1、噴射混凝土施工工藝工法1 前 言1.1 工藝概況噴射混凝土工藝上可分為干噴、潮噴和濕噴。近年來，濕噴工藝已成為鐵路、公路及水工隧道施工的主要噴射工藝。干噴、潮噴工藝使噴射作業還停留在手工小作坊時代（單機攪拌、小型機械運輸、人工上料、人工控制水灰比與速凝劑），作業環境差、勞動強度大、質量控制水平低，材料消耗高、生產效率低。與目前的社會經濟發展水平極不適應。濕噴工藝可以使噴射作業實現集中攪拌（攪拌站）與自動計量、機械化運輸與上料，已成為噴射混凝土施工的主流施工方式，尤其是大型噴射混凝土機械手濕噴工藝施工技術的成功運用，大大提高了噴射混凝土的速度，具有較好的社會經濟效益。1.2 工藝原理噴射混凝土通

2、過混凝土噴射機具（輸送泵）、壓縮空氣、噴射頭來實現混凝土布料、輸送、添外加劑并把混凝土直接噴貼到巖土面的施工方法。1.2.1潮噴是采用拌合機將骨料、水泥、少量水、增粘劑拌制成水灰比在0.160.19內的干硬混凝土，將干硬混凝土和粉狀速凝劑加入噴射機料斗，加有速凝劑的干硬混凝土通過噴射機轉子體輸送到出料口，通過壓縮空氣送至噴頭，在噴頭內對其再次加水后噴射到巖土面上。1.2.2濕噴是采用拌合機將骨料、水泥、水按照配合比拌制成混凝土后，采用濕噴機布料噴射，也可配合機械手噴射。2 工藝特點2.1潮噴工藝設備簡單、操作方便、使用的粉狀速凝劑成本低；但噴射回彈量比干噴小，粉塵少，所噴射混凝土強度比干噴高，

3、適用范圍比較廣。2.2濕噴工藝相對前兩類工藝具有噴射回彈量小，粉塵少，對環境污染小，所噴射混凝土強度高的特點，是目前重點推廣的噴射工藝。3 適用范圍適用所有鐵路、公路隧道和水下通道以及高邊坡防護等工程的噴射混凝土施工。4 主要引用標準高速鐵路隧道工程施工技術指南高速鐵路隧道工程施工質量驗收標準鐵路混凝土工程施工技術指南鐵路混凝土工程施工質量驗收標準5 施工方法潮噴和小型濕噴機濕噴作業采用小型機具，配合作業平臺進行，大型濕噴作業大多采用機械手進行。6 工藝流程及操作要點6.1 工藝流程6.1.1 潮噴工藝1 工藝流程圖見圖1。圖1 潮噴混凝土施工工藝圖2 潮噴混凝土現場作業2 工藝流程說明1）試

4、驗室嚴格控制好噴射混凝土的配合比。2）噴射時噴嘴垂直于受噴巖面，保持1m左右距離，分片作螺旋往復運動，直到達規定厚度，并控制好噴射混凝土表面的平整度。3）對滲漏水比較小的地方，噴射從無水處向有水處進行；對于滲漏水較大的地方，先采取引流措施后再噴混凝土。4）噴射先開風，后開噴射機；停噴時先停噴射機、后停風。5）噴射前先調水，當噴嘴噴射霧狀水時開始噴射，噴射中檢查噴射面是否有光澤，水量小出現干斑，水量大出現拉毛現象。6.1.2 濕噴工藝1 工藝流程圖見圖3。圖3 濕噴混凝土施工工藝流程圖2 工藝流程說明1）試驗室嚴格控制好噴射混凝土的配合比，根據混凝土運輸距離選擇好坍落度，防止運輸過程中噴射混凝土

