铁路隧道喷射混凝土作业指导书文档格式.docx
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4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
施工程序为:
施工准备→确定工艺→混凝土原材检验→确定配合比→集中拌和→运输→喷射混凝土→养生→检验验收→下一轮施工
4.2喷射混凝土工艺流程
复喷至设计厚度
清除初喷面粉尘
施作锚杆、钢架、挂钢筋网
初喷混凝土4cm
喷射混合料运输
喷射混合料拌合
施工机具就位
检查开挖断面尺寸,清除浮碴,清理受喷面
喷混凝土配
合比选定
喷射混凝土施工工艺框图
清理施工机具
5.施工要求
5.1喷射混凝土设计
隧道初期支护喷射混凝土设计厚度10~35cm,设计强度等级为C25或C20。
喷射混凝土配合比的设计应满足:
强度符合设计要求、不发生管路堵塞、能向上喷射至设计厚度的要求。
5.2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,由混凝土搅拌运输车运至洞内,采用湿喷机喷射作业。
在隧道开挖完成后,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。
5.3喷射混凝土施工准备
(1)喷射前应对受喷岩面进行处理。
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20×
20mm、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。
(2)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。
(3)检查机具设备和风、水、电等管线路,湿喷机就位,并试运转。
①选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求;
压风进入喷射机前必须进行油水分离;
②输料管应能承受0.8MPa以上的压力,并应有良好的耐磨性能;
③保证作业区内具有良好通风和照明条件。
④喷射作业的环境温度不得低于5℃。
(4)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处理。
①大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土。
②小股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或导管引排后再喷射混凝土。
③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。
5.4混凝土搅拌、运输
湿喷砼搅拌采取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确保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试验确定,并应较普通混凝土规定的搅拌时间延长1~2min,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4~5min。
搅拌完成后随机取样,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。
运输采用砼运输罐车,随运随拌。
喷射砼时,多台运输车应交替运料,以满足湿喷砼的供应。
在运输过程中,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。
5.5喷射作业
(1)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。
(2)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致喷平,再自下而上顺序分层、往复喷射。
喷射混凝土终凝后3h内不得进行爆破作业。
①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200~300mm,斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。
②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。
③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,也不能太薄而增加回弹量。
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。
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2~4h。
(3)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,回弹增加;
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察风压,起始风压达到0.5MPa后,才能开始操作,并据喷嘴出料情况调整风压。
一般工作风压:
边墙0.3~0.5MPa,拱部0.4~0.65MPa。
(4)喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离,喷射角度尽可能接近90°
,以使获得最大压实和最小回弹。
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,增加回弹量,影响喷混凝土的质量。
(5)喷射混凝土拌和物的停放时间不得大于30min,喷射过程中要及时检查混凝土的回弹率和实际配合比。
混凝土的回弹率:
侧壁不应大于15%,拱部不应大于25%。
(6)初期支护表面应平整,无空鼓、裂缝、松酥,并用喷射混凝土对基面进行找平处理,平整度用2m靠尺检查。
5.6喷射混凝土养护
喷射混凝土终凝2小时后,应进行湿润养护。
石质隧道采用喷雾养护,。
