喷射混凝土施工方案.docx
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喷射混凝土施工方案
****隧道工程第二施工合同段
斜井喷射混凝土
施工方案
编制：
审核：
审批：
****股份有限公司
****隧道工程第二施工合同段
二○○八年十月
喷射混凝土施工方案
1.工程概况
*****是一项综合性大工程，根据周边环境，为保证工期、及早建成通车，增设了二号斜井，作为临时施工通道，满足施工需要。
二号斜井设置于北海舰队北航水上飞行训练团内，施工完成后将作为本合同段的第二施工工作面。
斜井总长583.81m，其中明挖段长90m，暗挖段长493.81m。
斜井起点对应右线主隧道里程YK3+816.791，终点对应右线主隧道里程YK4+236。
斜井包括三部分，明挖段XJK0+000～XJK0+090（其中XJK0+050～XJK0+090为明洞），暗挖段XJK0+090～XJK0+583.81，还包括三个倒车洞。
斜井明挖段边、仰坡和暗挖段初期支护均采用喷锚支护。
喷射混凝土采用设计标号为C25、S6混凝土，喷射厚度视围岩情况50～250mm不等。
喷射混凝土施工均采用湿喷工艺，使用四仓强制式拌合机在混凝土搅拌站拌制混凝土，混凝土罐车运输。
采用机械喷射手及湿喷机进行喷射。
作为斜井支护和结构防水第一道防线的喷射混凝土，除具备普通喷射混凝土的性能外，还必须具备较高的抗渗和防腐蚀性能。
2.机械配置
本合同段喷射混凝土总量大，单日需求量大，根据机具性能要求，选用具有自动计量功能的HZS60型四仓自动拌合楼系统在洞外专门建立混凝土搅拌站进行混凝土拌制，其额定生产能力为60m3/h。
选用喷射能力25m3/h麦斯特喷射机械手1台及5m3/h的TK500湿喷机进行喷砼作业；选用移动式电动空压机供风。
选用斯太尔王混凝土罐车进行混凝土运输。
喷射混凝土配备设备见表2-1“喷射混凝土机械设备配置表”。
表2-1喷射混凝土机械设备配置表
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
备注
1
砼搅拌机站
HZS60
座
1
额定生产能力60m3/h
2
机械喷射手
MEYCO
台
3
最大喷射能力25m3/h
3
混凝土湿喷机
TK500
台
4
最大喷射能力5m3/h
4
空压机
螺杆空压机P950E
台
1
27m3/min
5
螺杆空压机P425E
台
2
10m3/min
6
螺杆空压机HG750LD-8
台
2
20m3/min
7
混凝土运输罐车
SQH5270GJB
台
7
罐容量8m3
3.人员配置
⑴施工技术管理人员
技术员4人，试验人员5人，管理人员5人。
⑵搅拌站人员配置
拌和机司机1人，铲车司机1人，材料工2人，罐车司机5人，其他配合人员4人；共计13人。
⑶机械喷射手机组人员配置
喷射手司机1人，放料工2人，其他配合人员4人；共计7人/每机组。
⑷湿喷机组人员配置
喷射手2人，放料工2人，机械司机1人，其他配合人员4人；共计9人/每机组。
4.原材料及配合比
4.1原材料
⑴水泥
除满足GB175-1999技术要求外，兼顾喷射凝结和抗硫酸盐侵蚀破坏，选用C3A含量<8%、与液体速凝剂相容性较好的42.5级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
⑵骨料
①砂子，砂子除符合GB/T14684-2001要求外，选用级配合理，细度模数为2.5～3.2的坚硬耐久的中粗砂，砂的表观密度大于2.65，堆积密度不小于1450kg/m3，含泥量小于3%、吸水率小于1%。
