喷射混凝土作业指导书.docx
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喷射混凝土作业指导书
新建张唐铁路ZTSG-5标段
鸡冠山隧道
喷射混凝土施工作业指导书
编号：
编制：
审核：
批准人：
中铁十二局集团有限公司张唐铁路项目经理部七项目部
二〇一〇年十一月
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鸡冠山隧道（DK339+355~DK341+476）洞身喷射混凝土施工。
2.编制依据
（1）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）
（2）《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003）
（3）《鸡冠山隧道设计图》（张唐施隧05-70-01（A）～70-07（A））
（4）《双线隧道复合式衬砌参考图》（张唐施隧01-01～01-65）
（5）《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（修订后2009年）
（6）《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003修订后2009年）
（7）项目经理部下发的《喷射混凝土施工工艺标准》（ZT12ZT/QMS/CXWJ-108）
3.作业准备
3.1内业准备
⑴施工前现场技术人员充分掌握隧道设计图纸及相关文件内容，并及时与现场进行核对；
⑵依据本作业指导书进行施工技术交底；
⑶作业人员应进行岗前作业培训和安全教育，特殊工种的作业人员应持证上岗。
3.2外业准备
⑴施工机械配备应满足正常施工需求；
⑵用于喷射混凝土作业的台架必须牢固可靠，并设置安全护栏；
⑶喷射作业区有良好的通风和有效的降低粉尘量措施；
⑷现场作业人员要检查防尘口罩、防护服、防护眼罩等完好性。
4.技术要求
喷射混凝土在拌和站集中拌和，由混凝土搅拌运输车运至洞内，采用湿喷机作业；喷射混凝土设计强度为C25，施工强度需符合设计要求。
各种围岩级别喷射混凝土部位及厚度见表4.1.1
表4.1.1喷射砼部位及厚度一览表
加宽值（cm）
衬砌类型
C25混凝土喷射厚度（cm）
拱部
边墙
仰拱
0～100
Ⅱ级
5
5
/
Ⅲ级
10
10
/
Ⅳ级
20
20
10
Ⅳ级加强
22
22
15
Ⅴ级偏压
25
25
25
5.施工程序与工艺流程
5.1施工程序
施工程序为：
拌和站集中拌制→混凝土运输车运至洞内→湿喷机喷射作业。
5.2工艺流程
图5-2-1湿喷砼施工工艺流程图
6.施工要求
6.1施工准备
⑴喷射混凝土应在开挖完毕并检查轮廓线后及时进行；
⑵检查开挖断面净空尺寸，清除松动岩块和拱墙脚处的泥块岩屑等杂物；
⑶用高压水冲洗受喷面，当受喷岩面遇水容易潮解、泥化时，采用高压风吹净岩面；
⑷检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转，保证作业区内具备良好通风和照明条件；
⑸当受喷面有滴水、漏水、集中出水等情况，应进行凿槽引流处理。
6.2施工步骤
6.2.1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；
⑵设置控制喷射混凝土厚度的标志，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；
⑶检查机具设备和风、水、电等管线路，湿喷机就位，并试运转；
①选用的空压机应满足湿喷机工作风压和耗风量的要求；压风进入湿喷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℃。
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；隧道开挖后，大股涌水应先进行注浆堵水，一般顺涌水出露点打孔，压注速凝浆液（水泥－水玻璃浆液）；
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。
小股水或裂隙渗漏水，视具体情况进行岩面注浆（布孔宜密，钻孔宜浅），或采用小导管沿隧道周边环形注浆；股水根据情况，或顺股水出露点打孔压注速凝浆液，或插排水管引流；围岩裂隙渗漏注浆孔布孔宜疏，钻孔宜深，或顺水路（节理、裂隙）扣排水半管，将水引到隧底水沟或纵向排水盲管；待受喷面上无流淌水后再喷混凝土。
③大面积潮湿的岩面采用粘结性强的混凝土，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；也可在混凝土中掺入高效减水剂或添加各种增粘剂。
④喷混凝土作业前，应认真清除作业面拱脚或墙脚的虚碴和回弹物料，以防止拱墙脚因喷混凝土强度不足出现失稳现象。
6.2.2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，速凝剂在湿喷机喂料时加入。
微纤维混凝土的搅拌工艺应确保微纤维在拌合物中分散均匀，不产生结团，宜优先采用将微纤维、水泥、粗细骨料先干拌后加水湿拌的方法，且干拌时间不得少于1.5min，或采用先投放水泥、粗细骨料和水，在拌合过程中分散加入微纤维的方法。
搅拌时间应通过现场搅拌试验确定，并应较普通混凝土规定的搅拌时间延长1～2min，采用先干拌后加水的搅拌方式时，干拌时间不宜小于1.5min，搅拌时间不宜小于3min。
