2喷混凝土施工作业指导书.docx
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2喷混凝土施工作业指导书
中铁五局衡茶吉铁路HCJ-2工程指挥部
隧道工程
喷混凝土施工作业指导书
编制人：
审核人：
技术负责人：
单位负责人：
中铁五局衡茶吉铁路工程指挥部
一项目经理部
2009年6月
目录
1、喷射混凝土施工准备工作-2-
1.1、原材料-2-
1.2、机械及管路-2-
1.3、其它-2-
2、喷射作业工艺流程-3-
3、喷射作业基本要求-5-
3.1、风压及水压-5-
3.2、水灰比的控制-5-
3.3、喷射角度与喷射距离-5-
3.4、一次喷射厚度-6-
3.5、分层喷射的间隔时间-6-
3.6、喷射顺序-6-
3.7、喷射操作-7-
3.8、养护-7-
4、锚喷作业注意事项-7-
5、故障的预防和处理-9-
5.1、堵管-9-
5.2、出料不匀-10-
5.3、喷干料没有水-10-
6、质量检验标准-10-
7、安全技术和防尘措施-12-
7.1、安全注意事项-12-
7.2、防尘措施：
-12-
喷射混凝土施工作业指导书
1、喷射混凝土施工准备工作
1.1、原材料
水泥：
应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，有特殊要求时，应使用相对应的特种水泥。
在软弱围岩宜选用早强水泥。
水泥强度等级不应低于42.5MPa。
使用前应做强度复查试验。
外加剂：
必须采用质量合格的产品。
应注意保管，不使其变质。
使用前应做速凝效果试验，要求初凝不超过5min，终凝不超过10min。
应根据水泥品种、水灰比等，通过试验确定速凝剂的最佳掺量，并应在使用时准确计量。
砂：
喷射混凝土应采用硬质洁净的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5，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0.5%。
石料：
采用坚硬耐久的碎石或卵石，粒径不宜大于15，且级配良好。
当使用碱性速凝剂时，石料不得含活性二氧化硅。
水：
水质应符合工程用水的有关标准，水中不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。
1.2、机械及管路
喷射机、混凝土搅拌机等使用前均应检修完好，就位前要进行试运转。
管路及接头要保持良好，要求风管不漏风，沿风、水管路每隔40—50米装一阀门接头，以便当喷射机移动时，联结风、水管。
1.3、其它
检查开挖断面，欠挖处要补凿够。
敲帮找顶、清除浮石，用高压水冲洗岩面，附着于岩面的泥污应冲洗干净，每次冲洗长度以10—20米为宜。
对裂隙水要进行处理。
不良地质处应先进行加固（如采用锚杆、钢筋网或金属支架等）。
对设计要求或施工使用的预埋件要安装准确。
备好脚手架或喷射台车，以便于喷射边墙上部或拱部。
埋设测量喷混凝土厚度的标志，如利用锚杆预留一定长度作标记时，应及时将多余长度锯掉，以免喷射后露在表面。
喷射作业面必须有充足的照明，照明灯上应罩上铁丝网，以免回弹物打坏照明灯。
作好回弹物的回收和使用的准备，喷射前先在喷混凝土地段铺设薄铁板或其它易于回收回弹物的设备。
2、喷射作业工艺流程
喷射混凝土施工流程图见下图：
2.1、干喷：
喷射混凝土喷浆料在洞外集中拌制，运输车运至作业点，采用PZ—5（5m3/h）型干喷机配合简易台车进行喷射施工。
其施工工艺如下图所示。
湿式喷射机
搅拌机
外加剂
水泥
粗骨料
细骨料
2.2、湿喷：
将骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿式喷射机压送拌和好的混凝土混合料至喷头处，再在喷头上添加速凝剂后喷出。
其施工工艺如下图所示。
干式喷射机
搅拌机
外加剂
水泥
粗骨料
细骨料
干喷产生的粉尘量和回弹量均很大，且喷射质量和操作手的熟练程度有直接关系，但使用的机械较简单，机械清洗和故障处理较容易；湿喷混凝土的质量较容易控制，喷射过程中的粉尘和回弹量较少，是值得推荐的一种喷射工艺，但其对机械要求较高。
2.3、潮喷：
喷浆料拌和时可采用将骨料预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌和的方法，以降低上料、拌和和喷射时的粉尘。
施工工艺同干喷。
三种喷射方法在施工中应结合实际情况合理选用。
3、喷射作业基本要求
3.1、风压及水压
风压与输送距离、高程、管的弯曲半径及数量、干拌合料配合比、砂石的种类、级配、含水率等有关。
为了保证喷混凝土的质量，降低回弹率，减少粉尘，喷射作业时，要求风压稳定，压力大小调整适当。
当输料距离不大时，双罐式混凝土喷射机的风压和水平输送距离的关系为：
空载压力（100kpa）=0.01×输料管长度（m）
工作压力（100kpa）=1+0.013×输料管长度（m）
但当向上垂直输送时,风压比水平输送约每10m增高20--30kpa。
水压一般要比风压高50--100kpa，要求在喷头水环处形成水雾，使干拌合料充分湿润。
喷射作业区的系统水压应大于400kpa，系统水压不足时，须采用压力水箱来提高水压。
3.2、喷射混凝土配合比的控制
水胶比：
宜控制在0.4-0.5之间，根据混凝土喷射强度试验而定；
用水量：
根据混凝土坍落度要求确定；
胶凝材料用量：
根据水胶比和用水量计算确定，但不宜小于400mg/m3；砂率：
宜为45％-60％.
