3湿喷砼施工作业指导书.docx
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3湿喷砼施工作业指导书
合福铁路客运专线闽赣段Ⅶ标
隧道湿喷砼作业指导书
Ⅶ标隧ZYS-003
中铁十七局集团京福客专闽赣Ⅶ标项目经理部
湿喷砼施工作业指导书
湿喷砼施工作业指导书
一、编制目的：
对喷射混凝土施工进行过程控制，以保证设计施工喷射混凝土的施工质量和减少回弹量，节约成本。
二、适用范围：
适用于本标段所有隧道湿喷混凝土作业。
三、职责分工：
1、分部经理
（1）主持制定工区的施工计划和年、季、月施工进度计划。
（2）制定质量保证措施，开展质量教育；抓好施工现场的工程质量。
（3）制定安全保证措施，搞好安全生产；确保机械设备和职工安全。
（4）组织施工人员工前安全技术培训，确保人人持证上岗。
2、主管工程师
（1）负责施工方案的制定和报批，负责现场施工技术交底。
（2）负责施工过程中试验、测量、量测等技术问题的处理及报告。
（3）及时掌握围岩变化情况，特别要掌握硬质岩向软质岩、整体性好围岩向整体性差的围岩的变化情况，及时调整初期支护方案。
（4）负责技术资料的搜集与存挡。
3、工班长
（1）组织现施工，对施工发生现场的问题进行处理及上报。
（2）切实树立“百年大计、质量第一”的思想。
及时掌握现场施工、试验、测量等各方面的第一手资料，训练掌握施工技术要求，确保防水板原材料、焊接、铺设等各道工序质量。
确保防水作业各道工序质量达到设计要求。
（3）落实各种质量措施，落实施工中的“三检制”；协调施工现场的测量、施工、检测（观测）等方面的关系，协调好各工序的衔接。
（4）搞好施工现场安全和文明施工管理，建设安全文明样板工地。
4、试验员
（1）负责原材料（防水板、土工布、透水软管等）的取样报送，负责施工现场（防水材料焊接件等）取样、送检。
（2）负责各种防水材料的标识和材质证明书的收集、保存。
（3）负责施工现场各种检验及测试。
5、测量及量测人员
（1）做好控制桩点的记录、复测和保护工作。
（2）根据设计图纸和测量队的控制点进行施工放样，并请分部测量队进行定期复测。
（3）负责隧道断面测量。
（4）负责透水软管、水沟、盲沟、防水板焊点等的位置、高程测量。
（5）负责变形缝、中心排水管的位置及高程的测量及检测。
6、专职安全员
（1）参与各项安全措施的制定，负责施工安全交底书的编写。
做好“三级”安全教育，抓好日常安全教育。
（2）负责检查施工中各项安全措施的执行情况，做好记录并及时上报；及时发现事故苗头，消除事故隐患。
（3）根据施工队年度工程任务、施工状况、工艺流程、施工方法、所用机械性能及自然环境特征等，组织编制安全生产、劳动保护措施及计划。
（4）跟班作业，监督检查施工现场，做好《安全台帐》记录。
7、施工人员
（1）服从施工负责人指挥，自觉接受技术、质检人员的检查监督。
（2）熟悉安全技术交底文件，熟悉掌握本工种施工机械和辅助设备的构造性能、操作技术、施工工艺和施工方法，认真完成施工任务。
（3）遵守安全制度，熟悉安全规程，不违章作业。
（4）参与工前培训及考核，持证上岗。
四、编制依据技术标准/质量标准：
《客运专线隧道工程施工质量验收暂行标准》－铁建设[2005]160号
《客运专线隧道工程施工技术指南》－TZ214-2005
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》－铁建设[2005]160号
《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》—TB10108-2002 J159-2002
1、工程设计情况
Ⅱa、Ⅱb、Ⅲa、Ⅲb型衬砌拱墙喷C25混凝土，Ⅲc、Ⅳabc、Ⅴabc型衬砌全环（Ⅲc仰拱不喷混凝土）喷C30掺纤维素纤维砼支护，临时支护采用普通C25喷砼。
喷砼采用湿喷工艺。
2、一个作业面配套机械设备
每个工作面：
