喷射混凝土施工方案

隧道工程第二施工合同段 斜井喷射混凝土 施工方案 编制 朱平安 审核 谢文清 审批 朱朝佐 股份有限公司 隧道工程第二施工合同段 二 八年十月 第页 2 喷射混凝土施工方案 1 工程概况 是一项综合性大工程 根据周边环境 为保证工期 及早建成通车 增设了 二号斜井 作为临时施工通道 满足施工需要 二号斜井设置于北海舰队北航水上飞 行训练团内 施工完成后将作为本合同段的第二施工工作面 斜井总长 583 81m 其中 明挖段长 90m 暗挖段长 493 81m 斜井起点对应右线主隧道里程 YK3 816 791 终 点对应右线主隧道里程 YK4 236 斜井包括三部分 明挖段 XJK0 000 XJK0 090 其中 XJK0 050 XJK0 090 为 明洞 暗挖段 XJK0 090 XJK0 583 81 还包括三个倒车洞 斜井明挖段边 仰坡和暗挖段初期支护均采用喷锚支护 喷射混凝土采用设计标 号为 C25 S6 混凝土 喷射厚度视围岩情况 50 250mm 不等 喷射混凝土施工均采用 湿喷工艺 使用四仓强制式拌合机在混凝土搅拌站拌制混凝土 混凝土罐车运输 采 用机械喷射手及湿喷机进行喷射 作为斜井支护和结构防水第一道防线的喷射混凝土 除具备普通喷射混凝土的性能外 还必须具备较高的抗渗和防腐蚀性能 2 机械配置 本合同段喷射混凝土总量大 单日需求量大 根据机具性能要求 选用具有自动 计量功能的 HZS60 型四仓自动拌合楼系统在洞外专门建立混凝土搅拌站进行混凝土拌 制 其额定生产能力为 60 m3 h 选用喷射能力 25m3 h 麦斯特喷射机械手 1 台及 5m3 h 的 TK500 湿喷机进行喷砼作业 选用移动式电动空压机供风 选用斯太尔王混 凝土罐车进行混凝土运输 喷射混凝土配备设备见表 2 1 喷射混凝土机械设备配置表 表 2 1 喷射混凝土机械设备配置表 序号设备名称型号规格单位数量备注 1 砼搅拌机站 HZS60 座 1 额定生产能力 60 m3 h 2 机械喷射手 MEYCO 台 3 最大喷射能力 25m3 h 3 混凝土湿喷机 TK500 台 4 最大喷射能力 5m3 h 4 螺杆空压机 P950E台 127m3 min 5 螺杆空压机 P425E台 210m3 min 6 空压机 螺杆空压机 HG750LD 8台 220m3 min 7 混凝土运输罐车 SQH5270GJB 台 7 罐容量 8m3 第页 3 3 人员配置 施工技术管理人员 技术员 4 人 试验人员 5 人 管理人员 5 人 搅拌站人员配置 拌和机司机 1 人 铲车司机 1 人 材料工 2 人 罐车司机 5 人 其他配合人员 4 人 共计 13 人 机械喷射手机组人员配置 喷射手司机 1 人 放料工 2 人 其他配合人员 4 人 共计 7 人 每机组 湿喷机组人员配置 喷射手 2 人 放料工 2 人 机械司机 1 人 其他配合人员 4 人 共计 9 人 每机组 4 原材料及配合比 4 1 原材料 水泥 除满足 GB175 1999 技术要求外 兼顾喷射凝结和抗硫酸盐侵蚀破坏 选用 C3A 含量 8 与液体速凝剂相容性较好的 42 5 级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥 骨料 砂子 砂子除符合 GB T14684 2001 要求外 选用级配合理 细度模数为 2 5 3 2 的坚硬耐久的中粗砂 砂的表观密度大于 2 65 堆积密度不小于 1450kg m3 含泥量 小于 3 吸水率小于 1 石子 石子除符合 GB T14685 2001 要求外 选用级配合理 5 12mm 的坚硬 耐久的碎石 且粒形要好 针片状颗粒含量小于 15 石子表观密度应大于 2 65 堆 积密度不小于 1450kg m3 含泥量小于 1 吸水率小于 1 水 水符合 JGJ63 89 要求 不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质 