13隧道混凝土原材料质量的控制.docx

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13隧道混凝土原材料质量的控制

1．1隧道混凝土原材料质量的控制

1.1.1水泥

用于喷射混凝土的水泥应与速凝剂有较好的相溶性，所用水泥应具有强度高、抗渗好和耐久性好的特点，应优先选用42.5级以上的普通硅酸盐水泥，其次是矿渣水泥和火山灰质硅酸盐水泥。

在地质条件复杂的隧道中应用早强水泥。

使用前均应做强度鉴定试验。

1、粗集料（碎石或卵石）

为防止喷射混凝土过程中管道被堵塞，减少回弹量及保证混凝土支护结构的强度，应采用坚固耐久的碎石或卵石，料径不宜大于15mm。

2、细集料（中、粗砂）

为保证喷射混凝土的强度并减少施工作业时的粉尘，以及减少混凝土硬化时的收缩裂纹，应采用坚硬耐久的中、粗砂，细度模数一般宜大于2.5，含水率宜控制在5%~7%，若超过7%，喷射时易造成堵管。

3、水

宜选用饮用水，不得使用污水以及pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量超过1%的水，也不得使用含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质的其他水源。

4、外加剂

速凝剂的初凝不应大于5min，终凝不应大于10min。

一般最佳掺量约为水泥重量的2%~4%。

1.1.2喷射钢纤维混凝土中的钢纤维应满足下列规定

1、钢纤维的品种、规格、性能应符合设计要求；

2、钢纤维抗拉强度不得小于600Mpa；

3、钢纤维应能承受一次弯折90°不断裂；

4、钢纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的±10%；

5、钢纤维不得有明显的锈蚀、油渍和其他妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质，也不得混有妨碍水泥硬化的化学成分。

1.1.3喷射合成纤维混凝土中的合成纤维应满足下列规定：

1、合成纤维的品种、规格、性能应符合设计要求；

2、合成纤维抗拉强度不宜小于280Mpa；

3、合成纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的±10%；

4、合成纤维不得有妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质，也不得混有妨碍水泥硬化的化学成分。

钢纤维和合成纤维的检验数量及检验方法应符合：

检验数量：

同一生产厂家、同一批号、同一品种、同一出厂日期且连续进场的钢纤维，每5t为一批，不足5t应按一批计。

施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检次数的20%见证取样检测，并至少一次。

检验方法：

施工单位检查产品合格证、出厂检验报告，在每批中分别随机抽取10根进行抗拉强度、弯折性能试验和用精度不低于0.02mm的卡尺测量长度、直径；监理单位检查全部产品合格证、出厂检验报告、试验报告，并进行规定比例见证取样检测.

1．2隧道喷射混凝土

1.2.1喷射混凝土应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。

1.2.2喷射混凝土的配合比设计应根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求过试验选定，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、胶凝材料用量不宜小于400kg/m3

4、钢（合成）纤维的掺量应符合设计要求。

检验数量：

施工单位对同强度等级、同性能喷射混凝土进行一次混凝土配合比设计，施工过程中，如水泥、外加剂等主要原材料的品种和规格发生变化，应重新进行配合比设计；监理单位全部检查。

检验方法：

施工单位进行配合比选定试验；监理单位检查配合比选定单。

1.2.3喷射混凝土的早期（1d）强度必须符合设计要求。

检验数量：

施工单位、监理单位每喷射循环检查一次。

检验方法：

施工单位采用贯入法或拔出法检测；监理单位见证检测。

1.2.4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。

1.2.4喷射混凝土的厚度和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2/3；

4、表面平整度的允许偏差为100mm。

检验数量：

施工单位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。

1.2.5喷射混凝土终凝2h后，应按施工技术方案及时采取有效措施进行养护，养护时间不少于14d。

1.2.6喷射混凝土冬期施工时，作业区的气温和混合进入喷射机的温度均不应低于5℃。

1.2.7喷射混凝土原材料每盘称量允许偏差应符合表1-1的规定。

原材料每盘称量的允许偏差表1-1

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%

4

钢（合成）纤维

±2%

检验数量：

施工单位、监理单位每工作班抽查不少于一次。

检验方法：

复称

1.2.8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

1.2.9喷射混凝土拌合物的坍落度为：

80—140mm每工作班应不少于一次检测，并且在拌制前，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。

检验数量：

每工作班不应少于一次，雨天或含水率有显著变化时，应增加次数。

检验方法：

坍落度试验，砂、石含水率测试。

1.3锚杆

1.3.1锚杆按外形大致可分为：

砂浆锚杆和中空锚杆。

按施工工艺可分为：

普通水泥砂浆锚杆、早强水泥砂浆锚杆、楔缝式锚杆、胀壳式锚杆、树脂锚杆、早强药包锚杆。

1、砂浆锚杆采用：

直径为20~25mm的HRB335钢筋，根据设计要求加工成相应的长度，用高强度水泥砂浆锚固，从而对隧道起到围岩支护作用。

其进场检验必须符合下列规定：

钢筋进场时，必须对其质量指标进行全面检查并按批抽取试件做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验，其质量应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）的规定和设计要求。

检验数量：

以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢筋，每60t为一批，不足60t也按一批计。

施工单位每批抽检一次；监理单位见证取样检测或平行检验抽检次数为施工单位抽检次数的20%或10%，但至少一次。

检验方法：

施工单位全部检查质量证明文件，并按批进行抽样做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验；监理单位全部检查质量证明文件、试验报告，并随机抽样进行见证取样检测或平行检验。