J350型强制式搅拌机一台，TK500湿喷砼机3~4台，每个分部配喷砼机械手一台（RPJ-D型），6m3砼运输车2台,轮式喷砼支护台架一台（自制）可实现湿喷工艺机械化，提高喷射砼的施工质量，减少施工人员的工作强度，提高了施工效率，改善了劳动环境。
3、喷砼支护与开挖之间协调
支护顺序和支护时机与围岩稳定时间有关，支护跟着开挖面进行；对稳定性很差的地段，应以最小的一个支护循环为循环进尺（如以钢支撑间距），更要及时支护，爆破后立即喷混凝土封闭岩面，控制围岩变形，待出碴后再挂网喷混凝土，安装锚杆，达到设计要求，需要时，采用钢拱架与锚喷联合支护。
对松散、破碎自稳能力很差的围岩，采取超前锚杆、管棚或预注浆等方法加固岩体，再按短进尺、弱爆破、及时加强支护的原则进行开挖。
锚喷支护跟随开挖面进行，锚喷支护的效果与施工方法有很大关系，特别是开挖程序、爆破方法、掘进进尺，支护顺序和支护时机。
锚喷支护喷射砼，分初喷和复喷多次进行。
初喷在开挖（或分部开挖）完成后立即进行，以尽早封闭暴露围岩，防止开挖面风化剥落；复喷砼在锚杆、挂网或钢架安装后进行，尽快形成喷锚支护整体受力，以抑制围岩变位。
喷射混凝土应在开挖后尽快施作。
喷射混凝土“初期强度”必须满足施工需要，一般指喷射混凝土终凝到下一循环放炮或复喷时间要有足够的强度增长，即3h强度达到1.5MPa，24h强度达到10.0MPa。
因此，均在喷射后24小时才能起到较好的支护作用。
为达到此指标，喷砼采用高性能液体速凝剂。
喷混凝土终凝3h后，方能进行下一循环的爆破或复喷作业，所以喷混凝土层的强度在此期间应有较快的增长，强度应达到1.5～2.0MPa。
才能抵抗各种外力，不致引起喷层的空鼓、开裂、掉块。
根据量测资料，每一道工序在施工时，变形都会加大，即施工对（喷、锚、挖）它们是扰动、是荷载，只有强度足够时才能起支护作用。
“长期强度”应满足设计要求，一般指28d龄期的抗压强度。
所以喷混凝土的原材料、配合比（包括速凝剂的添加量）不仅要满足要求，而且速凝剂的凝结时间、与水泥的相容性、对强度的影响都要达到要求。
喷射混凝土紧跟开挖掌子面进行，当围岩破碎、稳定性差时，一般采用小药量的松动爆破，对混凝土振动不大，初喷（厚4cm以上）、锚杆、钢筋网、钢架、复喷（二喷、三喷）等作业可以连续进行，直到达到设计要求。
特别是架设好格栅钢架后，必须迅速用喷射混凝土封填，才能发挥支护能力。
围岩较完整、稳定时间较长时，初喷、锚杆、钢筋网等施工后即可进行开挖作业，待下一循环初期支护时间再复喷，可将设计厚度的喷层厚分两、三次完成，由于每层间隔为一循环时间，每层因爆破产生的裂纹在下一次喷混凝土时被填充，而新喷层距掌子面较远，所受的爆破振动亦越小，使喷混凝土层的支护能力更强。
凝聚力及其与岩面粘结力的要求是在喷射混凝土终凝3～5h后，足以抵抗爆破冲击力，不会因开挖爆破使混凝土喷层开裂、脱落、剥离，喷射混凝土与围岩粘结强度，Ⅰ、Ⅱ级围岩不低于0.8MPa，Ⅲ级围岩不低于0.5MPa。
即使是较好的围岩，也应及时喷射混凝土。
4、喷射砼材料
4.1水泥
喷射砼水泥采用P042.5普通硅酸盐水泥。
4.2砂
喷砼采用坚硬耐久的中粗砂，细度模量大于2.5，含水率宜控制在5%~7%之间，喷射砼不得采用细砂。
砂的各项技术标准符合规范要求。
4.3石子
采用坚硬耐久的碎石或卵石，石子粒径不大于15mm，使用前筛洗干净，含水率控制在2%左右，石子的级配符合设计要求。
碱含量应合格。
4.4速凝剂
速凝剂的用量与凝结时间、水泥品种、温度有关，要根据施工工艺要求的凝结时间，对所用水泥做不同掺量的凝结时间试验和强度试验，以确定最佳掺量，要求初凝时间不大于5min，终凝不大于10min。
根据施工工艺要求，采用液体速凝剂。
4.5纤维素纤维
是一种以美国本土经基因改良的特殊树种提取的纤维，并以独特工艺制成的高强高弹模单丝短纤维，纤维表面具有耐碱涂层。
单丝纤维外形成扁平状，在混凝土中极易分散，分散后的纤维不会再次团聚。
该纤维除了能控制混凝土塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂纹，防止及抑制裂缝的形成及发展，大大提高混凝土的抗渗性能、抗冻融性能等一般纤维的优点外，还具有和水泥亲和力强，促进水泥水化，减少混凝土泌水等特殊性能。
