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1、喷射混凝土作业指导书1 目的明确隧道喷射混凝土施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道喷射混凝土施工作业。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）改建铁路广通至大理扩能改造工程隧道施工图。3 适用范围适用于昆明200时速铁路项目隧道工程，云驿隧道、祥城1号隧道、祥城2号隧道、祥云隧道。4 施工准备4.1施作前由试验室抽检原材料，提供原材检验报告，原材料质量合格方可准许使用。喷射作业施工准备工作项目内容及要求材料方面对水泥、砂、石、速凝剂、水等的质量要进行检验。砂、石含水率应符合要求，为
2、控制砂、石含水率，一般应设置雨棚，干燥的砂子应适当洒水。机械及管路方面喷射机、混凝土搅拌机、皮带运输机等使用前均应检修完好，就位前要进行试运转。管路及接头要保持良好，要求风管不漏风，管路每隔一段安装4050m阀门接头，以便喷射机移动时联结风管。其他方面检查开挖断面，欠挖处及时处理。敲帮找顶、清除浮石， 用高压水冲洗岩面，附着于岩面的泥污应冲洗干净，每次冲洗长度以1020m为宜。对裂缝水要进行处理。 不良地质处应事先进行加固（如采用锚杆、钢筋网或钢架等）。对设计要求或施工使用的预埋件要安装准确。备好脚手架和喷射台车，以便于喷射边墙上部或拱部。埋设测量喷混凝土厚度的标志，如利用锚杆预留一定长度作标
3、记时，应及时将多余长度切除，以免喷射后露在表面。 喷射作业面需有充足的照明，照明灯上应罩上铁丝网，以免回弹物打坏照明灯。 当喷头作业与喷射机间的距离超过30m时，宜设置电铃或信号灯，作为通信联络信号。做好回弹料的回收和使用的准备，喷射前先在喷混凝土地段铺设薄铁板或其他易于回收回弹料的设备。4.2 施工的工人都必须经过岗前培训，方可进行操作。4.3内业技术准备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。对施工人员进行技术交底，对参建施工人员进行上岗前技术培训。4.4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。修建生活房屋，配
4、齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。4.5喷射混凝土在集中拌合站拌合。4.6施工前确定施工配合比。4.7在施工前应报监理确认。4.8 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。若为泥、砂质岩面时应挂设细钢筋网（网格宜不大于2020mm、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，以提高喷射混凝土的附着力。喷射混凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷射混凝土。4.9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12
5、m设一根，作为施工控制用。4.10 检查机具设备和风、水、电等管线路，湿喷机就位，并试运转。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；输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并应有良好的耐磨性能；保证作业区内具有良好通风和照明条件。喷射作业的环境温度不得低于5。4.11 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。大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土。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。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 工艺流程及技术要求5.1喷射混凝土设计隧道初期
6、支护喷射混凝土设计厚度1229cm，设计强度等级为C25或C30。喷射混凝土配合比的设计应满足：强度符合设计要求、不发生管路堵塞、能向上喷射至设计厚度的要求。5.2 喷射混凝土施工隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺。喷射混凝土在洞外拌和站集中拌和，由混凝土搅拌运输车运至洞内，采用湿喷机喷射作业。在隧道开挖完成后，先喷射4cm厚混凝土封闭岩面，然后打设锚杆、挂钢筋网、架立钢架，对初喷岩面进行清理后复喷至设计厚度。见图5-2。5.3施工工序施工工序为：施工准备初喷安装锚杆、钢筋网片、钢架复喷至设计厚度。5.3.1施工工艺5.3.1.1风压风压与输送距离、高程、管的弯曲半径及数量、拌合料配合比、沙石
7、的种类、级配、含水率等有关。为了保证喷混凝土的质量，降低回弹率，减少粉尘，喷射作业时，要求风压稳定，压力大小调整适当。风压一般控制在0.40.6mpa范围内，避免由于风压过大粗骨料碰到围岩后回弹或风压过小粗骨料不能冲进砂浆层而脱落，其最佳风压是混凝土回弹量小、易粘附、表面湿润光泽等。5-2 喷射混凝土施工工艺框图自动计量搅拌混凝土补喷、调配配合比不合格合格施工准备受喷面处理质量检查结束埋设喷层厚度标钉接通风水电，试机初喷混凝土作业复喷混凝土作业原材料进场检查机具到位选定混凝土配合比搅拌车运输喷料5.3.2喷射角度与喷射距离喷射操作程序应为：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
8、、振动器向料斗加混凝土。喷嘴与岩面的角度，一般应垂直于岩面。但在喷边墙时，宜将喷嘴略向下俯10左右。喷射混凝土时混凝土束喷射在较厚的混凝土顶端，这样混凝土束喷射在呈粘塑性状态的混凝土上，可避免混凝土束中粗骨料直接与岩面撞击，从而减少回弹量。喷射距离是以混凝土最小的回弹和最高的强度来确定的。原则上以能看清喷射情况，使料束集中，回弹量小为宜：同时也取决于喷头出口压力大小 。一般以0.61.5m较好。喷射手应视具体情况，选用适当的 喷射距离。5.3.3一次喷射厚度一次喷射厚度，主要由喷射混凝土颗粒间的凝聚力和喷射层与受喷面间的粘结力而定。厚度太薄会增大回弹率；厚度太大会使混凝土颗粒间的凝聚力减弱，同