和易性：
喷射混凝土拌合物应无离析和泌水、黏聚性好；稀薄流喷射混凝土最适宜坍落度为8-12cm，稠密流喷射最适宜坍落度为10-16cm。
早期强度：
按照《回弹法测试混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23）测试喷射混凝土早期强度时，其24h抗压强度不低于10MPa。
3.3、喷射角度与喷射距离
喷嘴与岩面的角度，一般应垂直于岩面。
但在喷边墙时，宜将喷嘴略向下俯10º左右，使混凝土束喷射在较厚的混凝土顶端。
由于混凝土束喷射在呈粘塑性状态的混凝土上，可避免料束中的粗骨料直接与岩面撞击，减少回弹量。
喷射距离是以喷混凝土最小的回弹和最高的强度来确定的。
原则上以能看清喷射情况，使料束集中，回弹量小为宜；同时也取决于喷头出口压力大小。
一般以0.6—1.2m较好。
喷射手应视具体情况，选用适当的喷射距离。
3.4、一次喷射厚度
一次喷射厚度，主要由喷混凝土颗粒间的凝聚力和喷射层与受喷面间的粘结力而定。
厚度太薄会增大回弹率；厚度太大会使混凝土颗粒间的凝聚力减弱，同时会引起大片坍落或形成混凝土与岩面脱离。
适宜的一次喷射厚度就是混凝土层在不错裂、不脱落的情况下达到的最大厚度。
分层喷射厚度主要和喷射部位有关。
喷射厚度和喷射部位
项目
一次喷射厚度（cm）
掺速凝剂
不掺速凝剂
拱部
5--6
3—4
边墙
7--10
5—7
分层喷射厚度一般为粗骨料最大粒径的二倍，如一次喷射厚度小于5cm，使用石子的最大粒径也要相应减小。
3.5、分层喷射的间隔时间
分层喷射合理的间隔时间不仅与水泥品种、速凝剂掺量有关，而且与施工温度、速凝剂种类和水灰比大小等有关。
3.6、喷射顺序
喷射施工按一定顺序有条不紊地进行，喷射作业区段的宽度依坑道具体条件而定。
一般应以1.5—2.0米进行。
对于水平坑道，喷射的顺序应先墙后拱，自下而上。
如岩面凹凸不平时，应先喷凹处找平，然后向上喷射。
喷射时喷嘴料束应呈旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形进行。
如因工程需要适当美观时，可在喷混凝土表面上再喷射一层同标号水泥砂浆，此时喷射顺序应自上而下，喷头料束呈横扫方式运动，不能旋转或停留，以使表面平整光滑。
当岩石松散或处理坍方时，喷射作业应紧跟作业面，初喷应先拱后墙，复喷则先墙后拱。
3.7、喷射操作
对不同的喷射机，要严格按规定的操作方法进行操作，否则容易发生堵管、反风等现象。
喷射机的开、停顺序为：
开动时，先开风后给水，最后开电供料；停止时，先停止供料，待料罐中的存料喷完后再停电，最后关水停风，同时要根据输送距离的变化，随时调整风压、喷嘴的操作，喷射开始时先给水再送料；结束时，先停风后停水。
在喷射时，要随时观察围岩、喷层表面、回弹和粉尘等情况，及时调整水灰比。
当喷嘴不出料时，应将喷嘴对准前下方，避开人员。
处理堵管时的工作风压不得超过0.4Mpa。
3.8、养护
喷射混凝土养护应符合一下规定：
（1）混凝土喷射终凝2小时后，应采用养护台架进行湿润养护，养护时间不得少于14天。
（2）黄土或其他土质隧道，以喷雾养护为宜，防止喷水过多软化下部土层。
（3）隧道内环境气温低于5℃时，不得进行喷水养护。
4、锚喷作业注意事项
4.1、喷射混凝土作业需紧跟开挖面时，下次爆破距喷混凝土作业完成时间的间隔，不得小于4小时。
4.2、喷射混凝土回弹率应与控制，拱部不应超过40%，边墙不应超过30%；
4.3、锚杆应在初喷砼后及时施作，要求垂直于岩面，外露长度不大于10厘米，锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
4.4、锚杆钻孔前应根据设计要求定出孔位，做出标记，孔位允许偏差为±15毫米。
4.5、采用钢筋网喷射混凝土时，可在岩面喷射一层混凝土后再进行钢筋网的铺设，并在锚杆安设后进行钢筋使用前应清除锈蚀；钢筋网应随受喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm，钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固，在喷射混凝土时不得晃动。
