《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适用范围本作业指导书适用于时速250km/h及以上客运专线双线隧道Ⅴ级~Ⅱ级围岩段喷射混凝土作业，涵盖初期支护素喷射混凝土、钢架结合网喷混凝土、二次衬砌补喷及缺陷修补喷射作业，不适用于特殊地质段（如岩溶、超大溶洞）的定制化喷射作业，特殊段需结合专项方案调整参数执行。2编制依据《高速铁路隧道工程施工技术规程》Q/CR9604-2015《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2018《喷射混凝土应用技术规程》JGJ/T372-2016《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008设计文件、地勘报告及本项目围岩专项评估报告3作业准备3.1技术准备1.喷射作业前组织技术人员、作业班组进行设计交底、安全技术交底，明确喷射混凝土厚度、强度、平整度要求，对钢架结合喷射的节点处理工艺进行培训考核，考核合格后方可上岗。2.核对隧道中线、标高，在围岩、钢架表面标注喷射厚度控制桩点，间距控制为1.5m×1.5m，桩点伸出长度为设计喷射厚度值，偏差不得超过±5mm。3.提前检测围岩渗漏水情况：拱腰以上单点渗水量大于0.15L/(m·min)、边墙单点渗水量大于0.3L/(m·min)时，必须先施作引排水盲管，将渗水引至隧道侧沟后再进行喷射作业，严禁带水直接喷射。3.2人员配置干喷作业严禁用于客运专线隧道初期支护，全部采用湿喷工艺，人员配置按单台湿喷机作业配置如下：岗位人数岗位职责要求湿喷机操作手2持证上岗，熟悉设备性能，能处理常见故障拌料工3掌握配合比计量方法，负责原材料拌合喷射工2掌握喷嘴控制工艺，负责基面处理及喷射质检员1负责厚度、平整度、原材料检测安全员1负责排险、现场安全管控3.3机械设备配置1.湿喷设备：采用液压柱塞式湿喷机，额定输送能力不低于15m³/h，工作风压稳定范围0.4~0.6MPa，配备计量准确的速凝剂添加装置，计量误差控制在±2%以内；优先采用机械臂湿喷台车，人工手持喷嘴作业仅能用于边角、拱脚等机械臂无法到达的部位。2.拌合设备：强制式拌合站，计量系统经检定合格，水泥、外加剂、水计量误差±1%，骨料计量误差±2%。3.辅助设备：高压风水枪、高压鼓风机、厚度检测针、回弹料收集装置、漏电保护装置，隧底开挖完成后配备工作平台或移动台车，平台承载力不低于2.5kN/m²，防护栏杆高度不低于1.2m。3.4原材料准备1.水泥：采用强度等级不低于P·O42.5的普通硅酸盐水泥，进场需提供质量证明文件，进场检测安定性、凝结时间、强度，合格后方可使用，不同品牌、强度等级的水泥严禁混合存放、混合使用。2.骨料：粗骨料采用坚硬耐久的碎石，粒径不大于15mm，级配连续，针片状颗粒含量不大于15%，含泥量不大于1%；细骨料采用坚硬洁净的中粗砂，细度模数控制在2.6~3.0，含泥量不大于3%，严禁采用机制细砂、粉砂。3.外加剂：液体无碱速凝剂，掺量为水泥用量的3%~6%，初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10min，28d抗压强度比不小于90%；当采用碱速凝剂时，碱含量不得大于8%，且总碱量需满足客运专线混凝土耐久性要求；根据环境温度调整掺量：环境温度低于10℃时掺量提高0.5%~1%，高于30℃时掺量提高0.5%。4.掺和料：可加入一级粉煤灰，掺量为水泥用量的15%~25%，需满足细度、需水量比、烧失量要求，活性指数7d不小于70%、28d不小于80%。5.水：采用饮用水，水质符合《混凝土用水标准》JGJ63要求，严禁使用未经处理的污水、坑道水。