喷射混凝土作业指导书.doc

喷射混凝土施工作业指导书1 .合用范围合用于湿喷混凝土施工。2 .作业准备2.1 材料规定2.1.1 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，尽量用新鲜的水泥，存放较长时间的水泥将会影响喷射砼的凝结时间。根据工点特点，必要时可采用特种水泥。2.1.2 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，严禁选用品有潜在碱活性骨料。当使用碱性速凝剂时，不得使用品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，喷射钢纤维混凝土中的石子粒径不易大于10cm，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%。2.1.3 外加剂应选用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。2.1.4 速凝剂喷射混凝土宜采用液体速凝剂。在使用速凝剂前，应做水泥的相容性实验及水泥净浆凝结效果实验，严格控制掺量，并规定初凝时间不应大于5min，终凝不应大于10min。2.1.5 水水质应符合工程用水的有关标准，水中不应具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。2.1.6 钢纤维钢纤维内不得具有明显的锈蚀、油脂及其他妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质，其中因加工不良导致的粘连片、铁屑及杂质不应超过钢纤维重量的1%。钢纤维长度宜为2025mm，并不得大于输料软管以及喷嘴内径的0.7倍。2.1.7 合成纤维喷射混凝土中的合成纤维宜采用聚丙烯纤维，材质应满足设计规定。2.2 机具配置及劳力安排为实现隧道安全、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规定： 机动性强，维修方便，易操作，对集料的级配和坍落度规定范围广；密封性能良好，输料连续均匀；生产率大于5m3/h，允许最大粒径为15mm；输料距离水平方向不小于30m、垂直方向不小于20m；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。2.3 喷射混凝土前准备工作2.3.1检查断面尺寸，欠挖部分必须剥皮解决。2.3.2清除松动石块，冲洗受喷岩面，如受喷面积水较多必须清理。2.3.3岩面如有渗漏水且水量大时， 采用措施将水集中引排。2.3.4检查电缆、水管和风管是否连接无误，各运动部件是否连接牢固，旋转体内是否有木棒、铁丝、铁钉等杂物，以免开机时损坏机件。2.3.5检查液体速凝剂是否足够，不够需添加；如有沉淀可人工进行搅拌，保持速凝剂材质均匀；如温度低于0C需采用加温措施防止冻结。速凝剂计量泵调节旋钮由实验室预先调配。2.3.6主风阀打开前，系统风压（系统风压表显示值）低于0.5MPa及电压在380v+-19v范围外，均不得开机。2.3.7在试运转时，轻轻按动喷射机启动按钮，检查喷射机转子体的运转方向是否与转子上所标箭头标志方向一致（逆时针转动），如不一致则转动电控柜上转换开关旋钮方向。2.3.8将速凝剂吸管与水管连接，启动计量泵泵水，观测吸入管内液体流动是否正常，再打开速凝剂辅助风截止阀，检查接头是否泄露，喷嘴混合环是否堵塞，当喷嘴喷出水时停机。然后把速凝剂吸管插入速凝剂容器中，启动计量泵，打开速凝剂辅助风阀，排出喷管内水。2.3.9向料斗内加入约半料斗拌合好的混凝土，点动振动电机，使混凝土料从筛网进入料斗。3 .技术规定3.1喷射砼采用湿喷法。3.2施工前按设计提供的强度进行室内实验，拟定施工配合比。4 .施工工艺流程及操作要点4.1 喷射混凝土设计隧道初期支护喷射混凝土设计厚度1035cm，设计强度等级为C25或C20。喷射混凝土配合比的设计应满足：强度符合设计规定、不发生管路堵塞、能向上喷射至设计厚度的规定。4.2 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，由混凝土搅拌运送车运至洞内，采用湿喷机喷射作业。在隧道开挖完毕后，先喷射4cm厚混凝土封闭岩面，然后打设锚杆、架立钢架、挂钢筋网，对初喷岩面进行清理后复喷至设计厚度。施工工艺见图1。4.2.1 喷射前准备喷射前应对受喷岩面进行解决。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。设立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12m设一根，作为施工控制用。图1 喷射混凝土施工工艺框图喷混凝土配合比选定检查开挖断面尺寸，清除浮碴，清理受喷面施工机具就位喷射混合料拌合喷射混合料运送初喷混凝土4cm施作锚杆、钢架、挂钢筋网清除初喷面粉尘复喷至设计厚度清理施工机具加入速凝剂加入合成纤维或钢纤维检查机具设备和风、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规定；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；在受喷面、各种机械设备操作场合配备充足照明及通风设备，保证作业区内具有良好通风和照明条件，喷射砼时粉尘含量不得大于2mg/m3。