喷射混凝土施工要点有哪些 (喷射混凝土支护原理是什么)

喷射混凝土支护作业标准

2.1 作业制度

1.施工作业执行文件：施工项目部下发的有效设计图纸、技术交底文件、《隧道初期支护施工作业指导书》，《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》。

2.施工作业执行的强制性规范：《安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、《客运专线铁路隧道工程施工质量与验收暂行标准》、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》。

3.作业队制定《**作业队施工职责分工及岗位责任制制度》。

2.2 适用范围

锚杆和喷射混凝土支护施工普遍应用于初期支护和临时支护中。在双线或单线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩较差地段，在锚喷支护基础上可采用格栅钢架或型钢钢架（加钢筋网）支护措施。超前支护可针对双线或单线客运专线隧道不良地质进行预加固。

2.3 工艺流程

喷射混凝土流程见图4.2.3。

砂、石、水泥、水、

外加剂（微、钢纤维）

施工准备

施喷面的清理

计量配料

拌和

装运喷料

混凝土湿喷机

现场施喷

加速凝剂

检查、

试验

结束

混凝土搅拌站

不合格

补喷混凝土

合格

图4.2.3 湿喷混凝土施工流程图

2.4 施工要求

1.一般规定

（1）隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作，同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环，保证施工安全。

（2）隧道初期支护应采用喷锚支护，根据围岩特点、断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等单一或组合的支护形式。支护参数的选择，一般地段应符合设计要求；特殊岩土及不良地质段支护加强，应根据设计计算或工程类比法确定。

（3）隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、距离及工序搭接要求；确定喷射混凝土前基面标准和设置喷射混凝土厚度控制标志；选择基面出水点处理措施；确定锚杆、钢架、钢筋网的加工、运输、安装方案；确定改善作业环境的措施及人员防护方案；选择合格的材料供应方，对进场的原材料进行检验、试验并选定配合比；选择满足上述要求的施工组织和各项资源配置，并同时进行试运行确认其有效性。

（4）锚喷支护施工中，应做好下列工作：

①锚喷支护施工记录；

②喷射混凝土的强度、厚度、外观尺寸等项检查和试验报告。

（5）喷射混凝土冬季施工时，作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5℃。

（6）作业区应有良好的通风和照明装置，喷射混凝土时粉尘含量不得大于2mg/m3。

（7）隧道支护施工后，应清理场地和设备料具，为下一工序创造条件。并对喷射混凝土进行养护，同时分析检测不满足要求的项目及产生原因，并制定整改措施。

2.工序流程

（1）初期支护施工的一般工序流程为：开挖后初喷混凝土→系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢架）→复喷混凝土至设计厚度。

（2）*破爆**后应首先清除浮石，然后立即进行初喷混凝土封闭围岩，以期充分发挥围岩的自稳能力。出渣结束后，再根据威严级别是做锚杆、挂网、拱架及复喷混凝土。

（3）在富水断层破碎段，支护施作前应及时排水，以预防塌方的发生。

在少量集中渗水、淋水地段，在将要通过的透水层部位，可采用排水孔法或排水管法，布置一定数量的排水孔或埋设排水管，将渗、淋水集中到排水孔内导出；也可采用金属网法，通过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围岩上，通过软管排水，随即喷射混凝土。

如涌水较大，支护时对主要涌水出水口暂不进行封堵支护，待涌水减小或无水时，再进行支护或进行固结封堵，迫使水流改变流向。

（4）喷射混凝土厚度必须利用断面仪检测断面或凿孔检查，喷射混凝土的平均厚度应大于设计厚度，最小厚度不得小于设计后的2/3。

（5）隧道支护施工中，应确认各项资源和作业环境符合要求，控制并确认各项作业按规定程序和标准进行。

（6）施工机具应布置在无危石的安全地带，在不良地质地段，设专人随时观察围岩变化情况。

3.喷射混凝土

（1）喷射混凝土施工应采用湿喷工艺，由洞外自动计量拌合站生产，混凝土搅拌车运输，宜采用机械手配合湿喷机喷混凝土。

（2）喷射混凝土作业前，应做好以下准备工作：

①检查开挖断面净空尺寸。

②清除松动岩块和墙脚岩渣、堆积物，并向料斗加水冲洗受喷面（当岩面受水容易潮解、泥化时，只能用高压风清扫）；应从顶部工作面往下清洁。

③设置控制喷射混凝土厚度的标志。

④检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转，喷射机应具有良好的密封性能，输料连续、均匀，附属机具的技术条件应能满足喷射作业需要。

⑤岩面如有渗漏水应予妥善处理。

a．对于大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土，一般情况下可顺涌水出*点露**打孔，压注速浆液（水泥-水玻璃浆液）进行封堵。

b．对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进行封堵。

c．对集中出水点可顺水路（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，其施工示意参见图4.2.4-1.

