铁路隧道工程喷射混凝土施工作业指导书.docx

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铁路隧道工程喷射混凝土施工作业指导书

铁路隧道工程

喷射混凝土施工作业指导书

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年月日发布年月日实施

铁路隧道工程

隧道喷射混凝土施工作业指导书

1.适用范围

本作业指导书适用于新建铁路隧道及其辅助坑道的初期支护喷射混凝土施工。

2.作业准备

2.1现场施工场地修整，施工机械进场到位、人员配置满足施工需要。

2.2对混凝土原材料进行试验检测，所有材料试验检测均满足设计、规范要求。

2.3开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。

制定施工安全措施，提出应急预案。

对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。

2.4检查开挖断面净空尺寸；

2.5清除松动岩块和墙脚岩碴、堆积物，并向料斗加水冲洗受喷面（当岩面受水容易潮解、泥化时，只能用高压风清扫）；应从顶部工作面往下清洁；

2.6设置控制喷射混凝土厚度的标志；

2.7检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转，喷射机应具有良好的密封性能，输料连续、均匀，附属机具的技术条件应能满足喷射作业需要。

3.技术要求

3.1喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序自下而上；

3.2一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定，且拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm；

3.3喷嘴与岩面保持垂直，且距受喷面1.5～2.0m为宜；

3.4喷混凝土时控制好风压和速凝剂掺量，减少回弹，喷射压力以控制在0.15～0.2MPa为宜；

3.5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后再喷射，应先用风水清洗喷射表面；

3.6对于较大的凹洼处，首先喷射填平。

3.7喷射作业紧跟开挖作业面时，下一循环爆破应在喷射混凝土终凝3h以后进行；

3.8对有渗水和大面积潮湿的的岩面与喷混凝土不易粘结，为了增加粘结性，初喷在岩面上的混凝土可适当增加水泥用量。

4.施工程序及工艺流程

4.1施工流程

材料准备

断面检查

清理基面

埋设检测标识桩

喷混凝土

养护

4.2工艺流程

（1）喷混凝土施工工艺流程见“喷射混凝土施工湿喷工艺框图”。

5.施工工艺及技术要求

5.2喷射前准备:

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。

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。

5.3混凝土搅拌、运输

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。

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。

综合检查

复喷至设计厚度

清除初喷面粉尘

施作锚杆、钢架、挂钢筋网

初喷混凝土4cm

喷射混合料运输

喷射混合料计量、拌合

施工机具就位

喷混凝土配

合比选定

检查开挖断面尺寸，清除浮碴，清理受喷面

不合格

喷射混凝土施工湿喷工艺框图

5.4喷射作业

喷射混凝土采用湿喷工艺。

喷射混凝土在洞外拌和站集中拌和，由混凝土搅拌运输车运至洞内，采用湿喷机喷射作业。

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。

喷射作业时，如有较大凹洼时，先填平，喷射时喷嘴要反复缓慢地作螺旋形转动，螺旋直径约为20～30cm，并遵循先墙后拱。

分层喷射逐次加厚时后一层在前一层终凝后进行。

5.4.1喷射操作程序：

打开速凝剂辅助风→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。

5.4.2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。

a.喷射混凝土分段施工时，上次喷射混凝土应预留斜面，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。

b.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。

c.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。

顶部喷射混凝土时，为避免产生坠落现象，两次间隔时间宜为2～4h。

5.4.3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，影响喷射混凝土强度。

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。

具体参数由现场试验确定。

5.4.4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。

5.4.5速凝剂掺加：

速凝剂掺加保证计量准确，投放稳定。

5.4.6喷射厚度控制：

Ⅲ级围岩拱墙喷射厚度为15cm。

Ⅳ围岩拱墙喷射厚度25cm，仰拱15cm。

Ⅳ加强围岩拱墙、仰拱喷射厚度均为25cm。

Ⅴ级及Ⅴ级加强围岩拱墙及抑拱喷护厚度均为28cm。

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。

5.4.7喷射混凝土终凝2小时后，应进行养护。

养护时间不小于14d。

当气温低于+5℃时，不得洒水养护。

5.4.8隧道初期支护喷合成纤维混凝土的施工方法和技术要求与湿喷混凝土施工是一致的，不同之处是在拌制喷射料时需按配合比掺入纤维材料，并使之拌和均匀。

5.5施工控制要点

5.5.1原材料要求

a.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，水泥型号符合设计要求，并按规定对进场水泥进行检验强。

b.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%。

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%。

c.外加剂

应对混凝土的强度及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。

d.速凝剂

喷射混凝土宜采用液体速凝剂。

在使用速凝剂前，应做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，并要求初凝时间不应大于5min，终凝不应大于10min。

e.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。

一般应采用饮用水。

5.5.2配料拌合：

按试验确定的配合比准确计量砂、石料、水泥、

水、减水剂及防水剂投入拌合设备。

搅拌时间根据实验确定，且不小于2min。

石料、砂、水泥、减水剂、防水剂、合成纤维（掺量为1.2kg/m3）、水的计量误差满足如下要求。

水胶比：

根据喷射混凝土强度由试验确定，宜控制在0.4～0.5之间；

用水量：

根据混凝土坍落度要求确定（采用减水剂时可降低用水量）；

胶凝用量：

根据水胶比和用水量计算确定，但不宜小于400mg/m3；

砂率：

应为45～60%；

和易性：

喷射混凝土拌合物应无离析和泌水、粘聚性好；

早期强度：

按照《回弹法测试混凝土抗压强度技术规程》测试喷射混凝土早期强度时，其24h抗压强度应不低于10MPa

5.5.3拌合料输送：

拌合好的湿喷混凝土料，采用混凝土输送车送至湿喷机，在输送过程中要特别防止混凝土的离析。

5.5.4基岩面清理：

在喷射混凝土之前，对基岩面进行彻底的清理。

采用高压水冲洗，对于遇水易潮解、泥化的岩层采用高压风冲洗。

5.5.5检查机具设备和风、水、电等管线，湿喷机就位，并试运转。

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；输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并应有良好的耐磨性能。

5.5.6对有滴水、淋水、出水点等处的受喷面采用凿槽、埋管等方法进行引导疏干处理。

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。

5.5.7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的工作状况。

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%。

5.5.8喷射混凝土拌合物的停放时间不得大于30min。

5.5.9必须在隧道开挖后及时进行施作。

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。

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。

5.5.10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。

5.5.11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。

5.5.12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。

5.5.13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。

5.5.14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。

5.5.15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°C；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。

5.5.16喷射混凝土的养护：

a.混凝土喷射终凝2h后，应采用养护台架进行湿润养护，养护时间不得少于14d；

b.黄土或其它土质隧道，以喷雾养护为宜，防止喷水过多软化下部土层；

c.隧道内环境气温低于5℃时，不得进行喷水养护。

6.劳动组织

劳动力组织方式：

采用架子队组织模式，施工人员主要配置如下：

人员

数量

备注

现场负责人

1

技术主管

1

现场技术人员

1

安全员