隧道喷混凝土施工作业指导书Word下载.docx
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应优先采用普通硅酸盐水泥,也可采用矿渣硅酸盐水泥;
在软弱围岩宜选用早强水泥。
水泥标号不应低于425号。
使用前应做强度复查试验。
速凝剂:
必须采用质量合格的产品。
应注意保管,不使其变质。
使用前应做速凝效果试验,要求初凝不超过5min,终凝不超过10min。
应根据水泥品种、水灰比等,通过试验确定速凝剂的最佳掺量,并应在使用时准确计量。
砂:
喷射混凝土应采用硬质洁净的中砂或粗砂,细度模数宜大于2.5,含水率一般为5%--7%,使用前均应过筛,并应事先冲洗干净。
石料:
采用坚硬耐久的碎石或卵石,粒径不宜大于15,且级配良好。
当使用碱性速凝剂时,石料不得含活性二氧化硅。
水:
水质应符合工程用水的有关标准,水中不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。
1.2、机械及管路方面:
喷射机、混凝土搅拌机、皮运输机等使用前均应检修完好,就位前要进行试运转。
管路及接头要保持良好,要求风管不漏风,沿风、水管路每隔40—50米装一阀门接头,以便当喷射机移动时,联结风、水管。
1.3、其它方面:
检查开挖断面,欠挖处要补凿够。
敲帮找顶、清除浮石,用高压水冲洗岩面,附着于岩面的泥污应冲洗干净,每次冲洗长度以10—20米为宜。
对裂隙水要进行处理。
不良地质处应先进行加固(如采用锚杆、钢筋网或金属支架等)。
对设计要求或施工使用的预埋件要安装准确。
备好脚手架或喷射台车,以便于喷射边墙上部或拱部。
埋设测量喷混凝土厚度的标志,如利用锚杆预留一定长度作标记时,应及时将多余长度锯掉,以免喷射后露在表面。
喷射作业面必须有充足的照明,照明灯上应罩上铁丝网,以免回弹物打坏照明灯。
作好回弹物的回收和使用的准备,喷射前先在喷混凝土地段铺设薄铁板或其它易于回收回弹物的设备。
2、喷射作业工艺流程
2.1、干喷:
喷射混凝土喷浆料在洞外集中拌制,运输车运至作业点,采用PZ—5(5m3/h)型干喷机配合简易台车进行喷射施工。
其施工工艺如下图所示。
干式喷射机
搅拌机
外加剂
水泥
粗骨料
细骨料
2.2、湿喷:
将骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀,用湿式喷射机压送拌和好的混凝土混合料至喷头处,再在喷头上添加速凝剂后喷出。
干喷产生的粉尘量和回弹量均很大,且喷射质量和操作手的熟练程度有直接关系,但使用的机械较简单,机械清洗和故障处理较容易;
湿喷混凝土的质量较容易控制,喷射过程中的粉尘和回弹量较少,是值得推荐的一种喷射工艺,但其对机械要求较高。
2.3、潮喷:
喷浆料拌和时可采用将骨料预加少量水,使之呈潮湿状,再加水泥拌和的方法,以降低上料、拌和和喷射时的粉尘。
施工工艺同干喷。
三种喷射方法在施工中应结合实际情况合理选用。
3、喷射作业基本要求
3.1、风压及水压
风压与输送距离、高程、管的弯曲半径及数量、干拌合料配合比、砂石的种类、级配、含水率等有关。
为了保证喷混凝土的质量,降低回弹率,减少粉尘,喷射作业时,要求风压稳定,压力大小调整适当。
当输料距离不大时,双罐式混凝土喷射机的风压和水平输送距离的关系为:
空载压力(100kpa)=0.01×
输料管长度(m)
工作压力(100kpa)=1+0.013×
但当向上垂直输送时,风压比水平输送约每10m增高20--30kpa。
水压一般要比风压高50--100kpa,要求在喷头水环处形成水雾,使干拌合料充分湿润。
喷射作业区的系统水压应大于400kpa,系统水压不足时,须采用压力水箱来提高水压。
3.2、水灰比的控制
合理的给水量是保证喷混凝土质量、降低回弹率和减少粉尘的重要因素。
由于喷混凝土施工工艺的特点,水灰比的控制,目前只能凭借喷射手的经验目测掌握。
如喷射的混凝土易粘着,回弹小,表面湿润光泽,说明水量合适,此时的水灰比一般在0.4—0.5之间。
如果表面无光泽,或出现干斑,回弹物增加,灰尘飞扬,混凝土不密实,则说明水量小;
如果表面塑性大或出现流淌、滑动现象,说明水量大。
喷射手应根据这些现象,及时调整水量。
3.3、喷射角度与喷射距离
喷嘴与岩面的角度,一般应垂直于岩面。
但在喷边墙时,宜将喷嘴略向下俯10º