②石子，石子除符合GB/T14685-2001要求外，选用级配合理，5～12mm的坚硬耐久的碎石，且粒形要好、针片状颗粒含量小于15%；石子表观密度应大于2.65，堆积密度不小于1450kg/m3，含泥量小于1%、吸水率小于1%。
⑶水
水符合JGJ63-89要求，不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，不得使用污水及PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO42-计算超过混合用水重量1%的水。
⑷外加剂
①减水剂，高效减水剂除符合GB8076-1997、GB8077-2000要求外，选用减水率30%以上、碱含量小于10%、氯离子含量小于0.2%的聚羧酸盐类高效减水剂。
②速凝剂，速凝剂采用无碱液体速凝剂，满足JC477-2005或EN196-3要求的碱含量小于1%，掺量小于8%且可泵性、分散性较好的与胶结材相容性较好的无碱液体速凝剂。
⑸外掺料
掺合料包括硅粉、粉煤灰、磨细矿渣等超细粉和工程纤维。
超细粉是高性能喷射混凝土的必备组分，掺入水泥中除起微观填充作用外，还因其化学活性作用改善混凝土的微观结构。
工程纤维能控制混凝土的早期开裂，提高混凝土的韧性，降低回弹，增大一次喷层厚度。
①硅粉：
符合GB/T18736-2002要求外，其SiO2含量不低于92%，比表面积不低于25000cm2/g，掺量不少于5%。
②粉煤灰：
符合GB/T176-1996要求的I级低钙灰。
③磨细矿渣：
符合GB/T18046-2000要求的S95磨细矿渣。
④工程纤维：
能均匀分散，长度在12mm左右的聚丙烯纤维网纤维。
4.2原材料运输、存放
水泥、硅粉、粉煤灰等胶结材料在运输和存放过程中，严防雨淋、滴水和受潮；砂、石在存放过程中，严防泥水、大块石等杂物混入；外加剂在存放过程中，严防进水，影响其浓度。
4.3配合比
混凝土配合比与喷射混凝土强度、生产率、回弹、一次喷层厚度等密切相关，在根据强度确定水灰比后，喷射混凝土配合比设计放在混凝土和易性上，保证坍落度控制在合理范围，并具有良好的粘聚性。
配合比必须满足喷射混凝土工艺流程的基本要求，即易喷射、不易堵管、减少回弹量和粉尘，要符合质量好、强度高、密实度高及防水性能好的要求，同时达到其它物理力学指标等要求。
本合同段委托青岛中航工程试验检测中心进行了C25S6配合比试验。
参见表4-1“喷射混凝土配合比”。
表4-1喷射混凝土配合比
标号
材料名称
规格
厂家/产地/品种
每方用量（Kg）
C25S6
水泥
山铝
400
砂
河砂
860
碎石
粒径5~12mm，级配4.75~9.5
碎石
860
水
192
速凝剂
无碱速凝剂
20
HPC
2.4
水灰比0.48，3天强度27.7MPa
5.喷射混凝土施工
5.1施工工艺流程
本隧道所有喷射混凝土采用湿喷工艺进行施工，主隧道、匝道、风井及风道等大断面地段现场采用麦斯特机械喷射手及TK-500湿喷机进行混凝土喷射施工；斜井、人行横道、车行横道等小断面人工进行喷射。
湿喷混凝土施工工艺见图5-1“湿喷混凝土施工工艺流程图”。
图5-1湿喷混凝土施工工艺流程图
5.2混凝土生产
喷射混凝土生产在拌和站内完成，根据设计配合比，采用自动计量拌和站生产，并达到以下指标：
喷射混凝土采用搅拌机容量2000L双卧轴式强制搅拌机生产，投料顺序为先投入砂、碎石干拌10秒钟左右，然后投入水泥、外加剂再加入水搅拌120秒左右即可。
坍落度控制在8-15cm。
搅拌配料计量允差胶结料和水不超过2%，砂、石集料不超过3%。
5.3混凝土运输
喷射用混凝土采用混凝土罐车运输至工作面。
