客运专线铁路隧道工程喷射砼施工作业指导书

喷射砼作业指导书喷射混凝土有效标注编制　　　　审核　　　　批准人　　　　编号　　　　XX项目经理部二○年月16 喷射砼作业指导书目录一、编制依据1二、适用范围1三、设计情况1四、喷砼支护与开挖之间协调1五、喷射砼材料质量要求：1六、喷射砼前的准备工作3七、施工工艺47.1湿喷机施工工艺流程57.2施工技术要点77.3养护97.4喷砼厚度控制9八、现场的几种试验方法108.1喷射混凝土与围岩粘结强度的试验方法108.2回弹率测试108.3喷射砼的强度检验108.4喷射砼的配合比检验108.5喷射砼的早期(1d)强度的检查118.6喷射砼的原材料每盘称量要求118.7喷射砼表面检查118.8喷射砼坍落度检查118.9喷射砼砂石含水率检查11九、机械设备配备及劳力组织129．1、机械设备配置129．2、劳力组织12十、施工质量检查1216 喷射砼作业指导书喷射砼施工作业指导书一、编制依据1、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》2、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》3、《铁路隧道施工规范》4、《铁路隧道工程质量检验评定标准》二、适用范围本作业指导书适用于XX标Ⅲ～Ⅴ级围岩初期支护喷射混凝土的施工。三、设计情况1.1本隧地下水对砼具中等溶出型及中等硫酸型酸性侵蚀，初期支护喷砼掺耐腐蚀剂。喷砼水泥用量为400kg/m3,耐腐蚀剂掺量按水泥用量的8％计列，耐蚀系数不小于0.8。耐腐蚀砼的配合比根据取水化验结果、胶凝材料、骨料特性、所采用耐腐蚀剂的技术要求进行调整配置，并应取样检验，IV、V级围岩初期支护之拱墙喷砼中掺加聚丙烯微纤维，每方喷砼掺量为1.2kg。四、喷砼支护与开挖之间协调支护顺序和支护时机与围岩稳定时间有关，支护跟着开挖面进行；对稳定性很差的地段，应以最小的一个支护循环为循环进尺（如以钢支撑间距），更要及时支护，爆破(开挖)后立即喷混凝土封闭岩面，控制围岩变形。五、喷射砼材料质量要求：5.1喷射砼采用水泥应符合《铁路砼施工工程验收补充标准》（铁建设[2005]160号）第6.2.1条的规定。5.2喷射砼采用细骨料应符合《铁路砼施工工程验收补充标准》（铁建设[2005]160号）附录D的规定。同一产地、同一品种、同一规格且连续进场的细骨料，每400m3或600t为一批，不足400m3或600t也按一批计。每批抽检一次。5.3喷射砼采用粗骨料应符合《铁路砼施工工程验收补充标准》（铁建设[2005]160号）附录E的规定。16 喷射砼作业指导书粗骨料应采用坚硬耐久的碎石或卵石（豆石），或两者混合物。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16mm，骨料级配宜采用连续级配。按重量计含泥量应小于1％，泥块含量应小于0.25％。喷射混凝土用的骨料级配宜控制在下表所给的范围内。喷射混凝土骨料通过各筛径的累计重量百分数（％）骨料粒径(mm)项目0.150.300.601.202.505.0010.0015.00优5～710～1517～2223～3134～4350～6078～82100良4～85～2213～3118～4126～5440～7062～90100喷射混凝土用的骨料级配宜控制在下图所给的范围内。喷射混凝土粗骨料筛分曲线图5.4喷射混凝土掺加外加剂进场时，必须按批对减水率、凝结时间差、抗压强度比进行检验，其质量必须符合现行国家标准《砼外加剂》（GB8076）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119）和其它有关环境保护的规定和设计要求。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50t为一批，不足50t也按一批计。每批抽检一次。16 喷射砼作业指导书5.5喷射砼中总碱含量的检验应符合设计要求，设计无要求时，当骨料的碱－硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%～0.20%时，混凝土的碱含量应满足《铁路砼施工工程验收补充标准》（铁建设[2005]160号）中表7.4.7的规定；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%～0.30%时，除了砼的碱含量应满足上表的规定外，尚应在砼中掺加具有明显的抑制效能的矿物掺和料和外加剂，并经试验证明抑制有效，试验方法可采用《铁路砼工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）附录H的规定。