《客运专线隧道喷射混凝土施工作业指导书》

《客运专线隧道喷射混凝土施工作业指导书》1适用范围本指导书适用于设计时速250km/h、350km/h客运专线铁路隧道工程初期支护喷射混凝土施工，涵盖全风化至弱风化各级围岩的岩面封闭、初期支护喷射作业，适用于普通喷射混凝土、钢纤维喷射混凝土施工，所有工序均采用强制湿喷工艺，禁止采用干喷工艺。2编制依据《高速铁路隧道工程施工技术规程》Q/CR9604-2015、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2018、《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2020、本项目客运专线隧道设计文件、现场勘察资料。3施工准备3.1技术准备(1)施工前核对隧道围岩级别、开挖轮廓、设计喷射混凝土厚度、强度等级等设计参数，对开挖断面进行测量，统计超欠挖情况，制定专项处理方案；(2)提前完成原材料取样检验，根据设计强度、回弹率控制要求完成配合比设计，配合比经试验验证、监理审批后执行；速凝剂必须提前与工程所用水泥完成相容性试验，确认初凝、终凝时间符合要求后方可使用；(3)对所有作业人员进行技术交底和安全培训，考核合格后方可上岗，交底内容涵盖工艺要求、质量标准、安全风险、应急处置措施，留存完整交底及培训记录。3.2人员配置及职责每个喷射作业面按以下要求定岗定责：(1)现场班组长1名：负责作业面调度、工序衔接、现场质量初检；(2)湿喷操作手：大断面隧道采用湿喷机械手配置2名，小断面隧道采用小型湿喷机配置3名，所有操作手必须经设备厂家培训合格，熟悉设备性能及操作要求，持证上岗；(3)拌合配料工2名：负责原材料拌合、计量，负责设备日常清洁养护；(4)试验员1名：负责原材料抽检、坍落度测试、试块制作养护、喷射厚度检测；(5)专职安全员1名：负责作业面安全排查、变形风险监控、应急处置；(6)电工1名：负责作业面用电设备维护、故障排除。3.3机械设备准备(1)喷射设备：大断面隧道优先采用液压机械臂湿喷机，生产能力不小于15m³/h，风压调节范围0.2~0.7MPa，水平输料距离不小于50m，垂直输料距离不小于20m；小断面隧道采用移动式车载湿喷机，生产能力不小于5m³/h，风压满足0.3~0.6MPa要求；所有湿喷机必须配备自动计量速凝剂添加装置，添加误差不大于±1%；(2)拌合设备：采用强制式搅拌机，配备自动计量系统，计量精度满足：水泥、掺合料、速凝剂计量允许偏差±1%，骨料允许偏差±2%，拌合用水允许偏差±1%；(3)辅助设备：配备高压风水泵、通风机、防爆照明系统、找顶排险工具、净空测量仪器、回弹清理运输设备；作业平台采用满堂脚手架或移动式作业台车，结构强度、刚度满足1.5倍施工总荷载要求，验收合格后方可使用。3.4原材料要求(1)水泥：优先选用P·O42.5级普通硅酸盐水泥，性能符合GB175要求，进场必须核对出厂合格证，按规定批次抽检强度、安定性、凝结时间，合格后方可使用；(2)细骨料：采用洁净中粗河砂，细度模数2.5~3.0，含泥量≤3.0%，泥块含量≤1.0%，含水率控制在5%~7%，提前测定含水率，动态调整拌合用水量，避免坍落度波动；(3)粗骨料：采用坚硬耐久的玄武岩、花岗岩碎石，最大粒径≤16mm，连续级配，含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.5%，针片状颗粒含量≤15%，严禁采用风化碎石；(4)掺合料：掺入I级或II级F类粉煤灰，改善混凝土和易性、降低回弹率，掺量为胶凝材料总量的15%~30%，性能符合GB/T1596要求；(5)速凝剂：采用合格液体速凝剂，性能符合GB8076要求，进场检验满足：初凝时间≤5min，终凝时间≤10min，1d抗压强度不低于8MPa，28d抗压强度比不低于75%，掺量一般为水泥用量的3%~5%，具体由相容性试验确定；(6)钢纤维（钢纤维喷射混凝土适用）：采用碳素钢丝切断钢纤维，抗拉强度≥600MPa，长度20~30mm，直径0.3~0.8mm，长径比40~60，掺量30~80kg/m³，符合设计要求，不得使用锈蚀、结团的钢纤维；(7)拌合用水：采用饮用水，水质符合JGJ63要求，PH值≥4.5，不得采用污水、工业废水。