隧道喷射混凝土施工作业指导书

174-173-喷射混凝土施工作业指导书1.适用范围适用于xx铁路隧道工程洞口边仰坡及洞身喷射混凝土施工。2.作业准备2.1内业技术准备2.1.1组织技术管理人员认真学习、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。2.1.2根据隧道地质情况、断面大小、开挖方法等，合理选择配置喷射设备，编制湿喷混凝土专项施工方案，制定施工安全保证措施和应急预案。2.1.3根据设计文件和规范标准要求，通过试验确定湿喷混凝土理论配合比，明确相关的技术参数。2.1.4施工前,应完成三级技术交底，即项目总工程师对项目部各部室及技术人员进行技术交底，技术主管人员对作业队技术负责人进行技术交底，作业队技术负责人对班组长及全体作业人员进行技术交底。对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后上岗。2.2外业技术准备2.2.1检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转，确保作业面内有良好的通风和照明。2.2.2清除松动岩块和墙脚虚碴、堆积物，并用高压水冲洗受喷面（当岩面受水易潮解、泥化时，采用高压风清扫）。2.2.3检查开挖断面净空尺寸，进行超欠挖处理。2.2.4设置喷射混凝土厚度标志。3.技术要求必须按照设计及技术交底文件进行洞口段边仰坡开挖及防护；按照《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）、《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）及《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003）施工及验收；3.1设计参数：正洞：Ⅱ级拱墙5cm；Ⅲa、Ⅲb级拱墙8cm、Ⅲc拱部19cm、边墙8cm；Ⅲd、Ⅳa、Ⅳd拱墙19cm；Ⅳc拱墙23cm；Ⅴa级拱墙23cm，仰拱10cm；Ⅴb级拱墙23cm，Ⅴc、Ⅴd级拱墙25cm。辅助坑道（双车道）：Ⅱ级锚喷拱墙8cm；Ⅲ级锚喷拱墙12cm；Ⅳ级锚喷拱墙15cm；Ⅴ级锚喷拱墙23cm；Ⅳ级模筑拱墙10cm；Ⅴ级模筑拱墙21cm；Ⅴ级模筑加强拱墙23cm。辅助坑道（单车道）：Ⅱ级锚喷拱墙5cm；Ⅲ级锚喷拱墙10cm；Ⅳ级锚喷拱墙15cm；Ⅴ级锚喷拱墙23cm；Ⅳ级模筑拱墙10cm；Ⅴ级模筑拱墙21cm；Ⅴ级模筑加强拱墙23cm。3.2初喷混凝土应在开挖后及时进行，厚度不小于4cm；喷射时应先填平岩面较大凹洼处。复喷混凝土应在钢筋网及钢架安装后及时进行，未设钢筋网及钢架时应及时复喷至设计厚度。3.3湿喷机应具有良好的密封性能，输料连续、均匀，宜选用喷射机械手。3.4喷射作业应分段、自下而上连续进行；喷射角度应与受喷面垂直，喷嘴与受喷面的距离宜为0.6m～1.8m。3.5喷射作业应变换喷嘴喷射角度和与受喷面的距离，将钢架、钢筋网背后喷填密实，必要时应在钢架和初期支护后注浆充填。3.6后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。3.7喷边墙下部及仰拱前，需将上部断面喷射时的回弹物清理干净，防止回弹物卷入下部喷层中降低支护能力。3.8喷射作业紧跟开挖作业面时，下一循环爆破应在喷混凝土终凝后3h进行。4.施工程序与工艺流程4.1施工程序湿喷混凝土喷射作业应分段、分片、分层、由下而上连续进行。施工程序为：施工准备→湿喷混合料拌和→混合料运输→初喷不小于4cm厚混凝土封闭岩面→复喷混凝土→检查验收→清理施工机具→养护。4.2工艺流程湿喷混凝土施工工艺流程见图1。图1喷射混凝土施工工艺流程图5.施工要求5.1施工准备5.1.1熟悉施工图纸，做好各项技术交底。5.1.2根据施工进度要求提前备足喷射混凝土的各种原材料。5.1.3根据现场材料的含水量，现场试验确定施工配合比，用于现场喷射混凝土拌制。5.1.4检查机具设备和风、水、电等管线，并试运转，确保各项作业正常进行。喷射作业的环境温度不得低于5℃。5.1.5做好现场劳动力组织，准备好各种施工机械，并保证施工机械的完好率，使其能满足施工要求。