4工艺控制要求4.1配合比设计1.湿喷混凝土设计强度不低于C25，弹性模量不低于25GPa，配合比由试验室提前试配确定，泵送坍落度控制在120~160mm，喷射回弹率控制：边墙不大于15%，拱部不大于25%。2.参考配合比（每立方米用量，单位kg）：水泥420，粉煤灰80，中砂780，碎石720，水165，速凝剂18，砂率控制为52%~56%，水胶比0.33~0.40，可根据骨料含水率、现场环境温度调整用水量。3.冬季施工时，拌合水温度需加热至30℃~50℃，骨料加热至10℃~15℃，混凝土出机温度不低于10℃，喷射温度不低于5℃；夏季施工时，拌合水温度不高于25℃，骨料采取遮阳降温措施，混凝土入机温度不高于30℃。4.2喷射混凝土施工工艺流程基面处理→布设厚度控制标记→风、水、电路及设备检查调试→拌合运输混凝土→分层喷射→养护→质量检测4.3基面处理1.喷射前采用高压风水枪冲洗岩面，清除浮石、岩渣、灰尘，岩面松动石块必须全部撬除，超挖部位大于50cm的空洞需提前用同级混凝土回填，不得用回弹料填充。2.铺设钢筋网的地段，钢筋网必须紧贴岩面，与钢架焊接牢固，钢筋网与岩面的间隙不得大于3cm，超过间隙的部位必须在喷射时填充密实，严禁出现空鼓。3.钢架喷射混凝土地段，钢架背后与岩面的间隙必须喷射密实，不得存在空洞，拱脚、墙脚处1m范围内必须清理干净虚渣、积水，喷射到位，不得留有死角。4.4喷射作业1.喷射分段、分块进行，分段长度控制为6~8m，分块大小不大于4m×4m，喷射顺序为自下而上，先凹后凸，严禁从上往下喷射；长度大于10m的段落，分台阶喷射，上台阶喷射完成后再喷射下台阶。2.分层喷射时，分层厚度控制：一次喷射厚度边墙为7~10cm，拱部为5~8cm，分层间隔时间控制在15~30min（当掺加速凝剂、环境温度大于20℃时），间隔时间超过2h，下一层喷射前需喷水湿润岩面。3.喷嘴与受喷面的距离控制在0.8~1.2m，喷嘴垂直于受喷面，夹角不得小于70°，当受喷面有水时，喷嘴可偏斜5°~10°避开出水点，先喷射周围，后引排出水，再封闭出水点。4.喷射作业采用螺旋形移动喷嘴，螺旋直径控制为20~30cm，一圈压半圈，保证喷射密实，表面平整；钢筋网、钢架部位，喷嘴适当远离受喷面，降低风压，避免钢筋位移、钢架变形，保证钢架背后、钢筋网与岩面之间喷射密实。5.回弹料处理：回弹料及时清理，严禁混入新拌混凝土重新喷射，回弹料破碎筛分后可用于道路垫层等非结构部位，不得用于初期支护喷射混凝土。6.不同围岩喷射参数要求：Ⅱ级围岩：全断面开挖，素喷射混凝土，设计厚度5~8cm，一次喷射成型；Ⅲ级围岩：全断面或台阶法开挖，素喷射混凝土，设计厚度10~15cm，分两次喷射，开挖完成初喷4cm，复喷至设计厚度；Ⅳ级围岩：台阶法开挖，网喷混凝土+钢架，设计厚度18~25cm，初喷5cm，铺设钢筋网、架设钢架后复喷至设计厚度，分层喷射，每次厚度不大于8cm；Ⅴ级围岩：三台阶或CD法开挖，网喷混凝土+钢架，设计厚度25~30cm，初喷5cm封闭开挖面，每架设一榀钢架喷射一次，分层喷射，最后复喷至设计厚度，仰拱喷射必须一次浇筑成型，保证密实。5质量控制标准及检验5.1原材料质量控制1.水泥：每进场200t为一批，检测强度、安定性、凝结时间，不合格严禁使用；2.速凝剂：每进场50t为一批，检测凝结时间、抗压强度比，不合格严禁使用；3.骨料：每进场400m³或600t为一批，检测颗粒级配、含泥量、针片状含量；4.所有原材料进场必须双检，合格后方可使用，检测报告留存归档。5.2过程质量控制1.混凝土拌合：每工作班检测坍落度不少于2次，调整配合比，每工作台班制作1组喷射混凝土试块，采用150mm×150mm×150mm试模，喷射现场切割成型或大板切割取样，标准养护28d进行强度检测。