5.6喷射砼拌合用水水质应符合现行国家标准《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）的规定。六、喷射砼前的准备工作喷射混凝土前，应对受喷岩面进行处理。喷射作业应连续进行，具体要求如下：6.1一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，应采用高压风吹净岩面，以保证喷射砼与受喷岩面粘结牢固，保证喷射砼和地层良好的共同受力。6.2若为泥、砂质岩面时应挂设细钢筋网（网格宜不大于20×20mm、线径宜小于3mm），用环向钢筋和锚钉或钢架固定，使其密贴受喷面，以提高喷混凝土的附着力。喷混凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷射混凝土。6.3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。喷层厚度是评价喷砼支护工程质量的主要项目之一。施工中往往发生因喷层过薄而引起砼开裂、离鼓和剥落现象，因此在施工中必须严格控制喷层厚度。6.4检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转：6.4.1检查空压机工作风压和耗风量是否满足要求；压风进入喷射机前必须进行油水分离；6.4.2检查输料管是否完好；6.4.3检查作业区内是否具有良好通风和照明条件。6.4.4检查速凝剂的泵送及计量装置性能是否完好6.5对有涌水、渗水或潮湿的岩面喷射前应按不同情况进行处理：6.5.1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）；16 喷射砼作业指导书6.5.2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（见图6.1）；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）扣排水半管或线形排水板，将水引到隧底水沟或纵向排水管；待受喷面上无流淌水后再喷混凝土。图6.1有涌水、渗水或潮湿的岩面喷射前的处理6.5.3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。6.6喷砼作业前，应认真清除作业面拱脚或墙脚的虚碴和回弹物料，以防止拱墙脚因喷砼强度不足出现失稳现象。七、施工工艺所有喷射砼均在集中拌合站统一搅拌。IV、V级围岩初期支护砼掺加聚丙烯纤维，拌合时必须保证聚丙烯纤维同砂石料一同加入，初拌后再加入水，确保聚丙烯纤维被拌散，严禁成团状，否则将物料再次过筛，打散后再投入搅拌。运输：采用2辆7m3的轮式砼运输车运输入喷射机，人工进行放料管理。16 喷射砼作业指导书7.1湿喷机施工工艺流程采用TK500-5c湿喷机湿喷，施工工艺流程见图7.1。筛网φ20mm(滤出超径石子)湿式混凝土喷射机混凝土拌合拌合时间≮3min混凝土运输车运送风压控制在0.5~0.7MPa液体速凝剂(水泥用量×4%)水泥砂石子水外加剂纤维检查点一检查点二检查点三检查点四原材料质量喷射砼强度检测喷射砼养护喷射砼质量检查喷射砼检验批验收记录表（一）（二）图7.1湿喷砼工艺流程图受喷围岩面150-200cm砼喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔20mm），以免超粒径骨料进入喷射机。喷射时，送风之前先打开计量泵（注意：此时喷嘴应朝下，以免速凝剂流入输送管内），以免高压砼拌合物堵塞速凝剂喷射孔。喷射手应保持喷头具有良好的工作状态，以喷射砼回弹量小，表面湿润有光泽，易粘着为好，喷头与受喷面的距离以1.5～2.0m较为适宜。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”16 喷射砼作业指导书形运动长度为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，喷射区段划分和喷头活动顺序如图7.2和图7.3。