5.1.6喷射前应检查开挖断面尺寸，清除开挖面拱部的松动岩块及拱脚与墙脚处的岩屑灰尘等杂物，欠挖处要处理到位。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。5.1.7控制喷射混凝土厚度的标志，可利用锚杆外露长度做标桩，如不安设锚杆地段采用埋设钢筋头做标志，在每个作业循环选一个断面，从拱顶起，每间隔1～2m布设一个检查点，或者在喷射时插入长度比设计厚度大5cm的铁钉，每1～2m布设一个检查点，作为施工控制用。5.1.8当隧道受喷面有涌水、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再进行喷射混凝土作业；小股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或半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。5.2施工工艺5.2.1机具就位施工前，根据实际情况确定现场施工需要的罐车、湿喷机（湿喷机械手）以及保障的相关机电数量和正常使用。湿喷机开机顺序：湿喷机各种管线安装→接通电源→开高压风→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→加入喷射混凝土及液体速凝剂→喷射混凝土。5.2.2混合料搅拌、运输喷射混凝土的拌合料应随用随拌，采用自动计量搅拌站严格按施工配合比配料,采用砼罐车运输至施工现场。拌合料在运输过程中必须保持混凝土的均匀性，不漏浆、不失水、不分层、不离析，且运输及存放时间不超过2h。5.2.3喷混凝土作业隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺，设备以湿喷机械手喷射配合小型湿喷机。⑴喷射前准备①检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转。A.选用的空压机应满足机械手工作风压和耗风量的要求；压风进入机械手前必须进行油水分离。B.输料管应能承受0.8Mpa以上的压力，并应有良好的耐磨性能。C.保证作业区内具有良好通风和照明条件。D.喷射作业时，粉尘含量不得大于2mg/m³，环境温度不得低于5℃。②对受喷土质表面进行处理，清理墙角的土碴、堆积物，采用高压风冲洗吹净土质表面。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，亦可在喷射时插入长度比设计厚度大5cm的铁丝，每1～2m设一根，作为施工控制用。④施工作业人员佩戴好防护用品。⑵湿喷混凝土作业①湿喷机械手一定要放置在稳定地段，机械手操作应遵循：开始时，先送风→再开机→再供料；结束时，先停料→再关机→最后停风的原则。且机械手应实行定人、定机、定岗，认真做到安全操作、保养和交接班制度。选用的空压机应满足机械手工作风压和耗风量的要求，压风进入机械手前必须进行油水分离；输料管应能承受0.8Mpa以上的压力，并具有良好的耐磨性能。②全断面开挖法施工时，喷混凝土作业应从隧道左右边墙向拱部喷射作业。当采用小型湿喷机进行拱腰、拱部喷射作业时，操作人员分别站于开挖台架左侧、顶部及右侧平台控制喷头，使喷头与受喷面距离、角度满足要求。③岩面凹凸不平时，应先喷凹处后找平，喷射时喷嘴料束应呈螺旋轨迹路线缓慢均匀的移动，一圈压半圈，喷混凝土纵向呈“S”形进行，喷射的螺旋圈直径约为30cm。④喷射混凝土作业应连续进行。喷射作业应分层、分段、分片，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。⑤除硬质岩（II级、Ⅲa、Ⅲb）外，在隧道开挖完成后，先喷射4cm厚混凝土封闭开挖面，架立钢架、挂钢筋网，打设锁脚锚管，对初喷面进行清理后复喷至设计高度。分层喷射时，后一层喷射和前一层混凝土应间隔至少15～20min，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主要由喷射混凝土颗粒间的凝聚力和喷射层与受喷岩面之间的粘结力而定，边墙一次喷射混凝土厚度控制在7～10cm，拱部控制在5～6cm，并保持喷层厚度均匀。