喷射作业的环境温度不得低于5。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解决。大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土，一般情况下可顺涌水出露点打孔，压注速凝浆液（水泥-水玻璃浆液）进行封堵。小股水或裂隙渗漏水，视具体情况宜进行岩面注浆（布孔宜密，钻孔宜浅），或采用小导管沿隧道周边环形注浆进行封堵。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。4.2.2 混凝土搅拌、运送湿喷砼搅拌采用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。钢纤维混凝土的搅拌工艺应保证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实验拟定，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。搅拌完毕后随机取样，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。运送采用砼运送罐车，随运随拌。喷射砼时，多台运送车应交替运料，以满足湿喷砼的供应。在运送过程中，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。4.2.3 喷射作业喷射操作程序应为：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。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体喷平，再自下而上顺序分层、往复喷射。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200300mm，斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。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。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，也不能太薄而增长回弹量。边墙一次喷射混凝土厚度控制在710cm，拱部控制在56cm，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24h。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，回弹增长；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测风压，起始风压达成0.5MPa后，才干开始操作，并据喷嘴出料情况调整风压。一般工作风压：边墙0.30.5MPa，拱部0.40.65MPa。黄土隧道喷射混凝土时喷射机的压力一般不宜大于0.2MPa。喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽也许接近90，以使获得最大压实和最小回弹。喷嘴与受喷面间距宜为1.52.0m；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4060cm，高1520cm；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。假如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，增长回弹量，影响喷混凝土的质量。4.2.4 养护喷射混凝土终凝2小时后，应采用养护台架进行湿润养护，养护时间不小于14d；黄土或其他土质隧道，以采用喷雾养护为宜，防止喷水过多软化下部土层；隧道内环境气温低于低于+5时，不得进行洒水养护。4.3 施工控制要点4.3.1喷射混凝土原材料先检查合格后才干使用，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%。4.3.2喷射混凝土拌合料应随随着喷，不掺速凝剂的干混合料，存放时间不应大于2h；掺有速凝剂的干混合料，存放时间不应大于20min。4.3.3必须在隧道开挖后及时进行施作。喷射混凝土严禁选用品有潜在碱活性骨料。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。4.3.4喷射前应仔细检查喷射面，如有松动土块应及时解决。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。4.3.5各项准备工作完毕后，准备开风时必须严格遵守以下开机顺序：打开速凝剂辅助风缓慢打开主送风阀送风依次启动速凝剂计量泵、主电机和振动器向料斗加料。