53412159734862106拱脚线拱顶中心拱脚线拱部边墙1.5~2.0m1.5~2.0m1.5m1.5m1.5m图7.2喷射区段划分图前进方向前进方向图7.3喷射顺序图边墙喷头活动顺序拱圈喷头活动顺序喷头与受喷面的角度，一般应垂直于受喷面，但在喷边墙时，宜将喷头略向下俯10°左右，使砼束喷射在较厚的砼顶端，可避免料束中的粗骨料直接与受喷面撞击，减少回弹量。16 喷射砼作业指导书一次喷射厚度，主要由喷砼颗粒间的凝聚力和喷层与受喷面间的粘结力而定，厚度太薄会增大回弹率，厚度太大会使砼颗粒间的凝聚力减弱，同时会引起大片坍落或形成喷砼与岩面脱离，形成空隙，一次喷射厚度不宜超过10cm。分层喷射时，后一层喷砼应在前一层喷砼终凝后进行，时间间隔一般为15～20min，若终凝1小时后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。喷射混凝土的一次喷射厚度：拱部为60～100mm，边墙为80～150mm。初喷混凝土在开挖后及时进行，复喷应根据掌子面的地质情况和一次爆破药量分层、分时段进行喷射作业，以确保喷射混凝土的支护能力和喷层的设计厚度;喷射混凝土终凝后3h内不得进行爆破作业。喷射混凝土的回弹率：喷射砼施工中的回弹率，同喷射砼材料和水灰比，混合物喷射速度，喷头至受喷面的距离与角度及喷射手技术熟练程度等因素有关，而回弹率的高低对喷射砼质量、材料消耗、施工效率等都有重大影响，喷砼的回弹率边墙不应大于15%，拱部不应大于25%。喷射速度（即喷头出口处的工作风压）是影响喷射砼质量和回弹的重要因素之一。当风压过小，即喷射速度太小时，由于喷射冲击力太小，粗骨料不容易嵌入新鲜砼中，则回弹率增大，也影响喷射强度；当风压过大，即喷射冲击力太大时，回弹率也高，也会使粉尘浓度增大。风、水压力的要求，要根据喷射机械性能要求确定,但总的要求水压较风压至少高0.05～0.1Mpa，风源的风压稳定在0.4～0.65Mpa之间，当风嘴头处的风压才能在0.1～0.25Mpa内，喷射砼回弹率较小，强度较高，粉尘浓度较低。喷头方向，喷头与受喷面的距离都影响着回弹率，在施工中要保持合理的方向和距离。湿喷混凝土施工，采用自动计量拌合站能够控制混凝土的配合比，提高混凝土的品质。在喷射作业中要及时协调好坍落度、风压、喷射距离、角度、速凝剂掺量、喷面状况（初喷、复喷、找平）之间相互影响的关系，则喷射的质量便有保证。7.2施工技术要点和其它普通喷锚机一样，喷射混凝土也具有其特殊性，它表现在喷头操作与岩面喷层如何形成，这对喷射手提出了较高的要求，要求喷射手要领会和掌握其规律，提高其操作熟练程度，达到专业水平。喷锚操作的基本原则是：先粗喷、后找平，先点喷、后面喷，多层喷涂，循环喷射，底层混凝土采用大排量粗喷，外层混凝土采取小排量细喷，直至喷射面光滑平整，达到最大限度地将混凝土拌合料以最小的回弹量喷附于岩面以形成一个压紧、致密、固化的粘结层的目的。16 喷射砼作业指导书7.2.1喷射顺序在施工中喷射混凝土应从下部边墙开始，有规律地向拱顶进行左右横向扫喷喷射，在由边墙到拱顶的喷射过程中可以稍微增加一些速凝剂，以使混凝土加快凝结速度。尽量采用多层薄层喷射，而不是由一次性全厚度喷射；初喷层厚度为40mm。7．2.2硬岩和软弱岩石面混凝土喷射硬岩基底粘结能力不如软弱围岩，在喷射硬岩部位时底层厚度一定要薄，大面积硬岩部位先用喷射混凝土扫底，然后再逐渐增加喷层厚度；软弱岩石部位喷射时，底层喷射可适当增加初喷厚度。7．2.3回弹量的控制影响喷射混凝土回弹量的因素主要有以下几个方面：供风量，喷嘴对喷射岩面的角度，速凝剂的掺量，喷嘴至喷射岩面的距离，喷射部位等。（1）风量的调整：风量调整可直接控制喷射混凝土流速，喷锚机械人在正常使用时气压表指针在4.5～5bar，为了达到比较平整的喷射面，并尽量减少回弹，在正常风压下，根据喷射混凝土坍落度的变化、混凝土喷射距离的远近和围堰的类型要随时调整风量旋扭，改变供风量大小。坍落度大时风量减小，反之则加大风量；喷射距离远时加大风量，反之减小风量；喷射硬岩时减小风量，反之加大风量。（2）喷射角度的调整：喷嘴对喷射岩面的喷射角度是影响混凝土的最重要因素，应经常保持喷嘴与喷射岩面呈90°直角，在喷射裂隙、挂网钢筋和超、欠挖等不规则岩面部位时要随时调整喷射角度，以保证喷射混凝土更加密实地填充到岩面的隐蔽部位。