4.6、冬季施工时，喷射作业区的气温不应低于5℃，在结冰的层面上不得喷射混凝土。
混凝土强度未达到6Mpa前，不得受冻。
混合料应提前运进洞内。
混合料进入喷射机料斗前温度不应低于5℃。
对液体速凝剂进行加热处理时，温度不低于10℃（最佳为20℃）。
4.7、采用钢架喷射混凝土时,钢架的型式、制作和架设应符合下列要求：
1）钢架支撑可选用H型钢、工字钢、U型钢、钢轨、钢管或钢筋格栅等制作。
钢架加工尺寸等应符合设计要求。
2）钢架支撑必须具有必要的强度和刚度，刚架的设计强度，应保证能单独承受2—4米高的松动岩柱重量，其形状应与开挖断面相适用。
3）支撑接头由螺栓连接牢靠，当作为衬砌骨架时，接头应焊接。
4）格栅钢架的主筋材料应采用Ⅱ级钢筋或Ⅰ级钢筋，直径不小于18mm，联系钢筋可根据具体情况选用。
5）钢管钢架应在钢管上设置注浆孔，架设后应注满水泥砂浆。
6）钢架应按设计位置架设，钢架之间必须用纵向钢筋联接，拱脚必须放在牢固的基础上。
钢架与围岩应尽量靠近，但应留2—3cm间隙作混凝土保护层。
当钢架和围岩之间的间隙过大时应设垫块。
如钢架支撑作为衬砌混凝土骨架时，应用预制混凝土背板或填块固定牢靠。
7）钢架应于隧道中线，上下、左右允许偏差±5cm，钢架倾斜度允许偏差±2cm。
拱脚标高不足时，不得用土、石回填，而应设置钢板进行调整，必要时可用混凝土加固基底。
拱脚高度应低于上半断面底线15—20cm，当拱脚处围岩承载力不够时，应向围岩方向加大拱脚接触面积。
8）当钢架喷射混凝土作为永久性支护结构时，钢架与围岩间的间隙必须用喷射混凝土充填密实。
间隙过大时，可用钢楔或混凝土楔块顶紧，其点数单侧不得少于8个。
喷射混凝土应由两侧拱脚向上对称喷射，并将钢架覆盖。
5、故障的预防和处理
5.1、堵管
原因：
1）筛选不严，有杂物或大石块、结块水泥混入拌合料中；
2）砂、石含水率过大，引起管壁粘结；
3）喷射作业结束后，喷射机未进行清洗，储料筒内壁有灰、砂粘结，以后在运转中有大块粘结物脱落。
4）输料胶管内壁磨损后翻起，造成输料不畅，堵塞；
5）输料管漏风，风压降低；
6）输料管出现死弯或弯度过大；
7）喷射风压过低或风量不足；
堵管现象：
1）料罐内有拌合料，但喷枪不出料；
2）喷射压力表指针突然上升，工作料罐内压力增大；
3）喷射机突然出现反风现象；
排除方法：
1）立即停止上料，并停机关风，打开排气阀，放出罐内压缩空气；
2）找出堵塞部位；
3）如在输料管堵塞，可将胶管托起，用木棍沿堵塞部位的前端逐渐向堵塞部位敲打至胶管松软，如在喷出弯管或在喷枪出口处堵塞，可卸下弯管或喷枪，用铁条疏通；
4）最后打开风阀送风，排出积料；
预防措施：
1）喷射机在使用前或结束后，要检查、清理料罐中的余料杂物，停止工作时，上料口应加盖盖严，防止杂物、石子掉入；
2）严格掌握操作顺序，并在操作过程中经常用木槌敲打罐体，使拌合料不致粘结在料罐内壁；
3）把好材料筛选质量关，在喷射机的上料口处再增设一道筛子；
4）对已磨损的输料管要及时包扎或更换；
5）输料胶管的弯度要适宜，避免死弯；
6）喷射前要检查风压、风量，风压或风量不足时不喷；
5.2、出料不匀
原因：
1）装料不匀；
2）风源风压波动；
处理方法：
1）喷射时要求连续均匀上料；
2）加大风压能力，增设小风包，错开用风的设备及工具的作业时间；
5.3、喷干料没有水
原因：
1）水环处水眼堵塞；
2）水压低，水量不足；
3）供水管路漏水；
处理方法：
1）疏通水眼；
2）保持足够水压、水量；
3）处理管路漏水；
6、质量检验标准
（1）喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。
水泥进场时，必须按批对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行验收，并对其强度、凝结时间、安定性进行试验，其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175）等的规定。