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。
6.2.3喷射作业
⑴喷射操作程序应为：
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。
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。
⑶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。
⑷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，使回弹料不致裹入最后喷层。
⑸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准，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，为避免产生堕落现象，两次间隔时间宜为2～4h。
⑹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，影响喷射混凝土密实度。
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。
⑺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；喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序均应先墙后拱，自下面上，如岩面凹凸不平时，应先喷凹处找平，然后向上喷射。
喷射路线呈小螺旋形绕圈运动，绕圈直径30cm左右为宜。
后一圈压前一圈的1/3～1/2，喷射路线呈“S”形运动，每次“S”形运动长度为3～4m，喷射纵向第二行时，要依顺序从第一行的起点处开始，行与行间须搭接2～3cm，料束旋转速度，原则上要均匀不宜太慢或太快；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，影响喷射混凝土的质量。
6.2.4养护
喷射混凝土终凝2小时后，应进行养护。
采用喷雾养护，养护时间不小于14d。
当气温低于+5℃时，不得洒水养护。
6.3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。
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：
边墙不应大于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30min。
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，严格控制喷射砼的厚度。
⑷喷射前应仔细检查喷射面，如有松动土块应及时处理。
湿喷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。
⑹在喷射边墙下部时，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经常检查湿喷机出料弯头、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湿喷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。
7.劳力配置
鸡冠山隧道出口工区施工人员数量及职责见表7.1.1：
表7.1.1人员配置数量及职责
序号
职务
数量
负责项目及工作内容
1
管理人员
1
杨华队长负责现场施工组织协调以及班前点名和安全教育。
2
现场工程师
3
刘臣对每循环喷射混凝土的指标和喷射工艺的正确性负责；郝彦英对喷射混凝土所需各种材料的合格性及喷射混凝土的合格性负责；邢建设对施工过程中的安全监督及人员出入洞登记负责。
3
熟练工人
13
喷射手3人，对喷射的圆顺度和厚度负责；6人每2人负责操控一台湿喷机，负责放料和操作湿喷机；拌合站司机1人，混凝土输送车司机2人，装载机司机1人。
4
质检工程师
1
郝彦英负责检查每循环喷射混凝土的平整度及厚度，并督促及时整改到位；
8.材料要求
8.1水泥
喷射混凝土采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥。
8.2粗、细骨料
粗骨料采用坚硬耐久的碎石，严禁选用具有潜在碱活性骨料。
喷射混凝土中的碎石最大粒径不宜大于15mm，骨料级配采用连续级配。
按重量计含泥量不应大于1%，泥块含量不应大于0.25%。
细骨料采用坚硬、耐久的中砂，细度模数应大于2.5，含水率控制在5%～7%。
砂中小于0.075mm的颗粒不大于20%。
含泥量不大于3%，泥块含量不大于1%。
8.3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（除速凝剂外）；易于保存；不污染环境，对人体无害。
8.4速凝剂
速凝剂掺量严格参照配合比要求。
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，并要求初凝时间不大于5min，终凝不大于10min。
8.5水
水质应符合工程用水的有关标准，水中不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。
8.6微纤维
微纤维使用前必须经过实验室检验合格后方可使用。
9.设备机具配置