不得使用污 水及 PH 值小于 4 的酸性水和含硫酸盐量按 SO42 计算超过混合用水重量 1 的水 外加剂 减水剂 高效减水剂除符合 GB8076 1997 GB8077 2000 要求外 选用减水率 30 以上 碱含量小于 10 氯离子含量小于 0 2 的聚羧酸盐类高效减水剂 速凝剂 速凝剂采用无碱液体速凝剂 满足 JC477 2005 或 EN196 3 要求的碱 第页 4 含量小于 1 掺量小于 8 且可泵性 分散性较好的与胶结材相容性较好的无碱液体 速凝剂 外掺料 掺合料包括硅粉 粉煤灰 磨细矿渣等超细粉和工程纤维 超细粉是高性能喷射 混凝土的必备组分 掺入水泥中除起微观填充作用外 还因其化学活性作用改善混凝 土的微观结构 工程纤维能控制混凝土的早期开裂 提高混凝土的韧性 降低回弹 增大一次喷层厚度 硅粉 符合 GB T18736 2002 要求外 其 SiO2 含量不低于 92 比表面积不低 于 25000cm2 g 掺量不少于 5 粉煤灰 符合 GB T176 1996 要求的 I 级低钙灰 磨细矿渣 符合 GB T18046 2000 要求的 S95 磨细矿渣 工程纤维 能均匀分散 长度在 12mm 左右的聚丙烯纤维网纤维 4 2 原材料运输 存放 水泥 硅粉 粉煤灰等胶结材料在运输和存放过程中 严防雨淋 滴水和受潮 砂 石在存放过程中 严防泥水 大块石等杂物混入 外加剂在存放过程中 严防进 水 影响其浓度 4 3 配合比 混凝土配合比与喷射混凝土强度 生产率 回弹 一次喷层厚度等密切相关 在 根据强度确定水灰比后 喷射混凝土配合比设计放在混凝土和易性上 保证坍落度控 制在合理范围 并具有良好的粘聚性 配合比必须满足喷射混凝土工艺流程的基本要求 即易喷射 不易堵管 减少回 弹量和粉尘 要符合质量好 强度高 密实度高及防水性能好的要求 同时达到其它 物理力学指标等要求 本合同段委托青岛中航工程试验检测中心进行了 C25S6 配合比 试验 参见表 4 1 喷射混凝土配合比 第页 5 表 4 1 喷射混凝土配合比 标号材料名称规 格厂家 产地 品种 每方用量 Kg 水泥山铝 400 砂河砂 860 碎石粒径 5 12mm 级配 4 75 9 5碎石 860 水 192 速凝剂无碱速凝剂 20 HPC2 4 C25S6 水灰比0 48 3 天强度27 7MPa 5 喷射混凝土施工 5 1 施工工艺流程 本隧道所有喷射混凝土采用湿喷工艺进行施工 主隧道 匝道 风井及风道等大 断面地段现场采用麦斯特机械喷射手及 TK 500 湿喷机进行混凝土喷射施工 斜井 人 行横道 车行横道等小断面人工进行喷射 湿喷混凝土施工工艺见图 5 1 湿喷混凝土 施工工艺流程图 图 5 1 湿喷混凝土施工工艺流程图 5 2 混凝土生产 喷射混凝土生产在拌和站内完成 根据设计配合比 采用自动计量拌和站生产 并达到以下指标 喷射混凝土采用搅拌机容量 2000L 双卧轴式强制搅拌机生产 投料顺序为先投入 砂 碎石干拌 10 秒钟左右 然后投入水泥 外加剂再加入水搅拌 120 秒左右即可 水 泥 砂 碎 石 水 外加剂 砼 拌 制 砼 运 输 砼喷射机 受 喷 面 洒 水 养 护 速凝剂 第页 6 坍落度控制在 8 15cm 搅拌配料计量允差胶结料和水不超过 2 砂 石集料不超过 3 5 3 混凝土运输 喷射用混凝土采用混凝土罐车运输至工作面 施工时加强工作面和拌合站之间的 联络 确定相邻罐车到达工作面的时间差 确保喷射工作施工不因运输不到位而停顿 又保证运输到工作面的混凝土等待时间不能过长 5 4 施工准备 受喷面处理 拆除作业面障碍物 清除开挖面的浮石和墙脚的岩渣等 用高压风水冲洗受喷面 对遇水易潮解 泥化的岩层 则用高压风清扫岩面 埋设控制喷射混凝土厚度的标志 受喷面有滴 淋水时 喷射前按下列方法做好治水工作 有明显出水点时 可 埋设导管排水 导水效果不好的含水岩层 可设盲沟排水 