4.3.6开始喷射前，一方面打开进风管总阀门，上风路阀门启动1/3圈，再调整下风路到大约0.51.0kg/cm2空载风压（取决于输料管内料流输送距离），然后喷射手启动喷头水阀，喷水预湿围岩表面。4.3.7开机后，注意观测风压表值变化，并根据喷嘴出料情况调整主风阀开度以控制高压风的风量和风压，一般喷边墙工作风压为0.20.4Mpa，拱部为0.30.5Mpa。风压根据混凝土和易性和喷射管长度适当调整。4.3.8开始喷射时，要先送风，后给水，然后再开机送料。此时，喷射手根据受喷岩面和喷出的混凝土情况，调整加水量和风压大小，以喷料易粘着，料流冲击力适中，回弹小和喷层表面湿润、平整光滑、无流淌现象为原则。4.3.9作业过程中，上料速度要均匀连续适中，始终保持料斗内有一定的混凝土储存。及时清除振动筛上粒径15mm的粗集料和其他异物。4.3.10喷射手要掌握好喷射距离和角度，一般喷嘴至受喷岩面的距离以0.60.2m为宜；喷射部位按顺序，分段、分片进行，由下而上交错进行。先喷侧墙，后喷拱部，喷射前先将受喷岩面凹洼处先喷涂找平。4.3.11喷射料束运动轨迹，环形旋转水平移动一圈压半圈，环形旋转直径为0.6m左右，喷射第二行时，依顺序从第一行起点上方开始，行间搭接23cm。4.3.12喷射时旋转速度及一次喷射厚度，以2秒左右转动一圈为宜；一次喷层厚以在自重作用下不坍落的为度，一般一次喷射厚度拱部35cm，边墙10cm。4.3.13当有钢筋时，使喷嘴靠近钢筋，使喷射角度稍偏一些，使钢筋的保护层厚度达成2cm以上。4.3.14在喷射作业期间出现堵管时，立即停机，关闭风路，用木棒或铁锤敲击堵塞部位，振松堵塞物，然后用高压风吹出。假如输料管过长，分段进行解决。4.3.15当长时间停顿或每班工作结束时，要一方面停止上料，让机器继续运转，直到转子料腔中的物料所有出完为止，然后再停机。停机后，必须把输料软管中的余积料吹出去，当发现没有物料从喷头喷出时，再关闭喷头水阀，最后关闭总进风管路阀门。4.3.16在有水地段喷射混凝土时，在涌水点安设导管，将水集中引排，然后在导管附近施喷，进而施喷无涌水受喷面。4.3.17喷射完毕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规定。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。4.3.18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”而减少支护强度。4.3.19经常检查喷射机出料弯头、输料管和管路接头，发现问题及时解决。管路堵塞时，必须先关闭主机，然后才干进行解决。4.3.20喷射完毕后应先关主机，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。4.3.21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；在结冰的岩面上不得进行喷射混凝土作业；混凝土强度未达成6MPa前，不得受冻；对液体速凝剂进行加热解决，温度不应低于10C(最佳20C)。4.3.22喷射混凝土应紧跟开挖工作面及时喷射，在喷射结束后4h内不得进行下一循环的爆破作业。4.4 喷射混凝土粉尘和回弹控制措施4.4.1采用复合高效减水型速凝剂，增长喷混凝土粘度，可大量减少粉尘和回弹。4.4.2加强对喷射混凝土操作人员的技能培训工作，提高技术素质，提高喷射混凝土作业技术水平。4.4.3严格控制喷射机工作风压，以避免喷头处粉尘大量扩散。4.4.4加强施工通风，将漂浮的粉尘迅速吹送到洞外。4.4.5控制一次喷层厚度，以避免一次喷层过厚产生坠落。4.4.6控制骨料粒径及砂率配比，使其符合规定规定。4.4.7控制喷嘴与受喷面最佳距离在0.81.2m范围内，喷射角度以垂直岩面为佳，不允许大于45。4.4.8含砂率对喷射混凝土的粘滞性和回弹量影响很大，一般宜采用较多的砂率（60%左右），以减少回弹。当砂粒偏粗时，砂率可稍大些；砂粒偏细时，则砂率宜偏低些。5 质量控制及检查5.1喷混凝土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，呈现红色着为混凝土。也可用地质雷达无损检测，规定每一作业循环查一个断面，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，检测结果记入喷锚支护记录。喷射混凝土的厚度应符合下列规定：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60及以上大于设计厚度。喷射混凝土最小厚度不得小于设计厚度的1/2，且不小于3cm。5.2现场的几种实验方法喷射混凝土与围岩粘结强度的实验方法：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。5.2.1 成型实验法在模型内放置面积为1010cm，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101010cm的立方体并养护28天，用劈裂法进行实验。