2.喷射厚度控制：每10m检查一个断面，每个断面每3m检查一个点，厚度允许偏差为-5mm~+50mm，检查点中90%以上满足设计厚度要求，最小厚度不得小于设计厚度的90%。3.平整度控制：用1m靠尺检查，表面平整度允许偏差不得大于100mm，拱顶、边墙平整度偏差不得大于80mm，满足防水板铺设要求。4.强度检测：喷射混凝土强度合格判定满足《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》要求，任意一组强度最小值不得低于设计强度的85%，标准差不大于5MPa时，强度平均值不低于设计强度；标准差大于5MPa时，满足强度判定公式要求。5.3外观质量控制1.喷射混凝土表面密实、平整，无裂隙、露筋、空鼓、脱落现象，钢筋网、钢架不得外露；2.拱脚、墙脚无虚渣、积水淤积，喷射密实，与围岩、钢架结合良好；3.接缝、补喷部位结合平顺，无明显错台。6安全控制要求1.喷射作业前必须由专人进行找顶，清除拱部、边墙的松动危岩，找顶顺序由外向内、从上到下，找顶人员佩戴安全帽、安全带，站在安全可靠的地点，距离找顶面不小于2m。2.工作平台、移动台车必须设置防护栏杆，作业人员佩戴防尘口罩、防护眼镜、防尘安全帽，喷射作业时喷嘴前方严禁站人，操作手不得将喷嘴对准他人，防止高压喷射伤人。3.湿喷机作业前检查管路接头、密封圈，保证密封良好，作业时风压不得超过0.6MPa，管路发生堵塞时，先停机泄压，再进行处理，严禁在带压状态下拆卸管路。4.洞内作业必须保证通风，风量满足每人每分钟3m³，粉尘浓度不得大于10mg/m³，定期检测作业环境粉尘含量，配备防尘降湿设施。5.用电设备必须设置接地保护，开关箱配备漏电保护器，漏电动作电流不大于30mA，动作时间不大于0.1s，夜间作业照明亮度满足要求，电压不大于36V。6.台阶法作业，上台阶喷射时，下台阶不得同时有人作业，防止坠物伤人，作业完成后及时清理工作面，将机具、材料堆放整齐，退出到安全区域。7.不良地质地段（如破碎围岩、偏压段）喷射，必须紧跟开挖工作面，初喷封闭及时，监控量测变形速率超过允许值（0.5mm/d）时，立即停止作业，人员撤出，待变形稳定后再进行复喷作业。7养护及成品保护1.喷射混凝土终凝2h后开始养护，养护方式采用喷水养护，保持混凝土表面湿润，养护时间不得少于14d，环境温度低于5℃时不得喷水养护，采取保温覆盖措施。2.养护频率：环境温度大于15℃时，每天喷水不少于3次，每次喷水时间不少于30min，相对湿度大于85%时可适当减少喷水次数。3.成品保护：喷射混凝土强度未达到6MPa之前，严禁进行下一道工序的开挖、凿毛作业，不得堆放材料、碰撞钢架和喷射面，强度达到10MPa后方可进行后续施工。4.已有喷射混凝土面被开挖爆破震动损坏时，必须凿除损坏部位，清理基面后重新喷射，不得简单修补。8常见质量问题及处理措施常见问题产生原因处理措施回弹率过大骨料粒径过大、水灰比不当、风压过大、喷嘴距离过大、一次喷射厚度过厚调整骨料粒径，控制水灰比，调整风压0.4~0.6MPa，控制喷嘴距离0.8~1.2m，分层喷射减小一次厚度表面开裂水泥用量过大、水灰比过大、养护不及时、速凝剂掺量不当调整配合比，减少水泥用量，降低水灰比，控制速凝剂掺量，终凝后及时养护，宽度大于0.2mm的裂缝采用环氧注浆修补空鼓、脱落基面浮渣未清理干净、初喷层松散、分层间隔时间过长岩面未湿润、渗漏水未引排凿除空鼓部位，重新清理基面，引排渗水，分层喷射密实，间隔超过2h提前湿润岩面厚度不足厚度控制标记缺失、喷射顺序错误、钢架背后未喷满补设厚度标记，严格按自下而上顺序喷射，钢架背后用喷嘴补喷密实，厚度不足部