9、时会引起大片塌落或形成混凝土与岩层脱离。适宜的一次喷射厚度就是混凝土层在不错裂、不脱落的情况下达到最大厚度。分层喷射厚度主要和喷射部位有关，可参照下表 喷射厚度和喷射部位项目一次喷射厚度（cm）拱部510边墙7155.3.4分层喷射的间隔时间及工艺管理分层喷射时，一次喷混凝土的厚度不小于40mm，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再喷射，应先用风水清洗喷射表面。喷射混凝土应强化工艺管理，降低喷射回弹率。喷射混凝土的回弹量：墙部不应大于15%，拱部不应大于25%。5.3.5喷射顺序喷射的顺序应先墙后拱，自下而上。如岩面凹凸不平时，应先喷凹处找平，然后向上喷射。喷射时喷料束应呈旋转
10、轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形进行。转动半径一般在15cm左右，每次蛇行长度23m或根据速凝效果而定。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23cm。料束旋转速度，原则上要均匀，不宜太慢或太快。如因工程需要适当美观时，可在喷混凝土表面上在喷射一层同标号水泥砂浆，此时喷射顺序应自上而下，喷头料束呈横扫方式运动，不能旋转或停留，以使表面平整光滑。5.4 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，速凝剂在喷射机喷头处加入。钢纤维混凝土的搅拌工艺应确保钢纤维在拌合物中分散均匀，不产生结团，宜优先采用将钢纤维、水泥、粗细骨料先干拌后加
11、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钢纤维的方法。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12min，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。掺有合成纤维混凝土的搅拌时间宜为45min。搅拌完成后随机取样，如纤维已均匀分散成单丝，则混凝土可投入使用，若仍有成束纤维，则至少延长搅拌时间30s才可使用。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。5.5 养
12、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，黄土隧道采用养护液养护。养护时间不小于14d。当气温低于+5时，不得洒水养护。5.6 施工控制要点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813cm，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%。喷射混凝土拌合物的停放时间不得大于30min。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
13、埋厚度控制标志，严格控制喷射砼的厚度。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。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，或采用注浆法充填。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。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。
14、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。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喷射机的温度均不应低于5C；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。6 材料要求6.1 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42.5MPa。根据工点特点，必要时可采用特种水泥。6.2 粗、细骨料粗骨料应采用坚硬耐久的碎石或卵石（豆石），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
15、最大粒径不宜大于15mm，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。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0.5%。砂的技术要求颗 粒级 配筛孔尺寸(mm)0.150.301.205.0累计筛余(以重量计)9510070952055010泥土杂物含量(用冲击法试验)按重量计不大于3。硫化物和硫酸盐含量(折算为SO3)，按重量计不大于1。有机物质含量(用比色法试验)，颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应以混凝土进行强度对比试验加以复核。石子的技术要求颗粒级配
16、筛孔尺寸(mm)51020累计筛余（以重量%计）90100306005强度以岩石试块(边长5cm的立方体)在水饱和状态下的抗压极限强度与混凝土设计标号之比，碎石不得大于200%。卵石软弱颗粒含量，按重量计，不得大于5%。碎石、卵石中针状颗粒含量，按重量计，不得大于15%。卵石中泥土、杂物含量(用冲击法试验)不大于1%。硫化物和硫酸盐(折算为SO3)，按重量计，不大于1%。石粉含量，按重量计，不大于2%。有机物质含量(用比色法试验)，颜色不深于标准色，如深于标准色，则应以混凝土进行强度对比试验加以复核。碎石，卵石应保持洁净，不得含有粘土团块或有机杂物，更不得混进煅烧过的白云石和石灰石块等。石子的
17、级配(通过各筛孔的累计质量百分数%)见下表石子级配表骨料粒径(mm)0.150.300.601.202.505.010.015.0优57101517222331354350607362100%良4852213311841265440706290100%6.3 外加剂（速凝剂）外加剂应对混凝土的后期强度无明显损失；对混凝土和钢材无腐蚀作用；不污染环境，对人体无害。采用低碱或无碱外加剂。在使用外加剂前，应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，严格控制参量；水泥净浆初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min。6.4 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