（3）喷射混凝土配合比设计必须同时满足混凝土性能和喷射混凝土工作度（可喷性）要求，喷射混凝土配合比应通过试验确定，并应遵守下列原则：

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；

用水量：根据混凝土塌落度要求确定（采用减水剂时可降低用水量）；

胶凝用量：根据水胶比和用水量计算确定，但不宜小于400mg/m3；

砂率：应为45%~60%；

和易性：喷射混凝土拌合物应无离析和泌水、粘聚性好；稀薄流喷射混凝土最适宜塌落度为8~12cm，稠密流喷射最适宜塌落度为10~16cm；

早期强度：按照《回弹法测试混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23）测试喷射混凝土早期强度时，其24h抗压强度应不低于10MPa。

(4)混凝土喷射作业可参照一下要求进行：

①喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序自下而上；

②一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定，且拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm；

③喷嘴与岩面保持垂直，且距受喷面0.8~1.2m为宜；

④喷混凝土时控制好风压与速凝剂掺量，减少回弹，喷射压力以控制在0.15~0.2MPa为宜；

⑤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后再喷射，应先用风水清洗喷射表面；

⑥对于较大的凹洼处，首先喷射填平；

⑦喷射作业紧跟开挖作业面时，下一循环*破爆**应在喷射混凝土终凝3h以后进行；

⑧对有渗水和大面积潮湿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。

（5）喷射混凝土养护应符合下列规定：

①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；

②黄土或其他土质隧道，以喷雾养护为宜，防止喷水过多软化下部土层；

③隧道内环境气温低于5℃时，不得进行喷水养护。

（6）喷射混凝土冬期施工应符合下列规定：

①喷射作业区的温度不应低于5℃，在结冰的岩面上，不得喷射混凝土；

②混合料进入喷射机料斗前温度不得低于5℃；

③对液体速凝剂进行加热处理，温度不应低于10℃（最佳20℃）；

④喷射混凝土强度未达到6MPa前，不得受冻。

(7）喷射混凝土施工作业中安全与防护应符合下列要求；

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；

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当采用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；

⑦喷射作业人员应戴防尘口罩、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；

⑧喷射混凝土作业完成后应及时对机具进行清洗。

(8）喷射混凝土表面应平整，无空鼓、裂隙、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：侧壁5cm、拱部7cm。

4.锚杆

（1）锚杆施工应符合现行《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086）、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB 10108）的有关规定。

（2）锚杆类型选择，应根据地质条件、使用要求及锚固特性，可选用中控砂浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦型锚杆等。锚杆杆体半成品、成品的类型、规格、性能符合设计要求和国家有关现有技术标准的规定。

（3）锚杆按设计要求，在洞外加工或由厂家直接提供，由运料车运至洞外。

（4）锚杆粘结剂的粘结强度、凝固时间、抗老化及抗侵蚀性能应满足设计要求，对环境无污染。水泥砂浆不应低于M20.

（5）锚杆孔应符合下列条件：

①钻孔机具应根据锚杆类型、规格及围岩情况选择；

②应按设计要求定出位置，孔位允许偏差为±100mm；

③应保持直线，应与其所在部位的围岩主要结构面垂直；

④深度及直径应与杆体相匹配，锚杆杆体露出岩面长度不大于喷射厚度；

⑤有水地段应先引出孔内的水或在附近另行钻孔；

⑥对成孔困难的地段，应采用自钻式锚杆。

（6）锚杆安装应符合下列要求：

①杆体插入锚杆孔时，应保持位置居中，插入深度应满足设计要求。

②砂浆锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实，砂浆或水泥浆内可添加适量的微膨胀剂和速凝剂。

③药包型锚杆、树脂锚杆应先将药包和树脂卷的质量，受潮或变质者不得使用。在杆体插入过程中应注意旋转，使粘结剂充分搅拌。

④锚杆垫板应与孔口混凝土密贴，并随时检查锚杆头的变形情况，及时紧固垫板螺帽。

⑤锚杆垫板安装应在锚杆已经具有抗拔力情况下进行。

⑥锚杆安设后不得随意敲击，其端部在填充砂浆终凝前不得悬挂重物。

（7）常见锚杆施工工序流程见图4.2.4-2。

（8）普通水泥砂浆锚杆的施工

普通水泥砂浆锚杆主要设置在边墙部位，施工时采用锚杆台车或风钻钻锚杆孔，机械配合人工安装锚杆，水泥砂浆终凝后安设孔口垫板，其施工流程参见图4.2.4-2。普通水泥砂浆锚杆的施工应满足以下要求：

①砂浆配合比（质量比）：水泥：砂：水宜为1：（1~1.5）：（0.45~0.5），砂的粒径不大于3mm；

②砂浆应拌合均匀，随伴随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完；

③砂浆作业应遵循下列规定：

注浆开始或中途暂停超过30min时，应用水润滑注浆管路；注浆孔口压力不得大于0.4MPa；注浆管应插至距孔底5~10cm处，随水泥砂浆的灌入缓慢均匀地拔出，随即迅速将杆体插入，杆体插入长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出，应拔出杆体重新注浆。

