喷射混凝土施工

喷射混凝土施工

1、 工艺概述

利用压缩空气，将一定配和比拌制的混凝土混合物沿管路输送至喷头处并以一定的压力和速度垂直喷射于受喷面，依靠喷射过程中水泥与骨料的连续撞击压密而形成的一种混凝土。适用于隧道洞口边仰坡支护及洞身支护。

2、 作业内容

喷射混凝土生产及运输；

清理基岩表面

喷射砼；

喷射混凝土养护。

3、 质量标准及验收方法

3.1 喷射混凝土采用的材料应符合下列规定：

水泥：应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥（不低于 P.O32.5），必要时可采用特种水泥。当有抗冻、抗渗要求时，应采用 P.O42.5 水泥。

当喷射混凝土遇含有较高可溶性硫酸盐的地层或地下水地段，应按侵蚀类型和侵蚀程度采用相应的抗硫酸盐水泥。

当需要喷混凝土有较高的早期强度时，可选用硫铝酸盐水泥或其它早强水泥。

粗细骨料应符合如下要求：

喷射混凝土中的石子最大粒径不宜大于 15mm。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％。

喷射混凝土用的骨料级配宜控制在图 2.6.1-1 所给的范围内。

图 2.6.1-1 喷射砼骨料级配控制曲线图

外加剂：应对混凝土的强度及与围岩的粘结力基本无影响；对混凝土和钢材无腐蚀作用；吸湿性差，易于保存；不污染环境，对人体无害。

速凝剂：喷射混凝土宜采用液体速凝剂，其掺量不宜大于水泥用量的 5％。速凝剂使用前，应做与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，并要求初凝不应大于 5min，终凝不应大于 10min。

水：水质应符合工程用水的有关标准，不得使用污水、海水、 PH 值小于 4 的酸性水、硫酸盐含量按硫酸根离子计超过水重 1％的水。

钢纤维：钢纤维抗拉强度不得小于 600MPa, 钢纤维应能承受一次弯折 90°不断裂。钢纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的±10%。钢纤维内不得有明显的锈蚀、油脂及其它妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质，铁屑及杂质不应超过钢纤维重量的 1％。

喷射混凝土胶凝材料用量不宜小于 400kg/m3。

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 1 原材料每盘称量的允许偏差

喷射混凝土的性能、回弹率、粉尘浓度应符合国家现行《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的规定， “初期强度”应满足施工需要，即 3h 强度达到 1.5MPa，24h 强度达到10.0MPa。

喷射混凝土的原材料、配合比、拌和、运输、喷射、质量检查等，应符合现行《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（ TB10108）有关规定。喷射混凝土因施工方法及环境条件的不同而要求其性能不同，应以试验喷射确认以上项目的选定。下列数据可供选择：

灰骨比宜为 1:4～1:5；

水灰比宜为 0.40～0.50；

砂率宜为 45％～60％。

喷射混凝土拌合物的坍落度宜为 8cm～13cm。

喷射混凝土应采用湿喷工艺；混凝土宜采用自动计量配料、强制搅拌机拌和，搅拌时间不得少于 3min；混凝土搅拌运输车（轮胎式或轨行式）运输，拌和料的停放时间不得大于 30min。

喷射混凝土表面质量要求；表面应平整，无空鼓、裂缝，用 2m 靠尺检查，表面平整度不应大于 100mm。

喷射混凝土的厚度应符合下列要求：喷射混凝土平均厚度不应小于设计厚度；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。

喷混凝土的回弹率：墙部不应大于 15%，拱部不应大于 25%。

4、 工艺流程图

工艺流程图见 2。

5、工序步骤及质量控制说明

5.1 施工准备

熟悉施工图纸，做好各项技术交底。

根据施工进展的要求提前备足喷射混凝土的各种原材料。

根据现场材料的含水量，现场试验确定施工配合比，用于现场喷射混凝土拌制。

检查机具设备和风、水、电等管线，并试运转，确保各项作业正常进行。

做好现场劳动力组织，准备好各种施工机械，并保证施工机械的完好率，使其能满足施工要求。

5.2 基面处理及辅助工作

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。若为泥、砂质岩面时应挂设钢筋网（网格宜不大于 20×20mm），用环向钢筋和锚钉或钢架固定。