掺量为0.9kg/m3。
4.6水
采用饮用水。
4.7外加剂
喷砼外加剂主要有液体速凝剂和减水剂。
5.喷射砼前的准备工作
喷射混凝土前，应对受喷岩面进行处理后再喷射混凝土。
喷射作业应连续进行，并做好以下各项准备工作：
5.1一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，宜采用高压风吹净岩面，以保证喷射砼与受喷岩面粘结牢固，保证喷射砼和地层良好的共同受力。
5.2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，以提高喷混凝土的附着力。
喷混凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷射混凝土。
在土层或煤层中进行喷射出现喷射不上去现象，此时应贴开挖面挂5cm×5cm细网片，并用锚杆固定在开挖面上，然后喷水泥砂浆薄层，等凝固后再正式喷射喷水泥砂浆时，要加大速凝剂掺量，减小风压。
5.3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。
喷层厚度是评价喷砼支护工程质量的主要项目之一。
施工中往往发生因喷层过薄而引起砼开裂、离鼓和剥落现象。
因此在施工中必须控制好喷层厚度
5.4检查机具设备和风、水、电等管线路，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）检查速凝剂的泵送及计量装置性能
5.5对有涌水、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。
隧道开挖后，大股涌水应先进行注浆堵水，一般顺涌水出露点打孔，压注速凝浆液（水泥－水玻璃浆液）；
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。
小股水或裂隙渗漏水，视具体情况宜进行岩面注浆（布孔宜密，钻孔宜浅），或采用小导管沿隧道周边环形注浆；股水根据情况，或顺股水出露点打孔压注速凝浆液，或插排水管引流（见说明图）；围岩裂隙渗漏注浆孔布孔宜疏，钻孔宜深，或顺水路（节理、裂隙）扣排水半管或线形排水板，将水引到隧底水沟或纵向排水管；待受喷面上无流淌水后再喷混凝土。
有涌水、渗水或潮湿的岩面喷射前的处理
3）大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，有渗水和大面积潮湿的的岩面与喷混凝土不易粘结，为了增加粘结性，初喷在岩面上的混凝土可适当增加水泥用量；也可在混凝土中掺入高效减水剂或添加各种增粘剂。
5.6喷砼作业前，应认真清除作业面拱脚或墙脚的虚碴和回弹物料，以防止拱墙脚因喷砼强度不足出现失稳现象
6施工工艺
6.1施工工艺流程
隧道采用机械手湿式喷射砼施工工艺详见湿喷砼施工程序见下图。
6.2搅拌运输
喷射混凝土采用湿喷工艺；混凝土采用自动计量配料、强制搅拌机拌和；混凝土采用轮胎式搅拌运输车运输。
湿喷砼施工程序图
6.3喷砼
6.3.1素喷砼
隧道的喷射混凝土采用湿喷工艺，喷射机器人自动喷射。
在前期分部开挖时，不利于喷射机器人施工，前期使用TK-500型湿喷机，工艺与喷喷射机器人类似，采用人工控制喷头，利用台架作为工作平台。
6.3.1.1待喷面处理：
检查待喷面尺寸、几何形状是否符合设计要求；拆除待喷面影响喷射作业的障碍物，对不能拆除者应加以保护；为保证施工质量和施工作业安全，施工前喷射面要进行如下处理：
清除浮面和有害的粘着的杂物等；有涌水的地方要做好引排水；喷射面吸水性较强时要预先洒水；当设有加强钢筋时，为了不致反弹，要将钢筋牢固地固定在喷射基层面上。
在不设钢拱架的段，设置控制喷射混凝土厚度的标志，采用埋设钢筋头做标志，在支护完成后的钻孔检查时发现了喷层偏薄而补厚困难甚大。
6.3.1.2喷射砼：