18、有害杂质。一般应采用饮用水。7 劳动组织7.劳动力组织方式：采用架子队组织模式。7.施工人员结合施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。作业工地人员配备表负责人人技术主管人质检员人队长人测量、试验人员人机械工、普工20人其中负责人、技术人员、队长、安质员必须由项目部正式职工担任，并可根据工程情况适当配备若干劳务工人。8 机具配置及劳力安排喷射作业所需机械如下：拌合机一台；湿喷机2台；装载机一台；空压机3台。为实现隧道安全、快速施工的目的，应结合隧道开挖进度，进行施工机具及劳动力的合理配置。配套的生产能力应为均衡施工能力的1.21.5倍。湿喷机的选择应符合下列要求：1）活动性强，维修方便
19、，易操作，对集料的级配和坍落度要求范围复合设计配合比要求；密封性能良好，输料连续均匀；2）生产率大于5 m3/h，允许最大粒径为15mm；3）输料距离水平方向不小于30m、垂直方向不小于20m；4）喷射混凝土时粉尘含量不大于2mg/m3。每班喷射手应至少配置两人以上，进行轮换及辅助施工，掌握喷头，检查喷砼质量。9 质量要求9.1 质量验收规范铁路隧道工程施工质量验收标准TB10417-2003。9.2 分项验收标准9.2.1 主控项目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
20、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50t为一批，不足50t应按一批计。每批抽检一次。检验方法：采用现场取样试验。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：胶骨比宜为1:41:5。水胶比宜为0.400.50。砂率宜为50%60%。胶凝材料用量不宜小于400kg/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
21、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。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。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；监理单位检查试验报告。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。喷射
22、混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求：平均厚度大于设计厚度。检查点数的60%及以上大于设计厚度。最小厚度不小于设计厚度1/2，且不小于3厘米。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10%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或凿孔测量厚度。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。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
23、5C。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1的规定。表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%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。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：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。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
24、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。检验方法：砂、石含水率测试。10 湿喷砼质量保证措施按照施工工艺施工，严格执行操作规程。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。对于原材料采购，由试验部门进行进场前试验，不合格材料一律不得进场。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。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。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。11安全保证措施11.1安全要求11.1.1施工区域应设警示标志
25、，严禁非工作人员出入。11.1.2施工中应对机械进行定期检查、养护、维修。11.1.3为保证施工安全，现场应有专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全制度教育。11.1.4喷混凝土有时为高空作业，施工人员应佩戴安全帽及保险带。11.1.5严禁将喷枪对准施工人员，以免突然出料时伤人11.1.6喷射作业时，如压力表指针突然上升，并出现往复摆动是可能有大石块堵住喷射机喷出弯管，此时应立即停机排除，切记将大石块强行吹出。11.1.7用震动疏通的方法处理喷管时，喷射手和辅助操作人员要紧握喷枪，以免送风时喷枪甩动伤人。处理堵管时，料罐功能工作风压不能超过0.4Mpa。11.1.8处理喷出弯管堵塞或清理料罐时，严禁在开动电机、分配盘运转的情况下将手伸入喷出弯管或工作料罐内。11.1.9平行作业中处理堵管时，应通知附近工作人员避开喷枪出口方向。11.1.10喷射手应配带防护面罩或防护眼镜、胶布雨衣和手套，洞内工作人员带防尘口罩，加速凝剂的工作人员应带胶布手套。11.2环保要求11.2.1在喷混凝土施工中，容易产生粉尘，因此需穿戴防护工作服。11.2.2生产中的废弃物及时集中处理。11.2.3按环保要求集中处理实验及生活中产生的污水及废水。