设置控制喷射混凝土厚度的标志，每 2m 布设一处，一般埋设钢筋头做标志。

检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转：选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求。压风进入喷射机前应进行油水分离。输料管应能承受 0.8MPa 以上的压力，并应有良好的耐磨性能。保证作业区内具有良好通风和照明条件，喷射作业的环境温度不得低于 5℃。

湿喷机的性能应符合：密封性能良好，输料连续均匀；生产率大于 6m3/h，允许骨料最大粒径为 16mm；混凝土输料距离：水平方向不小于 30m，垂直方向不小于 20m；喷射混凝土时粉尘含量不得大于 2mg/m3。

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：大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土；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；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；当岩面有较大凹处时，应先将凹处喷平。

5.3 喷射砼生产及运输：喷射混凝土应采用自动计量拌和或强制式拌和机生产，混凝土搅拌运输车运输。

5.4 喷射砼

初喷砼厚度不小于 4cm。喷射作业应分段、分片、分层、由下而上进行，分段长度不宜大于 6m。

分层喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝 1h 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可按喷射部位和要求厚度确定，或按表 2.6.1-2 选用。

表 2.6.1-2 喷射混凝土一次喷射厚度 （ mm）

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。

喷嘴宜与喷射面垂直，其间距宜为 0.8~1.2m；喷嘴应连续、缓慢作横向环行移动，喷层

厚度均匀。若有钢架或钢筋时，喷嘴与受喷面呈 45 度关系。

喷射在岩面上的混凝土表面应无滑移下坠现象。当表面有松动、开裂、下坠、滑移等现象时，应及时清除重喷。

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。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。

钢纤维喷射混凝土

钢纤维喷射混凝土的原材料中宜加入硅粉或粉煤灰等活性掺合料。

钢纤维喷射砼的一次搅拌量不宜大于额定搅拌量的 80％；搅拌工艺应确保钢纤维在拌合物中分散均匀，不产生结团，宜优先采用将钢纤维、水泥、粗细骨料先干拌后加水湿拌的方法，搅拌时间应较普通混凝土规定的搅拌时间延长 1～2min,且干拌时间不得少于 1.5min。或采用先投放水泥、粗细骨料和水，在拌合过程中分散加入钢纤维的方法；必要时钢纤维采用播料机均匀地分散到混合料中，不得成团。

在钢纤维喷射砼的表面宜再喷射一层厚度为 10mm 的水泥砂浆，其强度等级不应低于钢纤维喷射混凝土的强度。以此避免外露钢纤维将结构防水层挂破。

5.5喷射混凝土养护

喷射混凝土终凝 2h 后，应湿润养护，时间不得少于 14d。

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。

气温低于 5℃时不得喷水养护。

5.6施工要点

5.6.1喷射机具应具有良好的密封性能，输料连续、均匀，满足喷射作业要求。

5.6.2确定合理的水胶比、用水量、胶凝材料用量以及砂率，保证和易性和早期强度。

5.6.3分段分片自下而上顺序喷射，一次喷射厚度拱部不得超过10cm，边墙不得超过 15cm，喷嘴与岩面保持垂直，距受喷面 O·8～1．2m。

5.6.4喷射压力宜控制在 0.15～0.2MPa，混凝土喷射终凝 2h 后，应进行湿润养护，养护时间不得少于 l4d。

5.6.5喷射作业人员应带防尘口罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用具，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，喷射混凝土作业完成后应及时对机具进行清洗。

5.6.6喷射混凝土表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，并用喷混凝土(或砂浆)对基面进行找平处理，平整度用 2m 靠尺检查，表面平整度允许偏差满足验标相关要求。

6、其他:

冬期施工应符合下列要求：

洞口喷射混凝土的作业场合应有防冻保暖措施。

在结冰的层面上不得进行喷射混凝土作业。

作业区的气温和混合料进入喷射机的温度不应低于＋ 5℃。

混凝土强度未达到 6MPa 前，不得受冻。

湿喷机械手喷射混凝土 喷射后的混凝土