5、坍落度損失過大。2）噴射時噴嘴垂直于受噴巖面，保持1m左右距離，分片作螺旋往復運動，直到達規定厚度，控制好噴射混凝土表面的平整度。3）對滲水比較小的地方，噴射從無水處向有水處進行；對滲水較大的地方，采取引流措施后再噴混凝土。4）噴射機械手噴射，根據噴射部位不同適當調整噴射量。6.2 操作要點6.2.1 混合料或混凝土加工運輸 1 潮噴混凝土的加工一般也采用小型拌合站拌制，并嚴格按確定配合比將015mm的碎石、中粗砂進行配料，通過拌合機將骨料、水泥與少量水均勻拌合而成干硬性混凝土（水灰比控制在0.160.19），用自卸汽車運至噴射地點。2 濕噴混凝土的加工一般采用大型拌合站拌制，并嚴格按確定配合

6、比將015mm的碎石、中粗砂進行配料，通過拌合機將骨料、水泥、水均勻拌合而成混凝土，用混凝土運輸車運至噴射地點。6.2.2 噴射混凝土現場準備潮噴、濕噴混凝土噴射前先平整場地，并在存料底部鋪設薄鋼板，將噴射機移至噴射地點，將高壓風管和噴射機連接，用電纜線將噴射機和配電箱連接，噴射管和噴射機連接潮噴時高壓水管和噴頭連接，濕噴時速凝劑管和噴頭連接，噴頭和噴射管連接。全部連接完成后先開風調試噴射管路是否通暢，潮噴開水調試水壓和水量，濕噴啟動速凝劑泵并設置速凝劑摻量，最后啟動噴射機電源調試噴射機。6.2.3 外加劑的添加1 潮噴混凝土工藝外加劑一般采用人工添加，摻量控制誤差較大，隨意性也極大。2 濕噴

7、混凝土工藝外加劑是機械添加，摻量控制比較準確。特別是噴射機械手對外加劑摻量的控制極其標準，它是根據所設置的每小時噴射量及所設置的外加劑摻量進行自動調節的。6.2.4 混凝土噴射作業1 三種噴射混凝土工藝的作業方法基本相同，都要求噴頭和噴射面呈垂直角度，噴頭距離噴射控制在0.81.2m之間，從下往上分片作螺旋往復運動，直到達規定厚度。2 三種噴射混凝土工藝具體操作上有所不同。潮噴的加水量由噴射手控制的，噴射手的經驗決定了水量的準確程度，因此在噴射前水的調試比較關鍵，在噴射機進料前先開風，然后慢慢開水，觀察從噴頭出來的水是否成霧狀，噴水成霧狀后再啟動噴射機進行噴射。噴射中，噴射手隨時觀察噴射面情況

8、，噴射面上出現干斑就說明水量小了，噴射面上出現拉毛就說明水量大了，只有噴射面上有光澤時才能說明水量合適。潮噴作業中，上料人員和噴射手之間的配合也非常關鍵，若上料一直保持均勻，則噴射手就不用適時調節水量，若上料不均勻，則噴射手就要適時調節用水量。潮噴作業中，受噴面找平，只有上料人員和噴射手默契配合才能很好進行，噴射手調小水量，上料人員減少上料量，也就是減少每小時噴射量，才能將較小的凹坑找平，保證噴射面的平整度。濕噴作業中的上料速度和外加劑摻量都是由機械控制的，水灰比也是標準的，噴射手主要控制噴射角度、距離、噴射厚度和平整度。7 勞動力組織隧道施工中，初期支護的混凝土噴射應在開挖后盡快施作，人員配

9、置必須合理。潮噴施工人員配置見表1。表1 潮噴施工人員配置表（1臺噴射機）一臺機噴射人員作業人員人數(人)輔助人員作業人員人數(人)噴射手1拌合機司機1指揮1裝載機司機1上料人員2汽車司機2外加劑人員1空壓機司機1電工1合 計5合 計6濕噴施工人員配置見表2。表2 濕噴施工人員配置表一臺機噴射人員作業人員人數(人)輔助人員作業人員人數(人)噴射手1拌合機司機1指揮1裝載機司機1上料人員1汽車司機2空壓機司機1電工1合 計3合 計68 主要機具設備8.1 噴射混凝土設備選型與配置8.1.1噴射設備的選型與配置根據工程規模、施工場地、運輸條件、文明施工和環境保護要求等因素綜合確定。8.1.2一般的