⑥喷射工作风压应控制在0.4～0.6MPa范围内，风压过大，喷射速度增大，回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，影响喷射混凝土强度。⑦喷嘴与受喷面间距宜为0.6～1.8m为宜，喷嘴与岩面的角度，一般应垂直于岩面，以使获得最大压实和最小回弹。但在喷边墙时，宜将喷嘴略向下俯5°～10°，使混凝土束喷射在较厚的混凝土顶端，避免料束中的粗骨料直接与岩面撞击，减少回弹量。若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，喷射时可将喷嘴稍加偏斜10°～20°。⑧喷射混凝土时，先喷射钢架背后与围岩间的空隙，喷射密实后，再喷射钢架与钢架间的混凝土，钢架与喷混凝土形成一体，钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度根据衬砌类型确定。在喷射钢架与岩面、钢架之间混凝土时，辅助工人（或在控制臂上增加刮板）必须及时铲除钢架表面附着的混凝土，待钢架与岩面、钢架之间喷射密实后，再进行钢架表面喷射作业，防止内部形成空腔。⑨喷射作业结束时，湿喷机的关机顺序为：关闭速凝剂计量泵、主电机、振动器→加水冲洗湿喷机→关高压风→断开电源→拆卸各种管线→调离工作区→保养。⑩初喷混凝土在开挖后及时进行，复喷应根据开挖工作面的地质情况分层、分时段进行喷射作业，以确保喷混凝土的支护能力和喷层的设计厚度；喷混凝土终凝后3h内不得进行爆破作业。复喷混凝土的一次喷射厚度：拱部为50～100m，边墙为70～150mm。5.2.4喷射效果检查⑴喷射在岩面上的混凝土表面应无滑移下坠现象。当表面有松动、开裂、下坠、滑移等现象时，应及时清除重喷。⑵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。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。⑶通过预埋的钢筋标志，检查混凝土厚度是否符合设计要求。⑷钻芯取样检测喷射混凝土厚度及强度。5.2.5混凝土养护⑴喷射混凝土终凝2h后，应湿润养护，时间不得少于14d。⑵土质隧道以喷雾养护为宜，防止喷水过多软化下部土层。⑶气温低于5℃时不得喷水养护。6.劳动组织劳动组织方式：采用架子队组织模式。应结合隧道开挖进度，进行施工机具及劳动力的合理配置。喷射的劳动组织及人员配备情况参见表1。表1每个作业面劳动配置表序号职务人数备注1现场负责人12技术负责人13技术、质检、材料、实验员44工班长15领工员16安全员17操作手28普工49修理工17.材料要求7.1水泥：应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，必要时可采用特种水泥。7.2粗骨料：喷射混凝土中的石子最大粒径不宜大于15mm，含泥量不应大于1％，泥块含量不应大于0.2％。7.3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，含泥量不应大于3％，泥块含量不应大于0.5％。7.4外加剂：应对混凝土的强度及与围岩的粘结力基本无影响；对混凝土和钢材无腐蚀作用；吸湿性差，易于保存；不污染环境，对人体无害。7.5速凝剂：喷射混凝土宜采用液体速凝剂，其掺量不宜大于水泥用量的5%。速凝剂使用前，应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，严格控制掺量，并要求初凝不应大于5min，终凝不应大于10min。7.6水：水质应符合工程用水的有关标准，经检验后方可使用，不得使用污水、海水、PH值小于4.5的酸性水、硫酸盐含量按硫酸根离子计超过水重1%的水。进场材料应具有出厂合格证，并符合规范及设计要求；进场后二次检验，检验合格，经监理工程师签字后方可使用。8.设备机具配置8.1拌合、运输设备湿喷混凝土均由拌合站集中拌合，罐车运送至各个隧道工点。拌合站生产能力应满足施工要求。根据隧道不同围岩洞段，混凝土运输罐车数量配置应满足施工需求。8.2湿喷机配置8.3施工用风各个隧道作业面空压机配置型号有所差异，但总体上24～27m³/min居多。空压机工作风压按额定风压75%计算，当2台湿喷机同时运转时，需要开启2～3台空压机供风。供风风管选择150～190mm钢管。