隧道喷射混凝土施工作业指导书.docx
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隧道喷射混凝土施工作业指导书
目录
1.适用范围1
2.作业准备1
2.1内业技术准备1
2.2外业技术准备1
3.技术要求1
3.1技术要求1
3.2施工误差要求2
4.施工程序与工艺流程2
4.1施工程序2
4.2工艺流程3
5.施工要求3
5.1施工准备3
5.2施工工艺5
5.2.1混凝土搅拌、运输5
5.2.2喷射作业5
5.2.3养护7
6.劳动组织7
7．材料要求7
7.1水泥7
7.3外加剂7
7.4水8
8.设备机具配置8
9.质量控制及检验8
9.1质量控制8
9.2质量检验10
9.2.1主控项目10
9.2.2一般项目14
9.3湿喷砼质量保证措施14
10.安全及环保要求15
10.1安全要求15
10.2环保要求15
喷射混凝土作业指导书
1.适用范围
适用于蒙华铁路MHTJ-4标段薛家畔1号隧道、薛家畔2号隧道、阳城隧道、青阳隧道、红石湾隧道、武家坡隧道、新窑隧道、银山1号隧道、银山2号隧道、银山3号隧道范围内所有隧道正洞、辅助坑道及边仰坡的喷射混凝土施工。
2.作业准备
2.1内业技术准备
作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
制定施工安全保证措施，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技术培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。
喷浆料所用的材料、外加剂以及车辆由拌合站集中管理，集中调配，喷射机、混凝土搅拌机、皮带运输机、拌合站等使用前均应检修完好，就位前要进行试运转，根据地质情况及早探测修筑施工便道，保证施工过程中便道随时通畅，不影响施工作业。
3.技术要求
3.1技术要求
（1）喷射混凝土采用自动计量拌和站拌和，采用湿喷机械手喷射混凝土。
（2）喷射混凝土所用的细骨料，应按批进行检验，其颗粒级配、坚固性指标应符合国家现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52）的规定，细度模数应大于2.5，泥块含量应符合铁道部现行《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》（TB10424）的规定，含泥量不应大于3%。
（3）喷射混凝土所用的粗骨料，应按批进行检验，其颗粒级配、压碎值指标，针片状颗粒含量应符合现行铁道行业标准《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》（TB10424）的规定，粗骨料最大粒径不宜大于16mm，骨料级配宜采用连续级配；混凝土搅拌宜优先采用将水泥、骨料先干拌后加水湿拌的方法，且干拌时间不得少于1.5min。
（4）喷射混凝土中掺用外加剂的质量、混凝土的拌合用水、混凝土配合比设计、厚度都应根据《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003）的规定。
3.2施工误差要求
喷射混凝土的回弹率：
侧壁不应大于15%，拱部不应大于25%。
表面平整度的允许偏差为±100mm。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
（1）喷射前应对开挖面尺寸认真检查，清除松动危石，欠挖超标过多的先行局部处理，受喷面有集中渗水时，做好排水引流措施，根据地质情况，在喷射前用高压风或水清洗受喷面，将开挖面的粉尘和杂物清理干净，以利于混凝土凝结，检查运转并调试好各机械设备工作状态。
（2）喷射作业分层、分段、分片、自下而上喷射，分层喷射时，首次喷混凝土厚度不小于4cm。
锚杆、钢筋网、钢架、复喷（二喷、三喷）等作业可以连续进行，直到达到设计要求。
围岩较完整、稳定时间较长时，初喷、锚杆、钢筋网等施工后即可进行开挖作业，待下一循环初期支护时间再复喷，可将设计厚度的喷层厚分两、三次完成，由于每层间隔为一循环时间，每层因爆破产生的裂纹在下一次喷混凝土时被填充，而新喷层距掌子面渐远，所受的爆破振动亦越小，使喷混凝土层的支护能力更强。
4.2工艺流程
施工工艺见图4-1。
图4-1
5.施工要求
5.1施工准备
⑴喷射前应对受喷岩面进行处理。
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、砂质岩面时应挂设细钢筋网，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。
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本标段喷射混凝土人员采用湿喷机械手，喷射混凝土前，组织湿喷机械人员认真学习实施性施工技术质量控制，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准，所以的操作人员须带好安全帽、防尘口罩、防尘工作服、雨靴、橡胶手套，机械设备、人员就位后进行试运转。
⑷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℃。
⑸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。
5.2施工工艺
5.2.1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。
本标段喷射混凝土选用湿喷工艺，喷射混凝土应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，必要时刻采用特种水泥，所用细骨料细度模数应大于2.5，含泥量应不大于3%,泥块含量不应大于0.5%，粗骨料最大粒径不宜大于16mm，速凝剂应采用质量稳定的产品，其与水泥应有良好的相容性，性能指标应符合相关标准的规定。
速凝剂的掺量不宜大于水泥用量的5%，喷射混凝土可根据需要掺入其他外加剂，其掺量通过试验确定。
喷射混凝土宜采用强制式搅拌机搅拌，其搅拌时间应不小于1.5min。
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。
5.2.2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，分段长度在考虑开挖进尺情况下不宜大于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200～300㎝，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，为避免产生堕落现象，两次间隔时间宜为2～4h。
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；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。
5.2.3养护
喷射混凝土终凝2小时后，应进行养护。
石质隧道采用喷雾养护，破碎地段采用养护液养护。
养护时间不小于14d。
当气温低于5℃时，不得洒水养护。
6.劳动组织
喷砼工8人，施工人员要保持相对稳定，可根据现场情况及时调整。