施工时加强工作面和拌合站之间的联络，确定相邻罐车到达工作面的时间差，确保喷射工作施工不因运输不到位而停顿，又保证运输到工作面的混凝土等待时间不能过长。
5.4施工准备
⑴受喷面处理
①拆除作业面障碍物、清除开挖面的浮石和墙脚的岩渣等。
②用高压风水冲洗受喷面；对遇水易潮解、泥化的岩层，则用高压风清扫岩面。
③埋设控制喷射混凝土厚度的标志。
④受喷面有滴、淋水时，喷射前按下列方法做好治水工作：
有明显出水点时，可埋设导管排水；导水效果不好的含水岩层，可设盲沟排水。
⑤对破损岩面，清除所有暴露的破损岩石，并在破损岩面范围内提供和安装附加的岩石加固钢筋或钢支撑。
⑥在已有混凝土面上进行喷射时，清除剥离部分，以保证新老混凝土之间具有良好的粘结强度。
将被下一层覆盖的喷砼层首先达到初凝，并使用扫帚、水冲或其他方式除去所有松散物、尘土或其他有害物质。
⑵机具设备准备
喷射作业前，对机械设备、风、水管路，输料管路和电缆线路等进行全面检查及试运转，并检查速凝剂的泵送及计量装置性能。
喷射机司机与喷射手不能直接联系时，配备联络装置；作业区有良好的通风和足够的照明装置。
5.5喷射混凝土施工
⑴施工方法
①喷射作业应分段、分片由下而上先墙后拱顺序进行，每段长度不宜超过6m。
②喷射作业时，喷嘴要垂直受喷面做反复缓慢螺旋形运动，螺旋直径约20～30cm，同时与受喷面保持一定的距离，一般取0.6～1.0m。
若受喷面被钢筋网或格栅钢架覆盖时，可将喷头稍加倾斜，但不小于70度，以保证混凝土喷射密实，保证钢支撑背面填满混凝土，粘结良好。
③喷混凝土一般分二次施喷完成，第一次喷射5cm混凝土后，施作锚杆、格栅钢架，再分复喷至设计厚度。
后一层在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再喷射时，先用风水清洗喷层面。
④喷射作业分段、分片，由下而上的顺序进行，分层喷射，边墙每层厚度按3-4cm控制，拱部按2.5-3cm控制，后一层在前一层混凝土终凝后进行，直至复喷到设计厚度。
喷嘴与受喷面保持垂直，距受喷面0.6～1.0m，喷射机压力不小于0.2MPa。
⑤喷射混凝土作业紧跟开挖面，下次爆破距喷射混凝土作业完成时间的间隔不得小于4h。
⑥严格执行喷射机操作规程：
连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；完成或因故中断喷射作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净。
⑦喷射混凝土的回弹率控制不大于15%。
⑵喷射混凝土养生
新喷射的混凝土按规定洒水养护。
当干斑点首先出现在喷混凝土层表面时，利用水枪每4小时喷水一次，保持混凝土湿润，养护时间不少于7天。
⑶喷射混凝土质量要求
喷射混凝土局部凹凸不平尺寸大于下述要求时，进行处理。
边墙：
D/L=1/6；拱部：
D/L=1/8，式中：
L：
喷射混凝土相邻两凸面间的距离，D：
喷射混凝土两凸面凹进的深度。
6.冬、夏季施工措施
6.1冬季施工措施
当室外昼夜平均气温（每天6、14、21时所测室外温度的平均值）连续5天低于+5℃或最低气温低于-3℃时，砼工程按冬季施工办理。
⑴冬季施工测温与保温措施
①施工现场在在入冬前建立测温组织，每日对大气温度、混凝土温度进行观测，并派专人测温。
专职测温人员要认真负责，测试数据真实可靠。
②环境气温每天至少测量3次。
测温时间和所测温度值详细记录，整理归档。
每天、每施工段停止测温后，由技术员审阅测温记录，签字后交技术负责人审查。
技术员定期将测温记录归入档案，以备存查。
