隧道工程喷射混凝土施工工法

'喷射混凝土施工工法一、前言隧道复合式衬砌中的初期支护是为了解决隧道在施工期间的稳定和安全的工程措施初期支护，一般由锚杆、喷射混凝土、钢架、钢筋网等及其它们的组合组成，它是现代隧道工程中最用的支护形式和方法。隧道通过喷射混凝土可以达到支撑围岩、“卸载”作用、填平补强围岩、覆盖围岩表面、阻止围岩松动和分配外力的作用。新建xx铁路客运专线XX标坪土隧道喷射砼施工采用湿喷砼工艺，在作业时，采用TK961型湿喷机，砼由砼拌合站集中拌合，通过砼搅拌运输车运至施工现场，空压机供风。在隧道软质岩发生大变形的地段采用改性聚脂纤维砼。粗、细骨料水泥水外加剂搅拌机喷射机喷头初喷终凝复喷检验厚度压缩空气岩壁检查核定断面尺寸速凝剂喷射砼施工工艺流程图二、工法特点施工工艺完善、简便，可操作性强。 采用湿喷技术施工质量能够得到很好的控制，满足设计及验收标准的要求。采用湿喷工艺能够满足客运专线环保要求，对人体伤害小。三、适用范围本工法适用于隧道初期支护喷射砼施工。四、施工工艺（一）机具就位　　机具安装在围岩稳定地段，保证输送线路通畅。未上料前，先进行砼喷射机试运转：开启高压风及高压水，如喷嘴风压正常喷出的风水呈雾状，如喷嘴风压不足，可能出料口堵塞，如喷嘴不出风，则可能输料管堵塞。有故障及时排除，待喷射机运转正常后才能进行喷射作业。（二）检查开机前检查准备工作是否充分，风压系统是否稳定，电源供应是否有保障，人员是否到位。施喷前，先空载运转，检查管路是否畅通，湿式喷射机是否处于正常状态，进料口振动筛（筛孔10mm）是否安设妥当。（三）清壁喷射前，用高压风将受喷面上的粉尘吹除并清除已松动围岩，用喷射机在工作面上洒适量水，保持一定湿度，提高岩面粘附力。量测受喷围岩的基本尺寸，要求隧洞外轮廓较光顺。（四）送风送风之前先打开计量泵（此时喷嘴朝下，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；送风后调整风压，根据拌合料聚焦情况、回弹率及围岩的渗、漏水情况及喷射机喷射能力的大小，调整喷射风压，一般控制在0.3～0.5MPa之间，若风压过大，粗骨料碰围岩后会回弹，风压过小，喷射动能小，粗骨料冲不进砂浆层而脱落，都将导致回弹增大，按混凝土回弹量小，表面湿润有光泽，易粘着为度来掌握风压大小。要求喷射机司机和喷射手配合好，根据喷射手反馈的信息，及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂的掺量。（五）混合料的备制1、水泥：应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，也可采用矿渣硅酸盐水泥。必要时可采用特种水泥；2、骨料：粗骨料应采用坚硬耐久的碎石或卵石。喷射混凝土中的石子粒径不宜大于16mm，喷射聚脂纤维混凝土中的石子粒径不宜大于10mm，骨料级配宜采用连续级配，细骨料应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5，含水率宜控制在5％～7％； 3、外加剂：应对混凝土的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；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物质；5、配合比的选用：在施工中选定开始时选用1:1.84:1.79;6、混合时，各种材料应按配合比准确称量；7、采用强制式密封搅拌，时间不少于90秒；（六）喷射为提高工效和保证质量，喷射作业分片进行，一般2m长，1.5m宽的小片。1、喷射角度喷嘴与岩面的距离一般为1.5～1.8m，喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径方向喷射。当受喷面被格栅、钢筋网复盖时，可将喷头稍加倾斜，但不宜小于70度。喷嘴和受喷面的角度太小，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。