左右,使混凝土束喷射在较厚的混凝土顶端。
由于混凝土束喷射在呈粘塑性状态的混凝土上,可避免料束中的粗骨料直接与岩面撞击,减少回弹量。
喷射距离是以喷混凝土最小的回弹和最高的强度来确定的。
原则上以能看清喷射情况,使料束集中,回弹量小为宜;
同时也取决于喷头出口压力大小。
一般以0.6—1.2m较好。
喷射手应视具体情况,选用适当的喷射距离。
3.4、一次喷射厚度
一次喷射厚度,主要由喷混凝土颗粒间的凝聚力和喷射层与受喷面间的粘结力而定。
厚度太薄会增大回弹率;
厚度太大会使混凝土颗粒间的凝聚力减弱,同时会引起大片坍落或形成混凝土与岩面脱离。
适宜的一次喷射厚度就是混凝土层在不错裂、不脱落的情况下达到的最大厚度。
分层喷射厚度主要和喷射部位有关。
喷射厚度和喷射部位
项目
一次喷射厚度(cm)
掺速凝剂
不掺速凝剂
拱部
5--6
3—4
边墙
7--10
5—7
分层喷射厚度一般为粗骨料最大粒径的二倍,如一次喷射厚度小于5cm,使用石子的最大粒径也要相应减小。
3.5、分层喷射的间隔时间
分层喷射合理的间隔时间不仅与水泥品种、速凝剂掺量有关,而且与施工温度、速凝剂种类和水灰比大小等有关。
3.6、喷射顺序
喷射施工按一定顺序有条不紊地进行,喷射作业区段的宽度依坑道具体条件而定。
一般应以1.5—2.0米进行。
对于水平坑道,喷射的顺序应先墙后拱,自下而上。
如岩面凹凸不平时,应先喷凹处找平,然后向上喷射。
喷射时喷嘴料束应呈旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇形进行。
如因工程需要适当美观时,可在喷混凝土表面上再喷射一层同标号水泥砂浆,此时喷射顺序应自上而下,喷头料束呈横扫方式运动,不能旋转或停留,以使表面平整光滑。
当岩石松散或处理坍方时,喷射作业应紧跟作业面,初喷应先拱后墙,复喷则先墙后拱。
3.7、喷射操作
对不同的喷射机,要严格按规定的操作方法进行操作,否则容易发生堵管、反风等现象。
喷射机的开、停顺序为:
开动时,先开风后给水,最后停电供料;
停止时,先停止供料,待料罐中的存料喷完后再停电,最后关水停风,同时要根据输送距离的变化,随时调整风压、喷嘴的操作,喷射开始时先给水再送料;
结束时,先停风后停水。
在喷射时,要随时观察围岩、喷层表面、回弹和粉尘等情况,及时调整水灰比。
当喷嘴不出料时,应将喷嘴对准前下方,避开人员。
处理堵管时的工作风压不得超过0.4Mpa。
3.8、养护
为使水泥充分水化,减少和防止收缩裂缝,在喷射混凝土终凝后,即开始洒水养护。
养护时间和喷水次数,取决于水泥品种和空气湿度,在任何情况下,养护时间不少于7D。
冬季施工时,应使喷射混凝土的温度保持在摄氏零度以上。
4、锚喷作业注意事项
4.1、喷射混凝土作业需紧跟开挖面时,下次爆破距喷混凝土作业完成时间的间隔,不得小于4小时。
4.2、喷射混凝土回弹率应与控制,拱部不应超过25%,边墙不应超过15%;
4.3、锚杆应在初喷砼后及时施作,要求垂直于岩面,外露长度不大于10厘米,锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
4.4、锚杆钻孔前应根据设计要求定出孔位,做出标记,孔位允许偏差为±
15毫米。
4.5、采用钢筋网喷射混凝土时,可在岩面喷射一层混凝土后再进行钢筋网的铺设,并在锚杆安设后进行钢筋使用前应清除锈蚀;
钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面的间隙一般不大于3cm,钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固,在喷射混凝土时不得晃动。
4.6、冬季施工时,喷射作业区的气温不应低于5℃。
在结冰的层面上不得喷射混凝土。
混凝土强度未达到6Mpa前,不得受冻。
混合料应提前运进洞内。
4.7、采用钢架喷射混凝土时,钢架的型式、制作和架设应符合下列要求:
1)钢架支撑可选用H型钢、工字钢、U型钢、钢轨、钢管或钢筋格栅等制作。
钢架加工尺寸等应符合设计要求。
2)钢架支撑必须具有必要的强度和刚度,刚架的设计强度,应保证能单独承受2—4米高的松动岩柱重量,其形状应与开挖断面相适用。
3)支撑接头由螺栓连接牢靠,当作为衬砌骨架时,接头应焊接。
4)格栅钢架的主筋材料应采用Ⅱ级钢筋或Ⅰ级钢筋,直径不小于22mm,联系钢筋可根据具体情况选用。
