喷射混凝土施工作业指导书Word下载.docx
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2.2、 喷射混凝土施工
2.2.1、喷射混凝土工艺介绍
喷射混凝土是利用压缩空气,将按一定比例配合的混凝土拌和料通过管道输送并高速喷射到受喷面上凝结硬化,从而形成混凝土支护层。
目前国内隧道喷射佐施工根据施工工艺的不同分为干喷、潮喷和湿喷。
干喷:
各种材料(不含水)按照设计配比要求进行干拌和一拌和好的松散混凝土直接喂入(通过机械或人工上料)喷射机料斗一由空压机提供的压缩空气裹携物料通过输料管送到喷头处一一在此处加入水与物料混合——在风压作用下喷射到受喷面上。
干喷由于操作简单、方便曾经大范围推广,但近年来由于粉尘过大、污染严重、回弹量大、质量难以保证等弊病,目前已经杜绝使用。
潮喷:
将各种材料(湿润)按照设计配比要求进行拌和,然后将干混料直接喂入喷射机料斗,由空压机提供的压缩空气裹携物料通过输料管送到喷头处一一在此处加入水与物料混合——在风压作用下喷射到受喷面上。
由于潮喷工艺改进了干喷的施工工艺,延续了干喷的操作简单、方便、经济等特点,并且减少了粉尘的污染。
目前在隧道施工中大范围使用。
湿喷:
各种材料(含水)按照设计配比要求进行充分搅拌——拌和好的混凝土直接喂入(通过机械或人工上料)湿喷机的强力振动料斗——由空压机提供的压缩空气裹携物料通过输料管输送到喷头处一一在此处加入速凝剂与物料混合——在风力作用下喷射到受喷面上。
由于湿喷粉尘污染少、回弹量小、质量能够得以保证的特点,但由于受施工水平的影响-一施工材料成本(液态速凝剂高、施工速度慢,目前还不能得以推广。
但随着施工技术的不断发展,湿喷依然是代替潮喷的发展趋势。
喷射混凝土在洞外拌和站集中拌和,由自卸翻斗车运至洞内,采用喷射硂机喷射作业。
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。
施工工艺见图1。
2.2.2、喷射前准备
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、砂质岩面时应挂设钢筋网(网格尺寸按设计加工),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。
图1喷射混凝土施工工艺框图
⑵、设置控制喷射混凝土厚度的标志,一般采用预埋设钢筋头做标志,亦可在喷射时插入长度比设计厚度大5cm的钢筋,每2m设一根,作为施工控制用。
⑶、检查机具设备和风、水、电等管线路,喷射硂机就位,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 、保证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°
Co
⑷、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。
2.2.3、 拌合料(混凝土、干混料)搅拌、运输
潮喷采用洞外全自动计量强制式搅拌机集中拌和,由自卸翻斗车运至洞内,速凝剂喷射机喂料时加入。
湿喷硂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。
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。
运输采用硂运输罐车,随运随拌。
喷射硂时,多台运输车应交替运料,以满足湿喷硂的供应。
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。
2.2.4、 喷射作业
⑴、喷射操作程序应为:
打开速凝剂辅助风一缓慢打开主风阀一启动速凝剂计量泵、主电机、振动器一向料斗加混凝土。
⑵、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。
① 、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。
② 、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。
③ 、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lh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。
当喷佐设计厚度大于一次喷射厚度时,应分层进行喷射。
两次喷射的最小时间间隔,在常温(15~20°
C)条件下,掺速凝剂或用喷射水泥、双快水泥等速凝水泥时,为15~20mino当间隔时间超过2h时,复喷前应喷水湿润。
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°
⑷、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;
(最佳的喷嘴与受喷面间距为l∙0m左右)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大小,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。
2.2.5、养护
喷射混凝土终凝2小时后,应进行洒水养护。
养护时间不小于7d当气温低于+5°
C时,不得洒水养护。
三、施工注意事项
3.1、施工控制要点
⑴、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,防止受潮变质。
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。
对于湿喷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%。
⑵、喷射混凝土拌合物的停放时间不得大于30mino
⑶、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,严格控制喷射佐的厚度。
⑷、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。
⑸、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,确认喷射硂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。
⑹、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。
⑺、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。
⑻、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。
⑼、钢架及钢筋网片后严禁用石棉瓦及其他背材遮挡以形成初支背后空洞,对于断面超挖过大处预留喷射口,待喷射混凝土达到强度后补喷密实。
3.2、喷射硂施工中的几个问题
3.2.1>回弹率
回弹率的大小,与喷射作业中的各个施工环节都有关系。
影响回弹率的因素很多,主要有以下几种:
⑴、喷面的岩性及平整度:
当岩性较软,受喷面较平整时,回弹量就小此。
⑵、喷射速度:
如果速度过低,因冲击能量不够大,材料压缩不充分,回弹量便增加,反之,速度过高冲击能量过大,回弹量也增大,因此喷射速度保持在50~60m∕s之间比较适宜。
⑶、喷射角度:
喷射料束偏离垂直位置,回弹量会增加。
⑷、喷射距离:
一般采用1.0m左右,过大过小都会因冲击能量过大或过小使回弹量增加。
⑸、喷射部位:
由于受重力影响,拱部回弹量比边墙多。
⑹、水泥用量:
水泥用量增加,会提高灰浆的缓冲作用而降低回弹,但过大降低硂的抗压强度和增大粉尘量。
⑺、含砂率:
硂中的含砂率达到45%左右为好。
⑻、水灰比:
水灰比过小,硂呈疏松状态回弹量加大,反之则减少。
(9)、速凝剂的质量:
初凝时间在4.5~5.Omin,终凝时间在10min范围内,回弹率较低。
为保证紧贴,防止离膨现象,根本途径是减少回弹量。
因此喷射前应清理浮石,冲洗岩石,保证水泥水化充分,从而提高结合面处喷射碌的粘结力。
3.2.2、 粉尘问题
干喷法喷射硂时,会产生大量粉尘,危害人体健康,因此宜采取防尘措施:
⑴、适当加大骨架含水率,控制在4-6%,粉尘浓度为15毫克∕m'
以下为宜。
⑵、加强通风,采用混合式通风效果最好,风机安放在距工作面5〜15m以内效果更为显著。
⑶、适当增加拢料管长度,在喷嘴水环到出口之间接一段0.5〜1.0m长的管子。
⑷、严格控制风压,改进喷射工艺。
3.2.3、 预防喷射硂裂缝的产生措施
① 喷水养护,使硂经常处于湿润状态。
② 控制水泥用量和砂石掺量,石子不宜过少,砂子的掺量不宜过多。
③ 改进操作技术,控制好水灰比及每次喷射的厚度,以提高硂的密实性。
喷射硂剥落:
造成喷射硂剥落的原因主要是喷射硂层厚度不够、边墙底脚复碴未清除,以及岩壁冲洗不彻底,据此采取相应措施可以防剥落。
3.3、 材料要求
3.3.1、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
42.5级。
根据工程特点,必要时可采用特种水泥。
3.3.2、 粗、细骨料
粗骨料应采用坚硬耐久的碎石或卵石(斗石),或两者混和物,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。
按重量计含泥量不应大于1%,泥块含量不应大于0.25%o
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%o砂中小于0.075mm的颗粒不应大于20%。
含泥量不