对破损岩面 清除所有暴露的破损岩石 并在破损岩面范围内提供和安装附加 的岩石加固钢筋或钢支撑 在已有混凝土面上进行喷射时 清除剥离部分 以保证新老混凝土之间具有良 好的粘结强度 将被下一层覆盖的喷砼层首先达到初凝 并使用扫帚 水冲或其他方 式除去所有松散物 尘土或其他有害物质 机具设备准备 喷射作业前 对机械设备 风 水管路 输料管路和电缆线路等进行全面检查及 试运转 并检查速凝剂的泵送及计量装置性能 喷射机司机与喷射手不能直接联系时 配备联络装置 作业区有良好的通风和足 够的照明装置 5 5 喷射混凝土施工 施工方法 喷射作业应分段 分片由下而上先墙后拱顺序进行 每段长度不宜超过 6m 喷射作业时 喷嘴要垂直受喷面做反复缓慢螺旋形运动 螺旋直径约 20 30cm 同时与受喷面保持一定的距离 一般取 0 6 1 0m 若受喷面被钢筋网或格 栅钢架覆盖时 可将喷头稍加倾斜 但不小于 70 度 以保证混凝土喷射密实 保证钢 支撑背面填满混凝土 粘结良好 第页 7 喷混凝土一般分二次施喷完成 第一次喷射 5cm 混凝土后 施作锚杆 格栅钢 架 再分复喷至设计厚度 后一层在前一层混凝土终凝后进行 若终凝 1h 后再喷射时 先用风水清洗喷层面 喷射作业分段 分片 由下而上的顺序进行 分层喷射 边墙每层厚度按 3 4cm 控制 拱部按 2 5 3cm 控制 后一层在前一层混凝土终凝后进行 直至复喷到设计 厚度 喷嘴与受喷面保持垂直 距受喷面 0 6 1 0m 喷射机压力不小于 0 2MPa 喷射混凝土作业紧跟开挖面 下次爆破距喷射混凝土作业完成时间的间隔不得 小于 4h 严格执行喷射机操作规程 连续向喷射机供料 保持喷射机工作风压稳定 完 成或因故中断喷射作业时 将喷射机和输料管内的积料清除干净 喷射混凝土的回弹率控制不大于 15 喷射混凝土养生 新喷射的混凝土按规定洒水养护 当干斑点首先出现在喷混凝土层表面时 利用 水枪每 4 小时喷水一次 保持混凝土湿润 养护时间不少于 7 天 喷射混凝土质量要求 喷射混凝土局部凹凸不平尺寸大于下述要求时 进行处理 边墙 D L 1 6 拱部 D L 1 8 式中 L 喷射混凝土相邻两凸面间的距离 D 喷射混凝土两凸面凹进的深 度 6 冬 夏季施工措施 6 1 冬季施工措施 当室外昼夜平均气温 每天 6 14 21 时所测室外温度的平均值 连续 5 天低于 5 或最低气温低于 3 时 砼工程按冬季施工办理 冬季施工测温与保温措施 施工现场在在入冬前建立测温组织 每日对大气温度 混凝土温度进行观测 并派专人测温 专职测温人员要认真负责 测试数据真实可靠 环境气温每天至少测量 3 次 测温时间和所测温度值详细记录 整理归档 每天 每施工段停止测温后 由技 术员审阅测温记录 签字后交技术负责人审查 技术员定期将测温记录归入档案 以 备存查 测温人员保持与供热 保温人员联系 如发现供热故障或保温措施不当 使温 第页 8 度急剧变化或降温过快等情况 立即向技术负责人报告进行处理 水源及消火栓提前做好保温工作 防止受冻 暂设工程的水管 供热管在入冬 前做好保温维持工作 保证冬季施工时能正常供水供热 搅拌机棚 水泵房 操作棚搭设好暖棚 准备好必要的取暖设备 保温材料进场后 合理堆放苔盖 周转使用的材料每次使用时及时整理晾晒 冬季施工外加剂的试验与管理措施 冬季施工的外加剂 其技术指标必须符合相应的质量标准 并有产品合格证 同时补做试验 确认合格后方可使用 冬季搅拌混凝土和砂浆使用的外加剂配置与掺加要设专人负责 认真做好记录 冬季施工质量保证措施 冬季施工的砼配合比 选用较小的水灰比和较低的坍落度 以减少拌合用水量 拌合设备适当防寒 设置在温度不低于 10 暖棚内 拌制砼前 用热水洗刷拌 合机鼓筒 拌制砼时 砂石骨料的温度保持在 0 以上 拌合用水温度不低于 5 混凝土原材料加热 优先采用加热水的方法 当加热水仍不能满足要求时 再 对骨料进行加热 水泥只保温 不得加热 混凝土原材料加热温度总体控制及加热方 