养护时间不小于14d。
当气温低于+5℃时,不得洒水养护。
5.7喷射混凝土施工控制要点
(1)喷射混凝土原材料先检验合格后才能使用,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8~13cm,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:
(2)喷射混凝土拌合物的停放时间不得大于30min。
(3)必须在隧道开挖后及时进行施作。
喷射混凝土严禁选用具有潜在碱活性骨料。
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)喷射前应仔细检查喷射面,如有松动土块应及时处理。
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。
(5)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。
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要求。
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。
(6)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”而降低支护强度。
(7)经常检查喷射机出料弯头、输料管和管路接头,发现问题及时处理。
管路堵塞时,必须先关闭主机,然后才能进行处理。
(8)喷射完成后应先关主机,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。
(9)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5°
C;
在结冰的层面上不得进行喷射混凝土作业;
混凝土强度未达到6MPa前,不得受冻。
6.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1.2~1.5倍。
湿喷机的选择应符合下列要求:
①机动性强,维修方便,易操作,对集料的级配和坍落度要求范围广;
②密封性能良好,输料连续均匀;
③生产率大于5m3/h,允许最大粒径为15mm;
④输料距离水平方向不小于30m、垂直方向不小于20m;
⑤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。
7.喷射混凝土材料要求
7.1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。
根据工点特点,必要时可采用特种水泥。
其用量不宜小于400kg/m3。
7.2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,严禁选用具有潜在碱活性骨料。
当使用碱性速凝剂时,不得使用含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15mm,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%。
7.3外加剂
应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。
7.4速凝剂
喷射混凝土宜采用液体速凝剂。
在使用速凝剂前,应做水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验,严格控制掺量,并要求初凝时间不应大于5min,终凝不应大于10min。
7.5水
水质应符合工程用水的有关标准,水中不应含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。
7.6钢纤维
钢纤维内不得含有明显的锈蚀、油脂及其他妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质,其中因加工不良造成的粘连片、铁屑及杂质不应超过钢纤维重量的1%。
钢纤维长度应为20~35mm,并不得大于输料软管以及喷嘴内径的0.7倍。
7.7合成纤维
喷射混凝土中的合成纤维宜采用聚丙烯纤维,材质应满足设计要求。
8.质量控制及检验
8.1质量验收规范
《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》(TZ214-2005)
《客运专线铁路隧道工程质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)
8.2分项验收标准
8.2.1主控项目
●喷射混凝土掺加外加剂后,其性能必须满足设计要求。
在使用速凝剂前,应做与水泥的相容性试验及水泥浆凝结效果试验,初凝不大于5min,终凝不大于10min;
采用其他类型的外加剂或几种外加剂复合使用时,也应做相应的性能试验和使用效果试验。
检验数量:
同一生产厂家、同一批号、同一品种、同一生产日期且连续进场的外加剂,每5t为一批,不足5t应按一批计。
每批抽检一次。
检验方法:
采用现场取样试验。
●喷射钢纤维混凝土中的钢纤维应满足下列规定:
①钢纤维的品种、规格、性能应符合设计要求。
②钢纤维抗拉强度不得小于600MPa。
③钢纤维应能承受一次弯折90°
不断裂。
④钢纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的±
10%。
⑤钢纤维不得明显的锈蚀、油渍和其他妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质,也不得混有妨碍水泥硬化的化学成分。
同一生产厂家、同一批号、同一品种、同一出厂日期且连续进场的钢纤维,每5t为一批,不足5t应按一批计。
施工单位每批抽检一次;
监理单位按施工单位抽检次数的20%见证取样检测,并至少一次。
施工单位检查产品合格证、出厂检验报告,在每批中分别随机抽取10根进行抗拉强度、弯折性能试验和用精度不低于0.02mm的卡尺测量长度、直径;
