喷射混凝土作业指导书

30#横通道及右线正洞工程施工 喷 射 混 凝 土 作 业 指 导 书

编制： 复核： 审批： 中铁五局乌鞘岭隧道第一项目部 2004年10月22日 1

喷射混凝土作业指导书 一、喷射混凝土施工准备工作: 1、材料方面： 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10 min。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15mm，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。 2、机械及管路方面： 喷射机、混凝土搅拌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，沿风管路每隔40—50米装一阀门接头，以便当喷射机移动时，连接风管。 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，附着于岩面的泥污、粉尘和杂物应清理干净，对裂隙水要进行处理。 不良地质处应先进行加固（如采用导管注浆、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。 回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。 二、喷射作业工艺流程 30号横通道地质围岩为围岩为Ⅴ级。隧道洞身通过志留系下统板岩夹千枚岩，灰绿色，属软石。基岩裂隙水发育，岩体破碎，呈碎石角砾状。据平导揭示地质情况该段隧道可能出现围岩失稳、变形等地质灾害。为了隧道的开挖作业能快速、安全、有效完成，在施工中采用施工速度快操作人员少阿立瓦喷射机进行喷射混凝土作业，并配备3台湿喷机备用。 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。

三、喷射作业基本要求

1、风压 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。喷射混凝土作业风压保持0.4Mpa。 但当向上垂直输送时,风压比水平输送约每10 m增高20--30 kpa。 2、水灰比的控制 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。试验室人员应根据试验数据和现场实际情况及时调整配合比。 3、 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10°左右，使混凝土束喷射在较厚的砼顶端。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—1.2 m较好。喷射手应视具体情况，选用适当的喷射距离。 4、 一次喷射厚度 其主要由喷砼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。

喷头 速凝剂 压缩空气

细骨料

粗骨料 水泥 外加剂

搅拌机 湿式喷射机 

水 3

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。 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。在施工中要根据现场实际情况确定。 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。

拱部 边墙 拱脚 拱顶 拱脚 1 2 3 4 5 6

7 8 9 墙顶

墙脚 1 2 3 4 5 6

8 9 10 11 12 13 7 4

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，喷射开始时先给风再送料；结束时，先停风后停料。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。 8、地下水处理 30号横通道及右线正洞275米，根据平导揭示地质资料，隧道通过段不同程度的存在地下水。在施工过程中根据地下水出露的不同情况，采取不同的方法进行处理。A、对于洇湿地段在喷射混凝土作业时按照正常施工操作进行，对于洇湿地段不做处理；B、对于地下水出露比较小的出水点，采用四周环绕喷射作业，从外向出水点靠拢，最后再将出水点用喷射混凝土封堵；C对于地下水出水量比较大的，在出水点打眼埋入塑料管进行排水，再实施喷射混凝土作业。在施工防水板时，将塑料管引到环向软透水管。 9、拱部与边墙交接处处理 拱脚与边墙顶结合的部位是喷射混凝土薄弱环节。在施工下断面喷射混凝土工序之前需要对该部位进行特殊处理。首先应对拱脚的喷射混凝土回弹料进行清理，然后将拱部型钢底的洞碴清理干净，最后进行喷射混凝土作业，确保不留隐患。 10、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。喷射砼作业区的环境温度和进入喷射机的材料温度不应低于5℃，已喷射砼的强度未达到5MPa前不得受冻。 四、锚喷作业注意事项 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。 2、喷射混凝土回弹率应予控制，拱部不应超过35%，边墙不应超过25%； 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、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。 5、采用钢筋网喷射混凝土时，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臵连接牢固，在喷射混凝土时不得晃动。 5

6、冬季施工时，喷射作业区的气温不应低于5ºC。在结冰的层面上不得喷射混凝土。混凝土强度未达到6 Mpa前，不得受冻。混合料应提前运进洞内。 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） 钢架支撑选用H型钢、工字钢，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） 钢架应按设计位臵架设，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） 钢架应位于隧道中线，上下、左右允许偏差5cm，钢架倾斜度不得大于2°。拱脚标高不足时，不得用土、石回填，而应设臵钢板进行调整，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。 五、故障的预防和处理 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）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。 3）输料胶管内壁磨损后翻起，造成输料不畅，堵塞； 4）输料管漏风，风压降低； 5）输料管出现死弯或弯度过大； 6）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：