采用混凝土喷射机器人自动喷射砼，混凝土的搅拌与喷射由喷射机器人自动完成。
采用机器人湿式喷射混凝土，粉尘少，回弹少，砼质量易保证，且降低工人的劳动强度，改善隧道施工作业环境。
砼喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔20mm），以免超粒径骨料进入喷射机。
喷射时，送风之前先打开计量泵（注意：
此时喷嘴应朝下，以免速凝剂流入输送管内），以免高压砼拌合物堵塞速凝剂环喷射孔。
喷射手应保持喷头具有良好的工作状态，以喷射砼回弹量小，表面湿润有光泽，易粘着为好，同时喷射机司机与喷锚手要密切配合，根据喷射手反馈的喷射情况及时调整风和计量泵，控制好风压和速凝剂掺量。
喷头与受喷面的距离以1.5～2.0m较为适宜。
喷射时喷头由机器人自动调节角度、距离等，喷射路线呈小螺旋形绕圈运动，绕圈直径30cm左右为宜。
后一圈压前一圈的1/3～1/2，喷射路线呈“S”形运动，每次“S”形运动长度为3～4m，喷射纵向第二行时，要依顺序从第一行的起点处开始，行与行间须搭接2～3cm，料束旋转速度，原则上要均匀不宜太慢或太快，喷射区段划分和喷头活动顺序如下图。
喷头与受喷面的角度，一般应垂直于受喷面，但在喷边墙时，宜将喷头略向下俯10°左右，使砼束喷射在较厚的砼顶端，可避免料束中的粗骨料直接与受喷面撞击，减少回弹量。
喷射区段划分图
前进方向
前进方向
边墙喷头活动顺序
拱圈喷头活动顺序
喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。
一次喷射厚度，主要由喷砼颗粒间的凝聚力和喷层与受喷面间的粘结力而定，厚度太薄会增大回弹率，厚度太大会使砼颗粒间的凝聚力减弱，同时会引起大片坍落或形成喷砼与岩面脱离，形成空隙，一次喷射厚度不宜超过10cm。
分层喷射时，后一层喷砼应在前一层喷砼终凝后进行，时间间隔一般为15~20min，若终凝1小时后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。
喷射混凝土的一次喷射厚度：
拱部为60～100mm，边墙为80～150mm。
初喷混凝土在开挖后及时进行，复喷应根据掌子面的地质情况和一次爆破药量分层、分时段进行喷射作业，以确保喷射混凝土的支护能力和喷层的设计厚度;喷射混凝土终凝后3h内不得进行爆破作业。
喷射混凝土的回弹率：
喷射砼施工中的回弹率，同喷射砼材料和水灰比，混合物喷射速度，喷头至受喷面的距离与角度及喷射手技术熟练程度等因素有关，而回弹率的高低对喷射砼质量、材料消耗、施工效率等都有重大影响，喷砼的回弹率边墙不应大于15%，拱部不应大于25%。
喷射速度（即喷头出口处的工作风压）是影响喷射砼质量和回弹的重要因素之一。
当风压过小，即喷射速度太小时，由于喷射冲击力太小，粗骨料不容易嵌入新鲜砼中，则回弹率增大，也影响喷射强度；当风压过大，即喷射冲击力太大时，回弹率也高，也会使粉尘浓度增大。
当喷头处的工作风压为0.1MPa左右时，在其它影响因素符合规定时，喷射砼回弹率较小，强度较高，粉尘浓度较低。
喷头方向，喷头与受喷面的距离都影响着回弹率，在施工中要保持合理的方向和距离。
湿喷混凝土施工，采用自动计量拌合站能够控制混凝土的配合比，提高混凝土的品质。
在喷射作业中要及时协调好坍落度、风压、喷射距离、角度、速凝剂掺量、喷面状况（初喷、复喷、找平）之间相互影响的关系，则喷射的质量便有保证。
6.3.1.3养护：
为使水泥充分水化，减少和防止收缩裂缝，在喷射砼终凝后2h即开始洒水养护。
养护时间和洒水次数，取决于水泥品种和空气湿度，在任何情况下，养护时间不小于14d。
气温低于+5℃时不得喷水养护。
6.3.1.4喷砼厚度控制
喷射混凝土厚度的检查除采用埋钉法外，可在喷射混凝土8h后用钢钎凿孔，若混凝土与围岩的颜色相近不易区别时，可用酚酞试液涂抹孔壁，呈现红色者为混凝土厚度。
喷射混凝土的厚度应符合下列要求：
喷射混凝土平均厚度应大于设计厚度。
喷射混凝土厚度检查点数的80％及以上大于设计厚度。