监理单位检查全部产品合格证、出场检验报告、试验报告,并进行规定比例的见证取样检测。
●喷射合成纤维混凝土中的微纤维应满足下列规定:
①合成纤维的品种、规格、性能应符合设计要求。
②合成纤维抗拉强度不宜小于280MPa。
③合成纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的±
④合成纤维不得有妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质,也不得混有妨碍水泥硬化的化学成分。
检验数量;
同一生产厂家、同一批号、同一品种、同一出厂日期且连续进场的微纤维,每5t为一批,不足5t应按一批计。
监理单位检测次数为施工单位抽检次数的20%,并至少一次。
施工单位检查产品合格证、出厂检验报告,在每批中分别随机抽取10根进行抗拉强度和用精度不低于0.02mm的卡尺测量长度、直径;
●喷射混凝土的配合比设计应根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求通过试验选定,并应符合下列规定:
①胶骨比宜为1:
4~1:
5。
②水胶比宜为0.40~0.50。
③砂率宜为50%~60%。
④胶凝材料用量不宜小于400kg/m3。
⑤钢(合成)纤维的掺量应符合设计要求。
施工单位对同强度等级、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、外加剂等主要原材料的品种和规格发生变化,应重新进行配合比设计;
监理单位全部检查。
施工单位进行配合比选定试验;
监理单位检查配合比选定单。
●喷射混凝土的早期(1d)强度必须符合设计要求。
施工单位、监理单位每一喷射循环检查一次。
施工单位采用贯入法或拔出法检测;
监理单位见证检测。
●喷射混凝土的强度必须符合设计要求。
用于检查喷射混凝土强度的试件,应采用大板切割法制取;
当不具备切割条件时也可采用边长150mm的立方体无底试模,在其内喷射混凝土制作试件,试件成型的喷射方向应与边墙相同,喷射混凝土标准养护试件的试验龄期为28d。
当对强度有怀疑时,可在混凝土喷射地点采用钻芯取样法随机抽取制作试件做抗压试验。
施工单位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;
监理单位按施工单位检查次数的20%见证取样检测或按施工单位检查次数的10%平行检验。
施工单位进行混凝土强度试验。
监理单位检查混凝土强度试验报告并进行见证取样检测或平行检验。
●喷射混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求:
①平均厚度大于设计厚度。
②检查点数的80%及以上大于设计厚度。
③最小厚度不小于设计厚度2/3。
④表面平整度的允许偏差为100mm。
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。
监理单位见证检查或按施工单位检查断面的20%抽查。
施工单位、监理单位检查控制喷层厚度的标志、凿孔或无损检测测量厚度,用自动断面仪或摄影仪等仪器测量断面轮廓检查表面平整度。
●喷射混凝土终凝2h后,应按施工技术方案及时采取有效措施进行养护,养护时间不少于14d。
检验数量:
施工单位、监理单位全部检查。
观察,检查施工记录。
●喷射混凝土冬期施工时,作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5°
C。
测温。
●喷射混凝土原材料每盘称量的允许偏差应符合表1的规定。
表1原材料每盘称量的允许偏差
序号
材料名称
允许偏差
1
水泥
±
2%
2
粗、细骨料
3%
3
水、外加剂
4
钢(合成)纤维
施工单位、监理单位每工作班抽查不少于一次。
检验方法:
复称。
●喷射混凝土表面应密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水,锚杆头钢筋无外露。
观察、敲击。
8.2.2一般项目
●喷射混凝土拌合物的坍落度应符合设计配合比要求。
每工作班不少于一次。
坍落度试验。
●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,提出施工配合比。
每工作班不应少于一次。
雨天或含水率有显著变化时,应增加含水率检测次数。
砂、石含水率测试。
9.质量保证措施
⑴按照施工工艺施工,严格执行操作规程。
⑵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。
⑶对于原材料进货,由试验部门进行进场前试验,不合格材料一律不得进场。
⑷制定质量保证体系,抓好每一环节、每一步骤的监控,并责任到人,狠抓落实。
⑸每次喷射作业前,做好人员、机具、物资、技术、测量、试验、运输等准备工作。
⑹施工技术人员对喷射作业环节进行认真检查(内容包括:
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。
10.安全及环保要求
10.1安全要求
(1)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。
(2)喷射手,控制好风压、喷射距离,避免回弹骨料伤人。
(3)电线包皮应完好,开关应装在固定闸刀盒内。
(4)安全员应随时观察地质变化,发现有松动滑块现象,应立即撤离工作面。
(4)喷浆结束后,应清洗喷射机及管路,避免堵管炸裂伤人。
10.2环保要求
(1)加强设备养护,减少设备漏油施工机械的废油废水,采用隔油池等有效措施加以处理,不得超标排放。
(2)隧道内施工污水必须经治理净化处理后排放,不得直接排入河道,做好排水系统,保证排水通畅。
并按环保部门要求集中处理试验及生活中产生的污水及废水
(3)生产中的废弃物及时处理,运到当地环保部门指定的地点弃置。
(4)隧道内加强通风和照明,在有粉尘的作业环境中作业,除洒水和通风外,作业人员还必须配备劳保防护用品。
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