16 喷射砼作业指导书（3）喷射距离的调整：正常的混凝土喷射距离为1～2m。如果距离太小，将无法形成层状，因为喷射混凝土一触击到岩面就被后续的强大冲击力所吹走；如果距离太大，则因冲击力不足而无法满足喷射混凝土的粘结和密实要求。二者任何之一都将造成回弹量的急剧上升，致使能够喷附至岩面的混凝土很少。相反，如果根据喷嘴处混凝土的流速来调节喷嘴距岩面的合理距离，则回弹量可控制到最小范围，所以如何准确地掌握喷嘴距离是非常重要的。另外，在混凝土坍落度变化情况下，喷射距离也需要进行调整，坍落度较小时，喷射距离取小值；坍落度较大时喷射距离取大值。较小坍落度混凝土的喷射距离为1～1.2米，较大坍落度时的喷射距离可达1.5～2米；同时，在粗喷或毛喷时喷射距离也要尽可能小，面层找平时喷射距离尽可能大，最后喷射层找平时的喷射距离可放大到2～2.5米。（4）外加剂的调整：为了使喷射至岩面的混凝土在短时间内达到锚固、密实的效果，在喷射混凝土时掺入速凝剂，速凝剂的掺入量显示在速凝剂指示表上。在调整外加剂时，第一，根据喷射的不同部位即时调整速凝剂掺入量，第二，根据喷射混凝土坍落度调整速凝剂参量，坍落度小则速凝剂参量调小，坍落度大时，速凝剂参量调大。要注意的是：速凝剂参量过高或过低都会造成喷射混凝土回弹量的增加，速凝剂过少时，混凝土凝结时间过长，强度增长不足，在之后的喷射混凝土会吹掉之前还没有凝结的混凝土造成回谈；反之速凝剂过多如8～10%以上时，喷射混凝土急剧凝结成坚硬的表面，从而导致更多的骨料回弹。造成喷射混凝土回弹的因素是多方面的，喷射混凝土的界面和部位不同也是造成混凝土回弹的一个因素，如在施工中硬岩面喷射混凝土的回弹量要比软岩面高很多；拱顶部位喷射混凝土的回弹量要比边墙部位的回弹量高得多。7.3养护为使水泥充分水化，减少和防止收缩裂缝，在喷射砼终凝后2h即开始洒水养护。养护时间和洒水次数，取决于水泥品种和空气湿度，在任何情况下，养护时间不小于14d。气温低于+5℃时不得喷水养护，并形成砼养护记录表。7.4喷砼厚度控制喷射混凝土厚度的检查除采用埋钉法外，可在喷射混凝土8h后用钢钎凿孔，若混凝土与围岩的颜色相近不易区别时，可用酚酞试液涂抹孔壁，呈现红色者为混凝土。也可用地质雷达无损检测，要求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砼的厚度,检测结果记入喷锚支护记录。喷射混凝土的厚度应符合下列要求：喷射混凝土平均厚度应大于设计厚度。喷射混凝土厚度检查点数的80％及以上大于设计厚度。喷射混凝土最小厚度不小于设计厚度的2/3。16 喷射砼作业指导书八、现场的几种试验方法8.1喷射混凝土与围岩粘结强度的试验方法喷射混凝土与围岩粘结强度的试验方法：有以下两种方法，施工时将根据现场实际条件选取其中一个进测试。8.1.1成型试验法：在模型内放置面积为10×10cm、厚5cm，粗糙度近似于实际岩面的岩块，用喷射混凝土掩埋，等强后加工成10×10×10cm的立方体并养护28天，用劈裂法进行试验。8.1.2直接拉拔法：在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的拉杆，用10cm厚的喷射混凝土将加力板埋入，试件面积30×30cm（与周围喷射混凝土分离），养护28天后进行拉拔试验。8.2回弹率测试回弹率的测定方法是：按标准操作喷射0.5～1.0m3的混凝土，在长度3.0m的墙部或拱部喷10cm厚的喷层，用铺在地面上的彩条塑料布或钢板收集回弹物，称重后换算为体积与全部喷出混凝土体积的比值。8.3喷射砼的强度检验试件采用边长15cm的立方体无底试模射成型、大板切割方法制取。在本项目中准备两种方法均使用。8.4喷射砼的配合比检验同强度等级、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并经审批后才能使用。16 喷射砼作业指导书8.5喷射砼的早期(1d)强度的检查每一喷射循环检查一次，通过贯入法或拔出法检测。8.6喷射砼的原材料每盘称量要求喷射砼的原材料每盘称量的检查就满足表8.1的要求：表8.1称量误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%要求每工作班抽查不少于一次，采用复称方式进行。8.7喷射砼表面检查对所时行的喷射砼及时进行喷射混凝土表面检查，砼表面应密实、砼表面用2m直尺进行检查时，凸或凹入度不得超过5cm，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外露。