2、喷头运动方式喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的砼层面平顺光滑。3、喷射厚度分层喷射，一次喷射厚度不宜超过3～5cm，两层喷射的时间间隔为15～20min。第一层喷厚4cm左右，待硬化并强度达到5Mpa～8MPa后，在设计确定的断面位置埋设厚度量测组件；继续分层喷射达到设计厚度。影响喷层厚度的主要因素是混凝土的坍落度，速凝剂的作用效果和作业面的温度。4、喷射顺序按照先边墙后拱脚，最后喷射拱顶的顺序施喷。喷锚施工顺序见《喷锚施工顺序图》。喷锚施工顺序图（七）技术参数 喷嘴至工作面的距离：一般为1.5～1.8m;喷射角度：控制在80°～90°；若受喷面被格栅和钢筋网覆盖时，可将喷嘴稍加倾斜，但不宜小于70°；喷嘴处的风压：一般控制在0.3～0.5MPa;（八）喷射砼须达到的要求和标准1、喷射砼的平均厚度大于设计厚度2、喷射砼检查点数的80%及以上大于设计厚度3、喷射砼的最小厚度不小于设计厚度2/34、喷射砼表面平整度的允许偏差为100mm5、喷射砼原材料每盘称量的允许偏差应符合下表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改性聚脂纤维±2%（九）喷射砼养护应遵守下列规定1、喷射砼终凝2h后，应喷水养护。时间不得少于14d；2、气温低于+5℃时不得喷水养护。五、机具设备（见下表）序号机具名称型号数量1砼湿喷机PBT2020m3/h2台2混凝土拌合站HZS751套3电动空压机L-22/71台4装载机CLG8561台5混凝土搅拌运输车HNJ52548m32台6变压器S9-400kVA1台六、劳动组织（见下表） 序号分工作业内容人数1机长负责本机的施工质量与现场的协调管理2名2操作手负责本机的操作、维修和保养6名3混凝土班负责混凝土的搅拌、运输4名4试验员负责混凝土的检测1名5技术员负责施工资料的填写和现场检测、测量1名七、喷射砼注意事项（一）喷前应用高压风或高压水清洗岩面，将附着在岩面上的粉尘、硝屑冲洗干净，以保证砼与岩面粘结牢固。若用高压水清洗会引起岩面软化时，只能用高压风清扫岩面杂物；（二）严格掌握规定的速凝剂掺量，并添加均匀，参见《铁路道施工规范》，应根据水泥品种、水灰比等，通过不同掺量的混凝土试验选择最佳掺量。使用前应做速凝效果试验，要求初凝不应大于5min，终凝不应大于10min；（三）喷射机工作风压一般控制在0.3～0.5MPa之间；（四）喷射手严格控制水灰比，使喷层表面平整光滑，无干斑或滑移流淌现象；（五）喷嘴与岩面的距离一般为1.5～1.8m，喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径方向喷射，喷嘴和受喷面的角度太小，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。喷嘴移动轨迹应因地制宜，横条、竖条、圆圈等应交替使用，移动速度要慢，让砼“堆”起来，有了一定厚度再移开，然后逐块扩大其喷射范围。喷射顺序一般采用先下后上，先墙后拱。凹凸不平时应先将凹处喷平，按正常顺序喷射，以减少回弹；（六）有钢架时，钢架与围岩间隙必须以喷射砼充填密实，喷射砼应将钢架覆盖，并应由两侧拱脚向上喷射；（七）喷完或间歇时，喷嘴应向低处放置，一工班结束，要拆开喷头，取出水环，用水清洗干净，疏通水眼，以备下一班使用。喷完后，喷射机具均应清洗、保养，以保证机具处于完好状态。（八）开机按先开主机，再依次开震动棒、计量泵、风阀的顺序进行；（九）喷射完成后先关主机，再依次关闭风阀，计量泵和震动棒，然后用清水将机内、输送管路内残留物清除干净；（十）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，发现问题及时处理。 （十一）如有堵管现象发生，必须先关闭主机，然后才能进行处理。八、安全措施（一）喷射前要检查作业地段的围岩，并进行清理浮石、危石等必要的排险作业。（二）喷射机要安放在围岩稳定或已衬砌地段内，同时喷射作业地段应加强照明和通风。（三）喷射时严格掌握好风、水压，加强综合防尘措施。（四）注意风嘴不准对人，以免射伤人。'