5)钢管钢架应在钢管上设置注浆孔,架设后应注满水泥砂浆。
6)钢架应按设计位置架设,钢架之间必须用纵向钢筋联接,拱脚必须放在牢固的基础上。
钢架与围岩应尽量靠近,但应留2—3cm间隙作混凝土保护层。
当钢架和围岩之间的间隙过大时应设垫块。
如钢架支撑作为衬砌混凝土骨架时,应用预制混凝土背板或填块固定牢靠。
7)钢架应于隧道中线,上下、左右允许偏差5cm,钢架倾斜度不得大于2cm。
拱脚标高不足时,不得用土、石回填,而应设置钢板进行调整,必要时可用混凝土加固基底。
拱脚高度应低于上半断面底线15—20cm,当拱脚处围岩承载力不够时,应向围岩方向加大拱脚接触面积。
8)当钢架喷射混凝土作为永久性支护结构时,钢架与围岩间的间隙必须用喷射混凝土充填密实。
间隙过大时,可用钢楔或混凝土楔块顶紧,其点数单侧不得少于8个。
喷射混凝土应由两侧拱脚向上对称喷射,并将钢架覆盖。
5、故障的预防和处理
5.1、堵管
原因:
1)筛选不严,有杂物或大石块、结块水泥混入拌合料中;
2)砂、石含水率过大,引起管壁粘结;
3)喷射作业结束后,喷射机未进行清洗,储料筒内壁有灰、砂粘结,以后在运转中有大块粘结物脱落。
4)输料胶管内壁磨损后翻起,造成输料不畅,堵塞;
5)输料管漏风,风压降低;
6)输料管出现死弯或弯度过大;
7)喷射风压过低或风量不足;
堵管现象:
1)料罐内有拌合料,但喷枪不出料;
2)喷射压力表指针突然上升,工作料罐内压力增大;
3)喷射机突然出现反风现象;
排除方法:
1)立即停止上料,并停机关风,打开排气阀,放出罐内压缩空气;
2)找出堵塞部位;
3)如在输料管堵塞,可将胶管托起,用木棍沿堵塞部位的前端逐渐向堵塞部位敲打至胶管松软,如在喷出弯管或在喷枪出口处堵塞,可卸下弯管或喷枪,用铁条疏通;
4)最后打开风阀送风,排出积料;
预防措施:
1)喷射机在使用前或结束后,要检查、清理料罐中的余料杂物,停止工作时,上料口应加盖盖严,防止杂物、石子掉入;
2)严格掌握操作顺序,并在操作过程中经常用木槌敲打罐体,使拌合料不致粘结在料罐内壁;
3)把好材料筛选质量关,在喷射机的上料口处再增设一道筛子;
4)对已磨损的输料管要及时包扎或更换;
5)输料胶管的弯度要适宜,避免死弯;
6)喷射前要检查风压、风量,风压或风量不足时不喷;
5.2、出料不匀
1)装料不匀;
2)风源风压波动;
处理方法:
1)喷射时要求连续均匀上料;
2)加大风压能力,增设小风包,错开用风的设备及工具的作业时间;
5.3、喷干料没有水
1)水环处水眼堵塞;
2)水压低,水量不足;
3)供水管路漏水;
1)疏通水眼;
2)保持足够水压、水量;
3)处理管路漏水;
6、安全技术和防尘措施
6.1、安全注意事项
1)严禁将喷枪对准施工人员,以免突然出料伤人。
2)喷射作业时,如压力表指针突然上升,并出现往复摆动时,可能有大石块堵住喷射机喷出弯管,此时应立即停机排除,切勿将大石块强行吹出。
3)用震动疏通的方法处理喷管时,喷射手和辅助操作人员要紧握喷枪,以免送风时喷枪甩动伤人。
处理堵管时,料罐工作风压不能超过0.4Mpa。
4)处理喷出弯管堵塞或清理料罐时,严禁在开动电机、分配盘运转的情况下将手伸入喷出弯管或工作料罐内。
5)平行作业中处理堵管时,应通知附近工作人员避开喷枪出口方向。
6)喷射手应配防护面罩或防护眼镜、胶布雨衣和手套,洞内工作人员带防尘口罩,加速凝剂的工作人员应带胶皮手套。
6.2、防尘措施:
1)适当增加砂石的含水率,是减少砂、石在搅拌、上料和喷射过程中产生粉尘的有效方法。
砂的含水率宜控制在5%--7%;
石子的含水率以2%左右为宜。
2)加强通风和水幕喷雾,对降尘有显著效果。
一般通风管距工作面以10—15米为宜。
同时在喷射工作面的回风流中设置喷雾器进行水幕喷雾,以降低粉尘。
3)适当增加拢料管长度,可使料、水混合均匀,减少粉尘喷出。
拢料管长度以40—60cm为宜。
因太长操作不便,同时会出现管口淌浆。
4)严格控制工作压力。
在满足工艺要求的条件下,工作风压不宜过大,水灰比要控制适当,避免干喷。
5)如采用普通搅拌机时,应增加密封盖。
上料尽可能采用皮带上料机。
6)在施工布置上,根据设备、操作技术等条件,尽量采用远距离管道输料喷射。
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