表2隧道作业面机具设备配置表序号机具设备名称型号数量备注1喷射机械手或湿喷机机械手或湿喷机机械手1台或3台湿喷机2拌和机HZS90/1202台3空压机24m³/min3台4混凝土罐车8m³4台9.质量控制及检验9.1质量控制9.1.1严格按照设计要求和相关技术规范及验收标准的质量要求按每次施工循环进行检查。9.1.2配齐各级质量管理人员，设有专职质检工程师，专职质检员，作业班组工班长，保证施工作业始终在质检人员的严格监督下进行。质检人员有质量否决权，发现违背施工程序、不按设计图、规范及技术交底施工及使用材料半成品及设备不符合质量要求者，有权制止或越级上报，必要时下停工令，限期整改并有权进行处罚。9.1.3喷射混凝土的性能、回弹率、粉尘浓度应符合国家现行《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086）的规定，“初期强度”应满足施工需要，即3h强度达到1.5MPa，24h强度达到10.0MPa。9.1.4喷射混凝土表面质量要求；表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓，锚杆头无外露。9.1.5喷射混凝土的厚度应符合下列要求：喷射混凝土平均厚度不应小于设计厚度；喷射混凝土厚度检查点数的90％及以上大于设计厚度。9.1.6对于受喷面高低不平、起伏过大的，应先对低洼处作喷混凝土找平处理，个别突出的应予以凿除。9.1.7使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可能接近90°，以便获得最大的压实力和最小的回弹。喷嘴与受喷面间距宜为1.5～2.0m；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40～60cm，高15～20cm；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°。如果喷嘴与受喷面的角度太小，会形成混凝土物料在受喷面上滚动，产生凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷射混凝土的质量。9.2质量检查9.2.1喷射混凝土的早期（1d）强度必须符合设计要求，C25喷射混凝土24h强度应不小于10MPa。检验数量：每一喷射循环检查一次，每个循环至少在拱部和边墙留置一组检验试件。检验方法：采用贯入法或拔出法或无底试模检测。9.2.2喷射混凝土的强度必须不小于设计要求25Mpa，用于检查喷射混凝土强度的试件，采用大板切割法制取，标准养护试件的试验龄期为28d。任意一组试块抗压强度平均值不低于设计强度的80%。检验数量：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。检验方法：进行混凝土强度试验，现场钻芯取样检测混凝土强度。9.2.3喷射混凝土的厚度和表面平整度符合下列要求：⑴平均厚度不小于设计厚度（根据设计图纸和围岩类别划分）。⑵检查点数的90%及以上不小于设计厚度。⑶最小厚度不得小于设计厚度的2/3。⑷平整度用直尺检测，喷射混凝土基面平整度：D/L≤1/10。基面无钢筋、管件露头等尖锐突出物。隧道断面变化或转弯处阴阳角抹成R≥10cm的圆弧。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2m布设一个检查点检查喷射混凝土的厚度。检验方法：检查控制喷层厚度的标志、凿孔测量厚度。9.2.4喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外露。检验数量：全部检查。检验方法：观察、敲击。9.2.5喷射混凝土施工完成后，初支断面不得侵限。9.2.6喷射混凝土强度检验。⑴用喷大板切割试块（100mm的立方体），在标准养护条件下养护28d，用标准试验方法测得的极限抗压强度乘以0.95。⑵当不具备制作抗压强度标准试块条件时，可喷制混凝土大板，在标准条件下养护7d后，用钻芯机取芯制作试块，芯样边缘至大板周边的最小距离不小于50mm。⑶可直接向边长150mm的无底标准试模内喷射混凝土制作试块，抗压试验加载方向应与试块喷射成型方向垂直，其抗压强度换算系数应通过试验确定。10.安全及