5.2.2 直接拉拨法在围岩表面预先设立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3030cm（与周边喷射混凝土分离），养护28天后进行拉拨实验。5.2.3回弹率测试回弹率的测定方法是：按标准操作喷射0.5-1.0m2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所有喷出混凝土体积的比值。5.3 喷射混凝土的强度检测试件采用边长15cm的立方体无底试模喷射成型、大板切割方法制取。5.4 喷射混凝土的配合比检查同强度等级、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、外加剂等重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干使用。5.5 喷射混凝土的初期（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，监理见证检测。5.6 喷射混凝土的原材料每盘称量的检查见下表规定：序号材料名称允许偏差1水泥2%2粗、细骨料3%3水、外加济2%4微纤维2%规定每工作班抽查不少于一次，采用复称方式进行。5.7 喷射混凝土表面检查对所时进行喷射混凝土及时进行喷射混凝土表面检查，砼表面应平整、密实，平整度用2 m直尺进行检查，表面平整度允许偏差：侧壁5cm、拱部7cm，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水，锚杆头及钢筋无外露，监理单位见证检测。5.8 喷射混凝土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规定，每工作班不少于一次，坍落度实验。5.9 喷射砼砂石含水率检查每次进行喷射喷射混凝土拌制前，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，并将施工配合比交给混凝土工班。5.10施工质量检查建立健全质量保证体系，保证结构安全，主体工程零缺陷、工地设备专门的质量检查机构，配备专职的质量检查人员，建立完善的质量检查制度。严格实行质量负责制和质量终身责任制，实行公司法定代表人、项目负责人、各级技术人员及工班负责人对工程质量负相应的责任，层层签定质量终身责任书，做到责任贯彻到位。施工班组成立由班组为质量质检员，每个工序一方面自检合格后报专职质员进行检查，并形成自检记录。施工互检：专职质检员检查合格后，告知施工队进行互检，检查合格后再由专职质检员报请监理工程进行检查确认。5.3 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。对于原材料进货，由实验部门进行进场前实验，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、每一环节的监控，并责任到人，狠抓贯彻。每次喷射作业前，做好人员、机具、物资、技术、测量、实验、运送等准备工作。施工技术人员对喷射作业环节进行认真检查（内容涉及：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。6 .安全规定和措施施工用作业台架应牢固可靠，并应设立安全栏杆。非施工人员不得进入正进行喷射的作业区，施工中喷嘴前严禁站人。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，橡胶手套等防护用品，作业人员应避免直接接触碱性液体速凝剂，不慎接触后应及时用清水冲洗。喷射手，控制好风压、喷射距离，避免回弹骨料伤人。电线包皮应完好，开关应装在固定闸刀盒内。安全员应随时观测地质变化，发现有松动滑块现象，应立即撤离工作面。喷浆结束后，应清洗喷射机及管路，避免堵管炸裂伤人。7 .环境保护及文明施工喷射砼产生的粉尘，会严重恶化施工环境，减少工作效率，损害施工人员健康。在施工中应从三方面进行控制：粉尘产生源；已产生粉尘的解决；人体防护。7.1对粉尘发生源采用措施：保持喷射机密封良好，防止跑风漏气；采用超前水环（长喷嘴）加水，控制好工作台风压，维持好水压，控制砂中粒径小于0.2mm的颗粒含量。7.2对已发生粉尘的解决：重要靠加强通风来减少粉尘浓度，在喷锚时， 通风机必须启动。 7.3人体防护：采用防尘眼镜、防尘面罩、防护网、手套、雨衣、长筒靴等加强对人体的防护。7.4严格执行施工人员的健康体验制度严格执行工前、工间、工后三个阶段的健康体检，实行施工全程动态健康监护。对从事接触职业危害作业的职工，在上岗前进行针对性体检，同时建立职业健康监护档案；在工作期间定期进行健康检查，连续记录职业史、职业危害接触史和个人资料，在调离岗位时进行健康检查，并记录职业健康监护档案。7.5尘肺的防治施工现场垃圾渣土及时清理出现场。施工现场道路指定专人定期洒水清扫，形成制度，防止道路扬尘。对于细颗粒散休材料要注意遮盖、密封，防止和减少飞扬。在砼搅拌站上方安装除尘装置，采用可靠措施控制工地粉尘污染。隧道内施工要控制粉尘的发生量，采用湿式凿岩、湿喷技术、水压爆破、爆破后及时喷雾洒水、柴油机净化，加强洞内通风等有效有措施，保证喷锚工作面空气质量。严禁汽油车进洞作业。