设备配置见表9.1.1
表9.1.1设备配置表
设备名称
型号
性能
数量
搅拌机
JS750
750L
2台
装载机
LG856
3m3
1台
混凝土运输车
红岩
8m3
2台
湿喷机
TK600
6m3
3台
10.质量控制及检验
10.1主控项目
喷射混凝土总体控制及检验验收按《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）和《铁路隧道工程质量验收标准》（TB10417-2003）规定的试验方法检验。
⑴喷射混凝土掺加外加剂后，其性能必须满足设计要求。
在使用速凝剂前，应做与水泥的相容性试验及水泥浆凝结效果试验，初凝不大于5min，终凝不大于10min；采用其他类型的外加剂或几种外加剂复合使用时，也应做相应的性能试验和使用效果试验。
检验数量：
同一生产厂家、同一批号、同一品种、同一生产日期且连续进场的外加剂，每5t为一批，不足5t应按一批计。
每批抽检一次。
检验方法：
采用现场取样试验。
⑵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通过试验选定，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砂率宜为50%～60%。
④胶凝材料用量不宜小于400kg/m3。
⑤微纤维的掺量为1Kg/m3。
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。
⑶喷射混凝土的早期（1d）强度不低于10Mpa。
检验数量：
每一喷射循环检查一次。
检验方法：
采用贯入法或拔出法检测。
⑷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：
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；
检验方法：
混凝土强度试验。
⑸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：
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。
检验方法：
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。
⑹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。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
观察，检查施工记录。
⑺喷射混凝土冬期施工时，作业区的气温和混合料进入湿喷机的温度均不应低于5°C。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
测温。
⑻喷射混凝土原材料每盘称量的允许偏差应符合下表的规定。
表10.1.1原材料每盘称量的允许偏差
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
微纤维
±2%
检验数量：
每工作班抽查不少于一次。
检验方法：
复称。
⑼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。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
观察、敲击。
10.2一般项目
⑴喷射混凝土拌合物的坍落度应符合设计配合比要求。
检验数量：
每工作班不少于一次。
检验方法：
坍落度试验。
⑵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。
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，应增加含水率检测次数。
检验方法：
砂、石含水率测试。
11.安全及环保要求
11.1安全要求
洞身喷射混凝土工序的危险源辨识及应对措施要求见表11.1.1。
表11.1.1危险源辨识及应对措施表
序号
危险源辨识
应对措施要求
1
机动车触碰伤害
所有司机必须持证上岗，车辆保养要及时，严禁车辆带病上路；
2
触电伤害
电线包皮应完好，开关应装在固定闸刀盒内并上锁；非电工人员严禁触碰闸刀
3
坠物伤害
现场坚持安全员24小时值班制，喷混凝土作业时安全员必须现场监控，发现异常时及时通知撤离
4
喷浆管爆裂伤害
每班结束时必须对喷浆管进行清理；开始前必须对喷浆管进行检查，有破损的及时更换
5
喷浆管接头脱落伤害
每班开始前由安全员对喷浆管接头进行检查，以确保接头牢固
6
浆料或粉尘对操作员皮肤或眼部伤害
加强通风，喷射混凝土时，所有操作工人必须带安全帽，防尘口罩，防尘工作服，雨靴，橡胶手套。
7
高空坠落伤害
每班作业前检查安全员必须检查台架是否座牢，台架自身有无损坏，作业人员必须佩戴安全带
11.2环保要求
环境因素辨识及环保要求见表11.2.1。
表11.2.1环境因素辨别及环保要求
序号
环境影响因素辨识
环保要求
1
粉尘污染
1、在拌合场地及洞内施工位置洒水降尘；2、加强通风，改善洞内环境；
2
噪声影响
车辆夜间和清晨在途经村庄时严禁鸣笛
3
施工污水污染农田及水源
每循环施工完毕后严禁在现场或路上清洗混凝土输送车，必须回到拌合场地内清洗，生产污水必须经过沉淀过滤后方可排放；
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