10、鐵路、公路、地鐵等較大斷面隧道均有條件采用濕噴工藝，設備選擇濕噴機。二次襯砌混凝土拌合站設在噴射地點附近，噴射混凝土拌合站和二次襯砌混凝土拌合站可合設一個；若二次襯砌混凝土拌合站距離噴射地點較遠，單獨設噴射混凝土拌合站，混凝土運輸車不少于2臺。8.1.3當每循環受噴面較小，一次噴射作業量不大，或者無法采用混凝土罐車運輸混凝土時，適宜采用潮噴工藝，選擇潮噴機。另在噴射地點附近配置小型拌合站，自卸汽車配置不少于2臺。8.2 供風設備配置空壓機的配置根據使用噴射機臺數而確定。每臺濕噴機需要10m3/min的風量，且風壓要達到0.7MPa。濕噴工藝所配空壓機適宜采用風壓比較穩定的，不宜采用內燃空壓機。

11、每臺潮噴射機需要6m3/min的風量，風壓0.15MPa，水壓0.3MPa。8.3 供電系統配置 供電系統配置充分考慮空壓機、拌合站、噴射機和照明等設備的配置功率，根據用電總功率和線路長度配置相應線徑的供電線路及總功率1.2倍的變電系統。8.4 常用噴射混凝土設備8.4.1潮噴工藝設備西安科達隧道物資生產的CP-5型潮噴機，PZ-5B型潮噴機。8.4.2濕噴工藝設備1 一般濕噴射設備：成都巖鋒科技發展有限公司生產的TK-500型濕噴機見圖5，xx一局集團有限公司生產的XZPS-30型濕噴機見圖6。圖5 TK-500型濕噴機圖6 XZPS-30型濕噴機2 濕噴機械手：長沙中聯重工科技發展有限公司

12、并購的意大利國際混凝土噴射知名品牌CIFA公司生產原裝進口的CSS3型噴射機械手見圖7。圖7 CSS3型噴射機械手9 質量控制9.1 易出現的質量問題噴射手熟練程度差、技術水平低、責任心不強容易導致噴射混凝土表面平整度差；速凝劑質量不穩定，施工參量不匹配，容易引起噴射回彈量過大，甚至出現噴射后大面積掉塊現象。9.2 保證措施9.2.1 嚴格控制原材料質量1 水泥質量控制水泥一般選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，也可選用礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質硅酸鹽水泥，強度等級不低于32.5MPa。水泥是噴射混凝土最重要的原材料，嚴格把好水泥進庫檢查關及使用前檢驗關。對水泥強度、安定性、凝結時間進行抽樣檢查，合

13、格者準予使用，不合格者不準進場和用于施工。2 粗骨料質量控制采用堅硬耐久的卵石或碎石，粒徑不宜大于15mm。粗骨料級配、最大粒徑等質量指標符合錨桿噴射混凝土支護技術規范中的相關規定。3 細骨料質量控制砂子宜選擇優質中粗河砂，細度模數為2.53.3 范圍，含泥量、泥塊含量等質量指標滿足JTJ 041公路橋涵施工技術規范中的相關技術要求。（特注：目前，“隧道施工技術規范”中暫無砂石材料技術要求。）4 外加劑質量控制速凝劑使用前，需做與水泥的相容性試驗和水泥凈漿凝結效果試驗。所用速凝劑保證初凝時間不大于5min，終凝時間不大于10min。其它各項試驗項目符合JC477-2005噴射混凝土用速凝劑技術