喷射混凝土最小厚度不小于设计厚度的2/3。
6.3.2在有钢架地段的喷砼
在有钢架喷射砼时，关键是保证钢架与壁面之间的砼充填密实，在施工时首先喷射钢架与壁面之间的砼，待钢架与壁面之间及钢架周围填满砼之后，再喷射钢架之间的砼。
喷砼后壁面应平顺无渗漏水。
在喷射边墙下部（台阶法施工上半断面拱脚）及仰拱时，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。
网片的保护层厚不得小于2cm，钢架的保护层厚度不得小于4cm,沿钢架外缘每隔2m应用楔子楔紧。
7、现场的几种试验方法
喷射混凝土必须满足设计的强度、厚度及其与岩面粘结力要求。
7.1喷射混凝土与围岩粘结强度的试验方法：
7.1.1成型试验法：
在模型内放置面积为10×10cm、厚5cm，粗糙度近似于实际岩面的岩块，用喷射混凝土掩埋，等强后加工成10×10×10cm的立方体并养护28天，用劈裂法进行试验。
7.1.2直接拉拔法：
在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的拉杆，用10cm厚的喷射混凝土将加力板埋入，试件面积30×30cm（与周围喷射混凝土分离），养护28天后进行拉拔试验。
7.2回弹率
回弹率的测定方法是：
按标准操作喷射0.5～1.0m3的混凝土，在长度3.0m的墙部或拱部喷10cm厚的喷层，用铺在地面上的彩条塑料布或钢板收集回弹物，称重后换算为体积与全部喷出混凝土体积的比值。
7.3喷射砼的强度检验
试件采用边长15cm的立方体无底试模射成型、大板切割方法制取。
在本项目中准备两种方法均使用。
7.4喷射砼的配合比检验
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并经审批后才能使用。
7.5喷射砼的早期（1d）强度的检查：
每一喷射循环检查一次，通过贯入法或拔出法检测。
7.6喷射砼的原材料每盘称量的检查就满足下表要求：
要求每工作班抽查不少于一次，采用复称方式进行。
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
±2%
4
素纤维
±2%
7.7喷射砼表面检查：
对所时行的喷射砼及时进行喷射混凝土表面检查，砼表面应密实、砼表面用2m直尺进行检查时，凸或凹入度不得超过5cm，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外露。
7.8喷射砼坍落度检查：
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。
7.9喷射砼砂石含水率检查：
每次进行喷射混凝土拌制前，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，给施工配合比交砼工班。
8、安全环保注意事项
8.1、开机时应按先开风阀，再依次开计量泵、主机的顺序进行，严禁将喷枪对准施工人员，以防止突然出料伤人。
8.2、喷射作业时，如压力表指针突然上升，并出现往复摆动时，说明堵管，此时应立即停机疏通管路
8.3、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，同时要控制好拌合物水灰比，经常检查速凝剂注入环的工作情况，发现问题及时解决。
8.4、喷射作业完成后应先关主机，再依次关闭计量泵、风阀，然后用清水将机内输送管路内残留物清洗干净。
8.5、喷射手要配带好防护面罩或防护眼镜、胶布雨衣和手套，洞内作业人员要带防尘口罩。
8.6、喷射作业机旁的粉尘容许浓度应小于10mg/m3。
测定条件是：
在洞内停止通风的环境中，开始喷射作业5min后，距喷射点5m处的测定值。
9记录检查及报检统计
检验批划分为每个喷身段，有关原材料的检验在检验计划中明确统计。
填表：
喷射混凝土（原材料）检验批质量验收记录表。
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