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肇薇蚀袄莆薆螂聿节蚅袄湘桂铁路扩改工程Ⅱ标段隧道工程编号002喷射混凝土施工作业指导书单位中国路桥湘桂铁路扩改工程Ⅱ标第六项目部编制审核批准二00九年八月十三日发布二00九年八月十五日实施喷射混凝土施工作业指导书
1、编制目的明确隧道喷射混凝土施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准,指导、规范隧道喷射混凝土施工作业
2、适用条件及范围本作业指导书适用于中国路桥改建铁路湘桂线永州至柳州段扩能改造工程XG-II标第六项目部管段石头岗隧道、明洞开挖所有的喷射混疑土作业
3、喷射混凝土施工准备工作
3.
1、内业技术准备应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,熟悉、审核施工图纸,规范及技术标准,制定施工安全保证措施,提出应急预案,对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗前技术培训,进行必要的考核
3.2外业技术准备
3.
2.1原材料水泥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
42.5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20,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
3.
2.
2、机械及管路喷射机、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
3.
2.
3、其它检查开挖断面,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5—10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
4、喷射作业工艺流程
4.
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框图所示喷射混凝土施工工艺框图
4.
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其施工工艺如下图所示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
4.
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
5、喷射作业基本要求
5.
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×输料管长度(m)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
5.
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
5.
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
5.
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--63—4边墙7--105—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
5.
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
5.
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
5.
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
5.
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14d冬季施工时,应使喷射混凝土的温度保持在摄氏零度以上
6、锚喷作业注意事项
6.
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3小时
6.
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%;
6.
3、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
6.
4、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
6.
5、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
6.
6、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)钢管钢架应在钢管上设置注浆孔,架设后应注满水泥砂浆5)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6)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7)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
7、劳动组织表一工程名称工序名称普工喷射工修理工安全员电工运输司机喷射工人班长合计喷锚施工10411141123安质员负责检查喷射混疑土的厚度,专业技工需经技术培训考试合格后持证上岗
8、设备机具配备表二序号名称数量备注1多功能作业台架12装载机13风钻4锚杆钻孔4锚杆注浆机25风镐46强制搅拌机1生产拌合料7湿喷机2为提高机械化水平,减少劳动强度,可以采用混疑土喷射机械手或混疑土喷射三联机
9、质量控制及检验
9.
1、质量验收规范《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)《铁路隧道工程质量验收标准》(J287-2004)《铁路混疑土工程验收补充标准》(铁建设
(2005)160号)
9.2分项验收标准
9.
2.1主控项目
(1)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50t为一批,不足50t应按一批计每批抽检一次检验方法采用现场取样试验
(2)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±10%
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应按一批计施工单位每批抽检一次;监理单位检测次数为施工单位抽检次数的20%,并至少一次检验方法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;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
(3)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45%~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检验数量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;监理单位全部检查检验方法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
(4)喷射混凝土的早期(1d)强度必须符合设计要求检验数量施工单位、监理单位每一喷射循环检查一次检验方法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检验数量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%平行检验检验方法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监理单位见证检查或按施工单位检查断面的20%抽查检验方法施工单位、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、监理单位全部检查检验方法观察,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检验数量施工单位、监理单位全部检查检验方法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3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±1%2粗、细骨料±2%3水、外加剂±1%4钢(合成)纤维±2%检验数量施工单位、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,锚杆头钢筋无外露检验数量施工单位、监理单位全部检查检验方法观察、敲击
9.
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检验数量每工作班不少于一次检验方法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,提出施工配合比检验数量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检验方法砂、石含水率测试
10、故障的预防和处理
10.
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;
10.
2、出料不匀原因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;
10.
3、喷干料没有水原因1)水环处水眼堵塞;2)水压低,水量不足;3)供水管路漏水;处理方法1)疏通水眼;2)保持足够水压、水量;3)处理管路漏水;
11、湿喷砼质量保证措施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
12、安全技术和防尘措施
12.
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
0.4Mpa4)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)喷射手应必须带安全帽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
12.
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芅薀肇羇蒀蒆蚄腿芃蒂蚃复喷至设计厚度清理施工机具喷混凝土配合比选定检查开挖断面尺寸,清除浮碴,清理受喷面施工机具就位喷射混合料拌合喷射混合料运输初喷混凝土不大于6cm施作锚杆、钢架、挂钢筋网清除初喷面粉尘加入速凝剂加入合成纤维或钢纤维喷头湿式喷射机水泥细骨料水喷头压缩空气速凝剂粗骨料外加剂搅拌机。