4施工工艺及操作要点4.1工艺流程开挖完成→通风降尘→找顶排险→开挖断面测量验收→欠挖处理→高压水冲洗岩面→埋设喷射厚度控制标志→初喷封闭岩面→施作锚杆、钢筋网、钢架→分层复喷至设计厚度→养护→质量验收4.2喷射前岩面处理(1)找顶排险：由2名有经验的工人采用长柄撬棍，由外向内、从上到下逐段清除松动危岩、浮石，确认岩面稳定后方可作业；不良地质段安排专人全程观察岩面变形，发现异常立即组织撤离；(2)欠挖处理：侵入隧道建筑限界的欠挖必须全部凿除，严禁采用喷射混凝土回填欠挖侵限；允许欠挖满足：拱部最大欠挖≤50mm，每平方米欠挖面积≤0.1㎡，边墙最大欠挖≤100mm，不符合要求的必须凿除处理；(3)岩面清理：采用高压水冲洗岩面，清除浮渣、粉尘；干燥坚硬岩面提前1h喷水润湿，避免岩面吸收混凝土水分导致强度降低；岩面存在渗漏水时，点渗采用打引水孔埋塑料盲管引排，大面积渗漏水铺设无纺布排水板引排，将水引入隧道侧沟，避免喷射混凝土背后积水；(4)厚度控制标志：按1.5~2m网格间距布设厚度控制钉，铁钉露出岩面长度等于设计喷射厚度，拱顶、拱腰、边墙均匀布设，确保喷射厚度可控。4.3初喷施工(1)时间要求：客运专线隧道开挖后必须在1h内完成初喷封闭，及时限制围岩变形，防止围岩风化松弛；(2)喷射顺序：遵循由下而上、先墙后拱、分段分块的原则，分段长度≤6m，分块面积≤2m×2m；拱部喷射从两侧拱脚向拱顶对称进行，避免单侧受力导致围岩失稳；(3)操作要点：喷嘴保持与岩面垂直，倾斜角度不得超过15°；喷嘴与岩面距离控制在0.8~1.2m，最佳距离为1.0m，保证冲击力足够且回弹率最低；喷嘴做螺旋形往复移动，螺旋直径20~30cm，做到一圈压半圈，保证混凝土均匀密实；(4)初喷厚度：初喷厚度控制在4~6cm，软弱破碎围岩初喷厚度为4~5cm，完整硬岩初喷厚度为5~6cm，初喷要求封闭所有岩面裂隙，表面大致平整。4.4复喷施工(1)分层要求：初喷完成、锚杆钢筋网钢架安装验收合格后进行复喷，复喷采用分层喷射，一次喷射厚度：边墙控制在7~10cm，拱部控制在5~8cm，避免一次厚度过大导致混凝土坠落；(2)间隔时间：分层喷射的间隔时间不小于混凝土终凝时间，气温15~25℃时间隔时间为1~2h；间隔时间超过2h的，复喷前必须喷水润湿已喷混凝土面，清除表面松动浮浆；(3)超挖处理：允许范围内的超挖与周边正常岩面同步喷射，采用同强度等级混凝土回填；超挖深度大于50cm的，必须上报设计单位制定处理方案，按设计要求回填，严禁在超挖部位回填片石、弃渣，超挖回填必须密实；(4)特殊部位处理：钢筋网部位喷射时，保证钢筋网与岩面密贴，喷嘴适当调整角度，确保网片背后混凝土填充密实，保护层厚度不小于2cm；钢架部位喷射遵循先喷钢架背后、后喷钢架间隙的顺序，确保钢架与岩面、钢架与混凝土完全密贴，严禁钢架背后存在空洞，钢架保护层厚度不小于3cm。4.5养护喷射混凝土终凝后2h必须开始养护，养护时间不少于14d，始终保持混凝土表面持续湿润；气温低于5℃时禁止洒水养护，采用保温棉覆盖保温，防止混凝土受冻；高温干燥天气每天洒水不少于4次，洒水时避免高压水直接冲击新喷混凝土面；养护期间禁止碰撞、扰动新喷混凝土。