2、中空锚杆一般为20~25mm，其拉力应大于160kN。

根据设计要求确定锚杆长度，一般采用早强药包进行锚固，从而达到对隧道围岩的支护作用。

其检验数量和检验方法与砂浆锚杆相同。

1.3.2锚杆施工一般规定：

1、隧道工程坑道开挖后，应尽快安设锚杆。

2、一般宜先喷射混凝土，再钻孔安设锚杆。

3、锚杆的孔位、孔径、孔深及布置形式应符合设计要求

4、锚杆杆体露出岩面长度，不应大于喷层的厚度。

5、应确保隧道工程辅助稳定措施中的锚杆施工质量符合设计要求。

1.3.3砂浆锚杆所使用的砂浆强度等级、配合比应符合设计要求，锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。

其砂浆强度不低于M20。

砂浆配合比一般为水泥：

砂：

水=1：

（1~1.5）：

（0.45~0.5）；砂的粒径不宜大于3mm。

1.3.4早强药包主要由快硬水泥卷作为内锚固剂的内锚头锚杆。

快硬水泥卷的三个主要参数如下：

1、快硬水泥卷的直径d值要与钻眼直径D值配合好。

若使用D42钻头，则可采用D37直径的水泥卷。

2、快硬水泥卷长度L要根据内锚长度和生产制作的要求决定，按下公式计算：

式中：

L——钻眼直径，mm；

φ——锚杆直径，mm；

——内锚固段长度，mm；

k——富余系数，一般k=1.05~1.10

1.4锚杆抗拔力量测

1.4.1锚杆抗拔力试验一般采用“快速量测法”。

这种量测法所使用的设备为ML型系列锚杆拉拔仪，它由和千斤顶和手压泵两部分组成，具有体积小、重量轻、携带方便、操作简单、安全等特点。

1、结构组成

A、物压泵：

主要由阀体、压杆及油筒组成，泵体内设有吸、排油阀、安全阀及卸荷阀等。

B、千斤顶：

千斤顶采用空心柱塞缸型式，主要由缸体和柱塞两部分组成。

2、量测步骤

A、检查油量：

逆时针方向打开手压泵的卸荷阀，使千斤顶中的液压油回到手压泵的油筒端部的堵头，检查油量，如油不够，应加注2号锭子油或20号机械油。

该工具应该经常用干净的煤油清洗油筒及管路，以保证其正常工作并延长产品使用寿命。

B、排气：

液压系统刚刚连接好的时候，油管、油筒中常混有空气，为了使系统正常工作，这些空气必须排掉，排气的方法是：

把手压泵放在比千斤顶稍高的地方，摇动手压泵，使千斤顶活塞伸出，再打开放泄阀，使活塞缩回，连续几次即可，排气时不能加压。

C、操作：

首先拧下千斤顶和手压泵上的防尘帽，用高压胶管把千斤顶和手压泵联结起来，再把压力表装上，接头要拧紧，若太松自封式接头就会堵塞，从而妨碍正常工作。

接着按照A、B的要求进行油量检查和排气。

然后再套上千斤顶，使活塞端向外，再后套上相应的锚具，此时千斤顶应与锚杆同心；顺时针拧紧放泄阀。

上下压动压泵手柄，用力要均匀，不要用力过猛，当压力表上的读数达到所要求的数据后，停止加压。

手压泵必须摆成水平位置工作，检测完毕，逆时针方向拧动放泄阀，使压力表读数降到零，再把各部件从锚杆上卸下，卸下高压胶管，把防尘帽拧上。

1.4.2注意事项

1、液压油采用2号锭子油或20号机械油，使用温度为-30℃~+40℃，严禁以酒精、甘油、普通发动机油等作为液压油使用。

2、安装拉拔设备时，应使千斤顶与锚杆同心，以避免偏心受拉。

3、加载过程应匀速增加，防止忽快忽慢。

4、如无特殊需要，可不作破坏性试验，拉拔到设计拉力即停止加载。

5、拉力计应固定牢靠，并有安全保护措施。

1.4.3试验要求

锚杆安设后每安装300根至少随机抽样三根作为一组进行抗拔力试验，围岩变更或材料变更时另作一组进行试验。

锚杆抗拔力的合格条件为：

PAn≥PA

PAmin≥0.9PA

式中：

n——每批锚杆抽样试验的组数；

PAn——同批n组试件抗拔力的平均值（精确到0.1kN）

PAmin——同批n组试件抗拔力的最低值（精确到0.1kN）

PA——锚杆的设计锚固力

1.5喷射混凝土的试验和测定方法

1.5.1喷射混凝土工艺流程大致分为以下几种：

1、干喷——用搅拌机将骨料和水泥拌和好，投入喷射机料斗，同时加入速凝剂，用压缩空气机使干混合料在软管内呈悬浮状态,压送到喷枪，在喷头处加高压水混合，以较高速度喷射到岩面上，称为干喷。

2、潮喷——是将集料预加少量水，使之呈潮湿状，再加入水泥拌和，从而降低上料、拌和和喷射时的粉尘，但大量的水仍是在喷头处加入和从喷嘴射出的。

潮喷工艺流程和使用机械同干喷工艺基本相同。

3、湿喷——是将集料、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到喷头处，再在喷头上添加速凝剂后喷出。

4、混合喷射（SEC式喷射）——此法又称水泥裹砂造壳喷射法。

分别由泵送砂浆系统和风送混合料系统两套机具组成。

先是将一部分砂加第一次水拌湿，再投入全部用量水泥，强度制拌和成以砂为核心外裹水泥壳的球体；然后加第二次水