当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂日期超过3个月时，必须再次进行强度试验，并按试验结果使用。
（2）喷射混凝土所用的细、粗骨料应按批进行检验，其各项指标应符合现行国家标准。
喷射混凝土宜采用饮用水，当采用其他水源时，水质应符合现行国家标准《混凝土拌和用水标准》（JGJ63）的规定。
（3）混凝土外加剂进场时，必须按批对减水率、凝结时间差、抗压强度比进行检验，其质量必须符合《混凝土外加剂》（GB8076）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119）等现行国家标准和其他有关环境保护的规定。
（4）喷射混凝土所用的配合比设计根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求进行，并应符合下列规定：
1、灰骨比宜为1:
4-1:
5;
2、水灰比宜为0.40-0.50；
3、含砂率宜为45％-60％；
4、水泥用量不宜小于400Kg/m3;
（5）喷射混凝土强度必须符合设计要求，用于检查喷射混凝土强度的试件，可采用喷大板切割法制取。
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。
（6）喷射混凝土的厚度应符合下列要求：
1、平均厚度大于设计厚度；
2、检查点数的60％及以上大于设计厚度；
3、最小厚度不得小于设计厚度的1/2，且不小于3cm。
（7）混凝土喷射方式符合设计要求，施工时应分段、分片，由下而上，依次进行。
混合料应随拌随喷，喷层厚度符合设计要求。
采用湿喷方式的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）喷射混凝土原材料每盘称量偏差应符合下表规定：
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％
注：
1、各种衡器应定期检定，每次使用前应进行零点校核，保证计量准确。
2、当遇雨天或含水率有显著变化时，应增加含水率检测次数，并及时调整水和骨料的用量。
（9）喷射混凝土表面应平顺，无裂缝及掉渣现象，锚杆头及钢筋无外漏。
7、安全技术和防尘措施
7.1、安全注意事项
1）严禁将喷枪对准施工人员，以免突然出料伤人。
2）喷射作业时，如压力表指针突然上升，并出现往复摆动时，可能有大石块堵住喷射机喷出弯管，此时应立即停机排除，切勿将大石块强行吹出。
3）用震动疏通的方法处理喷管时，喷射手和辅助操作人员要紧握喷枪，以免送风时喷枪甩动伤人。
处理堵管时，料罐工作风压不能超过0.4Mpa。
4）处理喷出弯管堵塞或清理料罐时，严禁在开动电机、分配盘运转的情况下将手伸入喷出弯管或工作料罐内。
5）平行作业中处理堵管时，应通知附近工作人员避开喷枪出口方向。
6）喷射手应配防护面罩或防护眼镜、胶布雨衣和手套，洞内工作人员带防尘口罩，加速凝剂的工作人员应带胶皮手套。
7.2、防尘措施：
1）适当增加砂石的含水率，是减少砂、石在搅拌、上料和喷射过程中产生粉尘的有效方法。
砂的含水率宜控制在5%--7%；石子的含水率以2%左右为宜。
2）加强通风和水幕喷雾，对降尘有显著效果。
一般通风管距工作面以10—15米为宜。
同时在喷射工作面的回风流中设置喷雾器进行水幕喷雾，以降低粉尘。
3）适当增加拢料管长度，可使料、水混合均匀，减少粉尘喷出。
拢料管长度以40—60cm为宜。
因太长操作不便，同时会出现管口淌浆。
4）严格控制工作压力。
在满足工艺要求的条件下，工作风压不宜过大，水灰比要控制适当，避免干喷。
5）如采用普通搅拌机时，应增加密封盖。
上料尽可能采用皮带上料机。
6）在施工布置上，根据设备、操作技术等条件，尽量采用远距离管道输料喷射。
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