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混凝土喷射技术

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隧道喷射混凝土施工指导

  为明确隧道喷射混凝土施工的工艺流程、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。依据《公路隧道施工技术规范》、《公路工程质量检验评定标准》、《公路隧道工程现场施工技术》编制此书,适用于各级公路隧道及辅助坑道的湿喷混凝土施工。
  一、隧道喷射混凝土施工的一般规定
  1、喷射混凝土施工不得采用干喷工艺。
  2、喷射混凝土配合比,应通过试验确定并满足设计强度和喷射工艺的要求。
  3、喷射混凝土作业应符合下列规定:
  (1)当喷射作业分层进行时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。
  (2)混合料应随拌随喷。
  (3)喷射混凝土回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。
  4、喷射混凝土应适时进行养护,隧道内环境温度低于5℃时不得洒水养护。
  5、冬季施工时,喷射作业区的气温不应低于5℃。在结冰的岩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、采用纤维喷射混凝土时,所用材料应满足设计要求。
  7、纤维喷射混凝土施工应符合规定。
  8、喷射混凝土作业安全与防护应符合下列规定:
  (1)应检查和处理支护作业区危石,施工机具应布置于安全地带。
  (2)施工用作业台架应牢固可靠,并应设置安全栏杆。
  (3)施工时,非作业人员不得进入喷射作业区,喷嘴前禁止站人。
  (4)作业区粉尘浓度必须符合本规范第13章的规定。作业人员应戴防尘口罩、防护镜、防护帽等劳保用品。
  (5)喷射作业完成后,应及时清洗机具。
  二、隧道喷射混凝土施工要点
  1、原材料要求
  a.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,水泥型号符合设计要求,并按规定对进场水泥进行检验强。
  b.粗、细骨料
  粗骨料应采用坚硬耐久的碎石或卵石。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%。
  c.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。
  d.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。
  e.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。
  2、配料拌合
  按试验确定的配合比准确计量砂、石料、水泥、 水、减水剂及防水剂投入拌合设备。搅拌时间根据实验确定,且不小于2min。石料、砂、水泥、减水剂、防水剂、合成纤维(掺量为1.2kg/ m3)、水的计量误差满足如下要求。
  a.水胶比:根据喷射混凝土强度由试验确定,宜控制在0.4~0.5之间;
  b.用水量:根据混凝土坍落度要求确定(采用减水剂时可降低用水量);
  c.胶凝用量:根据水胶比和用水量计算确定,但不宜小于400mg/m3;
  d.砂率:应为45~60%;
  e.和易性:喷射混凝土拌合物应无离析和泌水、粘聚性好;
  f.早期强度:按照《回弹法测试混凝土抗压强度技术规程》测试喷射混凝土早期强度时,其24h抗压强度应不低于10MPa
  三、施工质量要求
  1、对有滴水、淋水、出水点等处的受喷面采用凿槽、埋管等方法进行引导疏干处理。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。
  2、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:侧壁不应大于15%,拱部不应大于25%。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。喷混凝土厚度应预埋厚度控制标志,严格控制喷射砼的厚度。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。
  4、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。
  5、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、喷射混凝土的养护: a.混凝土喷射终凝2h后,应采用养护台架进行湿润养护,养护时间不得少于14d; b.黄土或其它土质隧道,以喷雾养护为宜,防止喷水过多软化下部土层; c.隧道内环境气温低于5℃时,不得进行喷水养护。
  四、施工安全要求及措施
  1、施工用作业台架应牢固可靠,并应设置安全栏杆;
  2、应定期检查电源线路和设备的电器部件,确保用电安全,电线包皮应完好,开关应装在固定闸刀盒内;
  3、施工中应经常检查输料管、接头的磨损情况,当有磨损、击穿或松脱等现象时应及时处理;
  4、施工中检修机械或设备故障时,必须在断电、停风条件下进行,检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员;
  5、喷射手应控制好风压、喷射距离,避免回弹骨料伤人。当采用加大风压处理堵管事故时,应先关机将输料管顺直,紧按喷嘴,喷嘴前方不准站人,疏通管路的工作风压不得超过0.5MPa;
  6、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;
  7、非施工人员不得进入正进行喷射的作业区,施工中喷嘴前严禁站人;
  8、喷射作业人员应带防尘口罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具、防尘工作服,雨靴,橡胶手套等防护用具,作业人员应避免直接接触碱性液体速凝剂,不慎接触后应立即用清水冲洗; 9、喷射混凝土结束后,应及时对机具进行清洗,避免堵管炸裂伤人。

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