，不慎接触后应立即用清水冲洗。
⑻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。
11.2环保要求
⑴加强通风管理，使工作区的粉尘浓度应符合国家现行《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086）的规定。
⑵使用的各种机械设备和运输车辆的废气排放量符合《铁路工程环境保护设计规范》（TB10501）或地方政府的有关规定。
⑶施工现场产生的污水和废水，应集中处理，符合排放标准时才能排放。
12.估算指标
主要项目估算指标见表4。
表4主要项目估算指标表
序号
项目
单位
数量
备注
1
喷射能力
M3/h
≥5
2
电动空压机
M3
≥20
3
混凝土运输车
M3
≥6
升级会员 