5质量控制及验收标准5.1主控项目(1)原材料质量：所有原材料进场必须按批次检验，检验合格方可使用；检验频率：水泥每散装500t、袋装200t为一批，速凝剂每50t为一批，骨料每400m³或600t为一批，掺合料每200t为一批，所有指标符合设计及规范要求；(2)配合比：配合比满足强度、和易性、回弹率要求，胶凝材料用量不小于400kg/m³，水胶比不大于0.5，砂率45%~60%，坍落度控制在100~160mm，计量偏差符合规范要求；(3)抗压强度：采用喷大板切割法或钻芯法制作试块，每10延米制作一组试块，合格判定标准：同批试块抗压强度平均值≥设计强度，任意一组试块强度最小值≥设计强度的85%，不合格部位必须返工处理；(4)喷射厚度：每10延米检查一个断面，每个断面布设不少于5个检查点，合格标准：平均厚度≥设计厚度，≥60%检查点厚度≥设计厚度，最小厚度≥设计厚度的1/2，且不小于5cm，厚度不足部位必须补喷至设计厚度；(5)平整度：采用2m靠尺配合塞尺检查，拱部允许偏差≤100mm，边墙允许偏差≤150mm。5.2一般项目(1)表面质量：混凝土表面密实平整，无空鼓、裂缝、松酥、掉块缺陷，收缩裂缝宽度≤0.5mm，大于0.5mm的裂缝必须处理；(2)回弹率控制：湿喷混凝土回弹率控制为：拱部≤25%，边墙≤15%，超过控制指标的要及时调整配合比及操作工艺；(3)保护层厚度：钢筋网保护层厚度≥20mm，钢架保护层厚度≥30mm，符合设计要求。5.3常见质量缺陷处理(1)局部空鼓、厚度不足：凿除缺陷部位及周边松动混凝土，清理干净岩面，重新分层喷射至设计厚度；(2)大面积背后空洞：采用钻孔注浆法填充空洞，注浆采用纯水泥浆，压力控制在0.3~0.5MPa；(3)裂缝：宽度小于0.5mm的表面裂缝采用水泥浆抹面，宽度大于0.5mm的裂缝采用环氧树脂注浆补强；(4)表面掉块、松酥：全部凿除不合格部分，清理基层后重新喷射混凝土。6安全控制要点(1)作业安全：作业前必须完成找顶排险，确认围岩稳定；喷射作业区必须配备足够通风，通风量满足每人每分钟3m³新鲜空气，作业面粉尘浓度控制在≤2mg/m³；作业人员必须佩戴防尘口罩、防护眼镜、安全帽，穿戴劳保用品，速凝剂接触皮肤后立即用清水冲洗；(2)设备安全：湿喷机械手作业时，机械臂回转范围内严禁站人；小型湿喷机喷嘴严禁对准人员，管路连接必须牢固，作业前检查管路密封性，防止高压风管脱管甩动伤人；作业后及时清理管路内残留混凝土，防止凝固堵管；(3)高空作业安全：拱部喷射作业平台必须验收合格，平台周边设置高度不小于1.2m的防护栏杆，满挂安全网，作业人员全程系安全带，严禁超载堆放材料；(4)用电安全：所有用电设备接地接零保护，配备合格漏电保护器，作业面潮湿环境照明电压不大于36V；电工定期检查用电设备，及时排除安全隐患；(5)应急管理：作业面必须保持逃生通道畅通，配备应急照明、通讯设备；作业过程中安排专人监测围岩变形，发现围岩变形速率增大、开裂掉块等险情，立即停止作业，组织人员撤离，上报技术部门处理。7环境保护与文明施工(1)降尘处理：采用湿喷工艺，配套机械通风降尘，定期检测作业面粉尘浓度，保障作业人员职业健康；(2)废弃物处理：喷射产生的回弹料及时清理，筛选后可按不超过30%的比例掺加至新混凝土中，仅可用于边墙部位回填，不可利用的回弹料运至指定弃渣场，严禁随意倾倒，严禁将回弹料回填在拱部超挖部位；(3)废水处理：拌合站生产废水经二级沉淀池沉淀达标后排放，严禁直接排入地表水体；(4)材料管理：原材料分类堆放，标识清楚，水泥、速凝剂防潮密封存放，避免受潮变质；施工现场做到工完料净，保持作业面整洁。8特殊工况施工要求(1)软弱破碎围岩大变形段：开挖后立即初喷4cm封闭，施作锚杆、钢架后分层复喷，每次复喷厚度不超过8cm，优先采用钢纤维喷射混凝土，提高混凝土抗裂变形能力，待围岩变形稳定后复喷至设计厚度；(2)低温施工：环境气温低于5℃时严禁进行喷射混凝土施工；气温5~10℃施工时，加热拌合水，水温不超过60℃，混凝土入机