14、要求后方可使用。5 水的質量控制噴射混凝土所用水為無雜質的潔凈水，不能使用污水及pH值小于4的酸性水，也不能使用含硫酸鹽，其量按SO42-離子含量超過混合用水量1%的水。9.2.2 嚴格控制噴射混凝土強度1 配合比控制噴射施工所用混合料和混凝土的配合比是在保證原材料合格前提下，通過試驗試配出來。配合比確定后，按其設計準確稱量進行攪拌。原材料按重量計，稱量允許偏差：水泥和速凝劑為2%；砂、石料為3%。當原材料規格、指標發生變化，需靈活的調整配合比。2 噴射方法控制噴射作業分段分片依次進行，嚴格按先墻后拱，先下后上的順序，以減少混凝土因重力作用而引起滑脫現象發生。噴射作業掌握好噴嘴與受噴巖面的距離

15、和角度。距離最好為0.61.8m，噴嘴與巖面垂直，并稍微偏向剛噴的部位，凹陷處先噴和多噴，凸出處后噴和少噴。噴射時采用螺旋形或S形往返移動前進，調節好風壓和水壓，水壓稍高于風壓。3 外加劑摻量控制外加劑摻量根據產品說明書中提供的摻量范圍，通過試驗確定其最佳摻量。9.2.3 認真做好噴射混凝土質量評估1 噴射混凝土抗壓強度檢測噴射混凝土的強度每一作業循環檢驗一次，每個循環至少在拱部和邊墻各留置一組檢驗試件。設計無明確要求時，噴混凝土3h強度應達到1.5MPa，24h強度應達到10.0MPa。當檢測到不合格時，需查明原因并采取措施，可用加厚噴層或增設錨桿予以補強。2 噴射混凝土厚度檢測噴射混凝土厚

16、度可采用埋釘法、鑿孔法或無損檢測等方法檢查。鑿孔檢查宜在混凝土噴后8h以內，用短釬將孔鑿出，發現厚度不夠時可及時補噴。全斷面開挖時，每一作業循環檢查一次，分部開挖時，每35m檢查一次。每個斷面應從拱頂起，每間隔2m布設一個檢查點檢查噴射混凝土的厚度。噴射混凝土厚度的檢查點數90%及以上大于設計厚度即為合格。當發現噴射混凝土表面有裂縫、脫落、露筋、滲漏水情況，立即予以修補，鑿除重噴或進行整治。3、噴射混凝土平整度檢測平整度用直尺檢測。噴射混凝土基面平整度：邊墻DL1/6，拱頂DL1/8。基面無鋼筋、管件露頭等尖銳突出物。隧道斷面變化或轉彎處陰角抹成R5cm的圓弧，陽角抹成R10cm的圓弧。10

17、安全措施10.1主要安全風險分析噴射作業時，機械手停放位置和噴射手作業位置，隧道危石、懸石應清除干凈，噴射手要配帶防護用品，機械各部位完好正常，嚴禁將噴漿口對人放置和噴射。10.2保證措施10.2.1噴射作業前檢查噴射機和噴射管連接是否牢固、噴射管之間連接是否牢固、噴射管和噴頭之間連接是否牢固，避免噴射中連接處脫落，發生事故。 10.2.2試噴射機和噴射作業，噴頭不能對著人和設備。10.2.3排除堵管需要開風，先把出料端固定，避免噴射管擺動傷及人和物。施工中注意水、電、風、液體速凝劑連接檢查及出現問題的緊急處理。10.2.4速凝劑操作過程中應注意防止速凝劑泄漏灼傷。10.2.5注意按周期進行設備維護、保養。10.2.6噴射手佩帶好面罩，避免回彈傷人，吸塵危害職業健康。11 環保及節能措施11.1 采用機械手濕噴混凝土，充分利用動力電壓，減少了油料的消耗，同時噴射