7．材料要求
7.1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32.5MPa。
根据工点特点，必要时可采用特种水泥。
7.2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10mm，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%。
7.3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（除速凝剂和缓凝剂外）；吸湿性差，易于保存；不污染环境，对人体无害。
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。
7.4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。
8.设备机具配置
具体机具配置见表8-1
表8-1隧道机械设备配置表
序号
机械名称
规格型号
单位
数量
备注
1
混凝土湿喷机械手
HPS3016
台
2
2
混凝土输送泵
60m3/h
台
2
3
通风机
220KW
台
2
湿喷机的选择应符合下列要求：
①机动性强，维修方便，易操作，对集料的级配和坍落度要求范围广；
②密封性能良好，输料连续均匀；
③生产率大于5m³/h，允许最大粒径为10mm；
④输料距离水平方向不小于30m、垂直方向不小于20m；
⑤喷射混凝土时粉尘含量不大于2mg/m³。
9.质量控制及检验
9.1质量控制
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。
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。
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喷射混凝土冬季施工时，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℃；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。
9.2质量检验
9.2.1主控项目
①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5吨为一批，不足5吨应按一批计。
每批抽检一次。
检验方法：
采用现场取样试验。
②喷射合成纤维混凝土中的微纤维应满足下列规定：
a合成纤维的品种、规格、性能应符合设计要求。
b合成纤维抗拉强度不宜小于280MPa。
c合成纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的±10%。
d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。
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微纤维，每5吨为一批，不足5吨应按一批计。
施工单位每批抽检一次；监理单位检测次数为施工单位抽检次数的20%，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、出场检验报告、试验报告，并进行规定比例的见证取样检测。
③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：
a胶骨比宜为1:
4～1:
5。
b水胶比宜为0.40～0.50。
c砂率宜为50%～60%。
d胶凝材料用量不宜小于400kg/m3。
e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。
④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、监理单位每一喷射循环检查一次。
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。
⑤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。
⑥喷射混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求：
a平均厚度大于设计厚度。
b检查点数的80%及以上大于设计厚度。
c最小厚度不小于设计厚度2/3。
d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。
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。
⑦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：
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：
观察，检查施工记录。
⑧喷射混凝土冬期施工时，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。
检验数量：
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：
测温。
喷射混凝土原材料每盘称量的允许偏差应符合表9-1的规定
表9-1原材料称量允许偏差表
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。
⑨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，锚杆钢筋头无外露。
检验数量：
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：
观察、敲击。
9.2.2一般项目
①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。
②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。
9.3湿喷砼质量保证措施
⑴按照施工工艺施工，严格执行操作规程。
⑵请湿喷机厂家进行现场培训、指导，按照湿喷机操作方法进行严格执行。
⑶对于原材料进货，由试验部门进行进场前试验，不合格材料一律不得进场。
⑷制定质量保证体系，抓好每一环节、每一步骤的监控，并责任到人，狠抓落实。
⑸每次喷射作业前，做好人员、机具、物资、技术、测量、试验、运输等准备工作。
⑹施工技术人员对喷射作业环节进行认真检查（内容包括：
喷层厚度、喷层与受喷面粘结情况、喷射作业中各种参数），严格把关。
10.安全及环保要求
10.1安全要求
⑴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。
⑵喷射手，控制好风压、喷射距离，避免回弹骨料伤人。
⑶电线包皮应完好，开关应装在固定闸刀盒内。
⑷安全员应随时观察地质变化，发现有松动滑块现象，应立即撤离工作面。
⑸喷浆结束后，应清洗喷射机及管路，避免堵管炸裂伤人。
10.2环保要求
加强洞内降尘、通风措施。
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