法 首先将水加热 其加热温度不宜高于 80 当骨料不加热时 水的加热温度可提 高到 100 但水泥不能与 80 以上的水直接接触 当只加热水不能满足要求时 可 将骨料均匀加热 其加热温度不高于 60 加热方法 骨料不得在钢板上灼炒 骨料可采用地坑法加热 即在棚内设置地坑 坑内铺设加热管道 坑上堆放砂 石料 水泥不得直接加热 可预先进入暖棚内预热 混凝土搅拌投料顺序 先投骨料和已加热的水 搅拌均匀后 再加水泥搅拌 骨料不得带有冰雪和冻块以及易冻裂的物质 由骨料带入的水分及外加剂溶液 外加 剂为液体 中的水分均从拌合水中扣除 投料前 先用热水冲洗搅拌机滚筒 后投料 拌制掺用外加剂的混凝土时 如外加剂为粉剂 可按要求掺量直接撒在水泥上面 和水泥同时投入 如外加剂为液体 使用时先配制成规定浓度溶液 然后根据使用要 求 用规定浓度溶液再配制成施工溶液 各溶液分别置于有明显标志的容器内 不得 混淆 第页 9 搅拌 为保证配合比控制准确 搅拌设备必须带有自动电子计量装置 搅拌时 间较常温施工延长 50 对于掺有外加剂的混凝土 搅拌时间取常温搅拌时间的 1 5 倍 冬期运输混凝土拌和物 尽量减少热量损失 采用混凝土搅拌输送车运输混凝 土 混凝土浇筑及养护 在洞内施工 由于气温较高 按常温施工方法进行 混凝土冬季施工质量检查 冬季施工的混凝土 除按有关规定进行质量检查与控制外 对混凝土用水和集料 的温度 喷射及硬化过程中的混凝土温度 环境温度 养生期限等进行控制 检查和 测量 试件组数 除按规定外 按照监理单位指示 对重要工程结构再增加 2 组补充试 件 一组在混凝土温度下降到 1 2 时进行试验 另一组作为备用试件 6 2 夏季施工措施 高温期间 砼施工配合比要作适当调整 控制缓凝减水剂用量 延长终凝时间 集料及其它组份材料采用围盖和冷却 喷射混凝土后 对混凝土喷洒浇水湿润 7 质量控制与检验 7 1 质量控制措施 严把材料进场质量检验关 严格按照 技术规范 要求采购相关原材料 并按照试验规程对原材料进行进场 检验 保证材料质量 严格进行施工配合比控制 混合料的配合比严格按喷射混凝土设计配合比执行 采用自动称量仪计量 每次 施工前 1h 必须测定砂 石含水率 确定施工配合比 混合料的用量按施工配合比实施 原材料必须按重量控制加入 称重允许偏差 水泥 硅粉 粉煤灰等胶凝材料 高效减水剂和拌合水均为 1 砂 石料为 2 规范混合料的拌制工艺 高性能混凝土搅拌时负荷非常大 拌制时先投入砂 再投入水泥 硅粉 粉煤灰 第页 10 纤维等 搅拌 30s 后 再加入水 减水剂搅拌 60s 最后投入粗骨料进行搅拌 搅拌时 间不少于 60s 施工时如拌合混凝土工作性不能满足施工要求 可向罐车内增掺 0 1 0 2 的减 水剂 快速旋转罐体搅拌 90s 恢复其工作度后再施工 严禁加水增加其工作性 规范喷射混凝土施工工艺 喷射混凝土采用湿喷工艺 除速凝剂外包括水在内的所有集料均在洞外拌合站搅 拌均匀 然后运到洞内送入喷射机械进行喷射 喷射混凝土做到密实 饱满 表面平 顺 其强度达到设计要求 采用带机械手的湿喷机 使用无碱速凝剂 保证喷射效果 加强施工过程中的质量控制 配备专职的质量管理工程师 负责喷射混凝土的测试 制作 操作及验收证明 在喷射过程中与监理工程师取得密切联系 自始至终强调遵守操作的工艺要求和执行 规范的规定 确保喷射混凝土的制作和良好的喷射质量 对已喷射的混凝土 按 公路隧道施工技术规范 JTJ042 94 及 锚杆喷射混 凝土支护技术规范 GB50086 2001 有关规定取样作抗压强度试验 对混凝土试件的 试验结果未能达到设计强度 未满足规范要求时 要找出原因 采取补救措施 在复喷砼前 先对上一层进行检查 所有喷砼在施作后 8h 检查 不合格者按规 定修复 7 2 质量检验 喷射混凝土的强度应符合设计图纸要求 抗压强度应以同批内标准试块 100 100 100mm 的代表值为三个试块试验结果的平均值 同组试