③测温人员保持与供热、保温人员联系，如发现供热故障或保温措施不当，使温度急剧变化或降温过快等情况，立即向技术负责人报告进行处理。
④水源及消火栓提前做好保温工作，防止受冻；暂设工程的水管、供热管在入冬前做好保温维持工作，保证冬季施工时能正常供水供热。
⑤搅拌机棚、水泵房、操作棚搭设好暖棚，准备好必要的取暖设备。
⑥保温材料进场后，合理堆放苔盖。
周转使用的材料每次使用时及时整理晾晒。
⑵冬季施工外加剂的试验与管理措施
①冬季施工的外加剂，其技术指标必须符合相应的质量标准，并有产品合格证。
同时补做试验，确认合格后方可使用。
②冬季搅拌混凝土和砂浆使用的外加剂配置与掺加要设专人负责，认真做好记录。
⑶冬季施工质量保证措施
①冬季施工的砼配合比，选用较小的水灰比和较低的坍落度，以减少拌合用水量。
②拌合设备适当防寒，设置在温度不低于10℃暖棚内。
拌制砼前，用热水洗刷拌合机鼓筒。
拌制砼时，砂石骨料的温度保持在0℃以上，拌合用水温度不低于5℃。
③混凝土原材料加热：
优先采用加热水的方法，当加热水仍不能满足要求时，再对骨料进行加热，水泥只保温，不得加热。
混凝土原材料加热温度总体控制及加热方法：
首先将水加热，其加热温度不宜高于80℃。
当骨料不加热时，水的加热温度可提高到100℃，但水泥不能与80℃以上的水直接接触。
当只加热水不能满足要求时，可将骨料均匀加热，其加热温度不高于60℃。
加热方法：
骨料不得在钢板上灼炒，骨料可采用地坑法加热，即在棚内设置地坑，坑内铺设加热管道，坑上堆放砂、石料。
水泥不得直接加热，可预先进入暖棚内预热。
④混凝土搅拌投料顺序：
先投骨料和已加热的水，搅拌均匀后，再加水泥搅拌。
骨料不得带有冰雪和冻块以及易冻裂的物质，由骨料带入的水分及外加剂溶液（外加剂为液体）中的水分均从拌合水中扣除。
投料前，先用热水冲洗搅拌机滚筒，后投料。
拌制掺用外加剂的混凝土时，如外加剂为粉剂，可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。
如外加剂为液体，使用时先配制成规定浓度溶液，然后根据使用要求，用规定浓度溶液再配制成施工溶液。
各溶液分别置于有明显标志的容器内，不得混淆。
⑤搅拌：
为保证配合比控制准确，搅拌设备必须带有自动电子计量装置。
搅拌时间较常温施工延长50%；对于掺有外加剂的混凝土，搅拌时间取常温搅拌时间的1.5倍。
⑥冬期运输混凝土拌和物，尽量减少热量损失，采用混凝土搅拌输送车运输混凝土。
⑦混凝土浇筑及养护：
在洞内施工，由于气温较高，按常温施工方法进行。
⑷混凝土冬季施工质量检查
冬季施工的混凝土，除按有关规定进行质量检查与控制外，对混凝土用水和集料的温度、喷射及硬化过程中的混凝土温度、环境温度、养生期限等进行控制、检查和测量。
试件组数，除按规定外，按照监理单位指示，对重要工程结构再增加2组补充试件，一组在混凝土温度下降到1～2℃时进行试验，另一组作为备用试件。
6.2夏季施工措施
①高温期间，砼施工配合比要作适当调整，控制缓凝减水剂用量，延长终凝时间。
②集料及其它组份材料采用围盖和冷却。
③喷射混凝土后，对混凝土喷洒浇水湿润。
7.质量控制与检验
7.1质量控制措施
⑴严把材料进场质量检验关
严格按照《技术规范》要求采购相关原材料，并按照试验规程对原材料进行进场检验，保证材料质量
⑵严格进行施工配合比控制
混合料的配合比严格按喷射混凝土设计配合比执行，采用自动称量仪计量。
每次施工前1h必须测定砂、石含水率，确定施工配合比，混合料的用量按施工配合比实施。
原材料必须按重量控制加入，称重允许偏差：
水泥、硅粉、粉煤灰等胶凝材料、高效减水剂和拌合水均为±1%，砂、石料为±2%。