8.8喷射砼坍落度检查喷射混凝土拌合物的坍落度应符合设计配合比要求，每工作班不少于一次，坍落度试验。8.9喷射砼砂石含水率检查每次进行喷射混凝土拌制前，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，给施工配合比交砼工班。16 喷射砼作业指导书九、机械设备配备及劳力组织9．1、机械设备配置所需机械设备见表9.1表9.1喷射砼主要施工机械、设备表序号名称规格型号数量（台/套）1侧卸装载机ZL50C12砼湿喷机TK50023砼拌和站Js75014砼运输车特锐29．2、劳力组织劳动力组织见表9.2十、施工质量检查质量检查程序是在现场技术主管检查合格后报专职质检员检查,填写自检记录表后报监理工程师检查。监理工程师组织专职质检员对锚杆检验批进行验收。自检记录见附表1、2,检验批验收记录见表3、4。表9.2劳力组织工种职务人数备注喷射混凝土工班长2＊2喷射手4其中1人控制混凝土的厚度进料管理2收回弹物2混凝土养护2运输运送混合料2视设备和运距而定搅拌搅拌机司机2辅助电工2兼管修理工2兼管合计人数2016 喷射砼作业指导书附表1喷射砼施工自检记录表(一)编号:单位工程名称检查部位检查点检查项目设计标准实测值检验点一(原材料质量）水泥三证编号细骨料试验编号粗骨料试验编号外加剂三证编号拌合用水检验报告编号合成纤维三证编号检验点二（砼强度检测）1d强度检测试件制作情况28d强度检测试件制作情况检验点三（喷射砼质量检查）喷层厚度28cm大于设计厚度点数最大厚度80%最大厚度大于28cm表面平整度100mm外观质量表面密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水。检查点五（喷射砼养护）养护养护记录编号质检员：现场监理：年月日16 喷射砼作业指导书附表2喷锚支护施工记录工程名称围岩级别里程至记录时间年月日时工程部位记录者（1）原材料、配合比材料名称型号﹑产地试验报告编号﹑品质砂石水泥速凝剂水钢筋喷射混凝土配合比（水泥：砂：石）速凝剂掺量锚杆注浆配合比（水泥：砂）水灰比（2）施工时间喷锚部位开挖（爆破）月日时喷射混凝土施作月日时起至月日时止锚杆施作月日时起至月日时止（3）喷层厚度与锚杆布置图喷层面积㎡锚杆根数根使用水泥㎏使用水泥㎏（4）其他（包括围岩坍塌等事故的时间、地点、过程、原因分析；喷锚作业中发生机械故障，堵管等事故的次数、原因和排除办法；其他需要记录的事项）16 喷射砼作业指导书技术负责人附表3喷射混凝土（原材料）检验批质量验收记录表(Ⅰ)单位工程名称分部工程名称分项工程名称验收部位施工单位项目负责人施工质量验收标准名称及编号《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)施工质量验收标准的规定施工单位检查评定记录监理单位验收记录主控项目1水泥质量第7.4.1条2细骨料质量第7.4.2条3粗骨料质量第7.4.3条4外加剂质量第6.2.4条5混凝土中总碱含量第7.4.7条6拌和用水质量第6.2.6条7钢纤维质量第6.2.7条8合成纤维质量第6.2.8条9原材料称量误差第6.2.15条10其他检验项目施工单位检查评定结果专职质量检查员年月日分项工程技术负责人年月日分项工程负责人年月日监理单位验收结论监理工程师年月日16 喷射砼作业指导书附表4喷射混凝土支护检验批质量验收记录表(Ⅱ)单位工程名称分部工程名称分项工程名称验收部位施工单位项目负责人施工质量验收标准名称及编号《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)施工质量验收标准的规定施工单位检查评定记录监理单位验收记录主控项目1配合比设计第6.2.9条2喷射混凝土早期(1d)强度第6.2.10条3喷射混凝土强度第6.2.11条4喷射混凝土平均厚度2/3设计厚度大于设计厚度点数80%最大厚度大于设计厚度表面平整度100mm5养护第6.2.13条6冬期施工要求第6.2.14条7外观质量第6.2.16条一般项目1混凝土拌合物坍落度第6.2.17条2砂石含水率测定第6.2.18条施工单位检查评定结果专职质量检查员年月日分项工程技术负责人年月日分项工程负责人年月日监理单位验收结论监理工程师年月日16 喷射砼作业指导书16