（9）中空注浆锚杆的施工

中空注浆锚杆主要设在开挖断面的拱部及围岩较差地段的拱墙，部分地段的超前支护采用超前中空注浆锚杆。

中空砂浆锚杆的施工应满足以下要求：

①锚杆原材料应选用Q345钢材，公称壁厚应不小于5mm，杆体外径允许偏差、公称质量允许偏差及材料力学特性等应符合《中空注浆式锚杆金属杆体及其附件》的要求；其长度、直径应符合设计要求，锚杆杆体除锈；

②锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求，锚杆用的水泥浆或砂浆，其强度不低于C20；

③水泥用普通硅酸盐水泥，砂用细砂，粒径不大于2.5mm;

④注浆作业应遵循下列规定：

一般按单管达到设计注浆量作为结束标准，当注浆压力达到设计终压不少于20min，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满；在综合检查判定注浆质量合格后，用专用螺帽将锚杆头封堵，以防浆液倒流管外。

5、钢筋网

⑴钢筋材料宜采用Q235钢，钢筋材质规格、性能满足设计要求。钢筋直径宜为6～12mm，网格边长尺寸宜采用150～300mm,搭接长度应为1～2个网格边长。

⑵钢筋网使用前要除锈，在洞外分片制作，用汽车运至洞内。

⑶钢筋网铺设应符合下列要求：

①钢筋网宜在初喷混凝土后铺挂，使其与喷射混凝土形成一体，底层喷射混凝土厚度不小于4cm；

②砂土层地段应先铺挂钢筋网，沿环向压紧后再喷射混凝土；

③采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设，其覆盖厚度不应小于4cm；

④钢筋网可利用风钻气腿顶撑，以便贴近岩面，钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固，和钢架绑扎时，应绑在靠近岩面一侧；

⑤喷射混凝土时，应调整喷头和受喷面得距离、喷射角度，以减少钢筋振动，降低回弹，并保证钢筋网喷射混凝土保护层厚度不小于4cm;

⑥喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除。

6.钢架

⑴钢架施工工序流程见图4.2.4-3。

⑵钢架应在初喷混凝土后及时架设。

⑶钢架用钢材的规格、型号、材质满足设计要求和国家有关现有技术标准的规定。钢架不宜在受力较大的拱顶及其他受力较大的部位分节。格栅钢架的主筋直径不宜小于18mm，且焊接应符合设计要求。

⑷钢架安装应符合下列条件：

①安装前应清除底脚的虚渣及杂物。

②安装允许偏差：横向和高程为±5cm，垂直度为±2°;

③各节钢架间应以螺栓连接，连接板应密切，连接板局部缝隙不超过2mm；

④沿钢架外缘每隔2m应用钢楔或混凝土预制块楔紧；

⑤钢架之间宜用直径为Φ22mm的钢筋采用焊接方式连接，环向间距符合设计要求。

⑸钢架的施工应符合下列要求：

①制作

钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，制作时严格按设计图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠，加工后必须进行试拼检查，严禁不合格品进场。

②安装

钢架应按设计要求安装，安装尺寸允许偏差满足表4.2.6中第19款的规定。当拱脚开挖超深时，架设钢板或混凝土垫块。安装后利用锁脚锚杆定位；超挖较大时，拱背喷填同级混凝土，以使支护与围岩密贴，控制围岩变形的进一步发展。两排钢架间用φ22钢筋拉杆纵向连接牢固，环向间距1m，以便形成整体受力结构。

（6）钢架安装时，应严格控制其内轮廓尺寸，且预留沉降量，防止浸入衬砌净空。钢架与围岩间的间隙必须用喷混凝土充填密实；钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm。

2.5劳动组织

1.劳动组织模式：采用架子队组织模式。

2.作业工地应配备专职队长、技术负责人，技术、质量、安全、试验、材料、领工员、工班长，均应由施工企业正式职工担任。

2.6质量控制及检验

工班在作业时，按照下列规定进行质量控制；每到工序完成后，质检员按照下列要求进行检验。

表2.6 质量控制及检验标准

2.7 安全及环保要求

1、施工安全

⑴施工作业前必须认真检查和处理支护作业区的危石，施工机具应布置在安全地带。

⑵施工用作业台架应牢固可靠，并应设置安全栏杆。

⑶必须定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全。

⑷施工中应经常检查线路和设备的磨损情况、击穿或松脱等现象时应及时处理。

⑸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先通知有关人员。

⑹当采用加大风压处理赌管事故时，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。

⑺非施工人员不得进入正在进行的作业区，施工中喷嘴前严禁站人。

⑻喷射作业区应有良好的通风措施，作业区的粉尘浓度不得大于10mg/m3。作业人员应带防尘口罩，防护罩、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。

2.环境保护

⑴开始施工前，必须进行环境因素识别，确定重要环境因素，制定相应的管理方案。

⑵临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境。

⑶隧道弃渣场坡面应按设计进行复垦或绿化,渣顶整平满足施工图要求，坡脚进行防护，防止水土流失。

⑷施工场地布置时，在水源保护地区不得取土、弃土、破坏植被等，不得设置搅拌站、洗车台、充电房等，并不得对方任何有害物质或废弃物。

⑸施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃，并在生活区、生产区及洞门口设置污水处理池，生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理池处理后排放或倒置制定地点。