⑶规范混合料的拌制工艺
高性能混凝土搅拌时负荷非常大，拌制时先投入砂，再投入水泥、硅粉、粉煤灰、纤维等，搅拌30s后，再加入水、减水剂搅拌60s，最后投入粗骨料进行搅拌，搅拌时间不少于60s。
施工时如拌合混凝土工作性不能满足施工要求，可向罐车内增掺0.1%～0.2%的减水剂，快速旋转罐体搅拌90s恢复其工作度后再施工，严禁加水增加其工作性。
⑷规范喷射混凝土施工工艺
喷射混凝土采用湿喷工艺，除速凝剂外包括水在内的所有集料均在洞外拌合站搅拌均匀，然后运到洞内送入喷射机械进行喷射，喷射混凝土做到密实、饱满、表面平顺，其强度达到设计要求。
采用带机械手的湿喷机，使用无碱速凝剂，保证喷射效果。
⑸加强施工过程中的质量控制
①配备专职的质量管理工程师，负责喷射混凝土的测试、制作、操作及验收证明，在喷射过程中与监理工程师取得密切联系，自始至终强调遵守操作的工艺要求和执行规范的规定，确保喷射混凝土的制作和良好的喷射质量。
②对已喷射的混凝土，按《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）及《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）有关规定取样作抗压强度试验，对混凝土试件的试验结果未能达到设计强度、未满足规范要求时，要找出原因，采取补救措施。
③在复喷砼前，先对上一层进行检查，所有喷砼在施作后8h检查，不合格者按规定修复。
7.2质量检验
①喷射混凝土的强度应符合设计图纸要求，抗压强度应以同批内标准试块（100×100×100mm）的代表值为三个试块试验结果的平均值；同组试块应在同块大板上制取，有明显欠缺的试块，应予舍弃；三个试块中的过大或过小的强度值，与中间值相比超过15%时，以中间值代表该组的强度。
②喷射混凝土强度的合格条件应按《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）附录E有关条款进行检查。
③喷射混凝土厚度用凿孔或电测等方法进行检查，每10m隧道检查一个断面，每个断面从拱顶中线起，每间隔3m布设一个检查点。
每个面上全部检查点的喷层厚度，60%以上不小于设计厚度；最小值不小于设计图纸厚度的一半，同时，一个断面检查点厚度的平均值不小于设计厚度。
8.安全防护
①施工前，认真检查和处理锚喷支护作业区的危石，施工机具布置在安全地带；
②锚喷支护必须紧跟开挖工作面，先喷后锚，喷射作业中有人随时观察围岩变化情况。
在IV、V级围岩中进行锚喷支护施工时，锚喷支护必须紧跟开挖工作面，且先喷后锚，喷射混凝土厚度不小于50mm，锚杆施工宜在混凝土终凝3h后进行；
③喷射机、水箱、风包、注浆机经密封性能和耐压试验，合格后方可使用。
④施工中，定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全；经常检查输料管和管路接头有无磨薄、击穿或松脱现象，发现问题，及时处理。
⑤喷射作业中发生堵管时，将输料管顺直，必须紧按喷头，疏通管路的工作风压不得超过0.4MPa。
⑥处理机械故障时，必须使设备断电、停风。
向施工设备送电、送风前通知有关人员。
⑦喷射作业中，非操作人员不得进入正进行施工的作业区，喷头前方严禁站人。
⑧喷射混凝土的操作人员必须穿戴安全防护用品。
⑨喷射施工用的工作台架牢固可靠，并设置安全栏杆。
⑩所有机械和运输车辆人员必须持证上岗，在操作时严格按照相应操作规程进行；车辆在洞内行进时，严格按限速标准行进。
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