1、廣大鐵路擴能改建工程祥和隧道噴射混凝土濕噴工藝試驗總結編制：許衛華審核： 中鐵十七局集團廣大鐵路擴能改建工程項目經理部二0一三年六月實驗目的提升現有混凝土濕噴施工工藝水平根據現場原材料的變化，優化噴射混凝土配合比，調整并記錄施工過程中的技術參數，包括不同狀態下的設備性能。重新選擇適合我工地原材料的速凝劑，提升效率，降低成本，降低速凝劑對施工人員的傷害。4、 為項目QC小組提供試驗數據及各種參數引言隧道噴射混凝土濕噴工藝已成當今隧道施工噴射混凝土施工工藝的發展趨勢，但在國內還處于發展階段，對濕噴工藝的有點認識不足，甚至時常還會有抵觸情緒，我項目立足“以人為本，控制成本，提高施工管理水平”的理念，

2、從思想上高度重視此項工作, 開展濕噴工藝實驗研究。在濕噴工藝上取得一定程度的提升，減低了成本，減低了施工人員的勞動強度和作業危害，提高了生產效率，提高初期支護混凝土的早期強度，加快了隧道開挖作業循環。并針對數速凝劑生產廠家的產品與紅山巖水泥的相容性進行現場噴射試驗，為選用最佳速凝劑提供真實數據。現將該工藝性試驗做以下總結：主要工作包括：嚴控原材進場檢驗、優化配合比、嚴格混凝土攪拌、加強拌合物性能試驗頻率、加強噴射混凝土的養護，成立專項組織機構，選擇先進施工設備，制定工藝流程，實施施工工藝交底，建立質量保證措施，建立安全環保措施，正確選用速凝劑及優化摻量。1 嚴控原材料進場檢驗制度、優化配合比、

3、嚴格混凝土攪拌施工、加強拌合物性能試驗頻率、加強噴射混凝土的養護。1-1 原材料控制1-1-1 水泥除滿足GB175技術要求外，兼顧噴射混凝土的凝結時間要求和設計文件中抗腐蝕要求，選用C3A含量8%、堿含量小于0.8%、cl-含量小于0.06%與液體速凝劑相容性較好的紅山巖PO 42.5普通硅酸鹽水泥。1-1-2 骨料1-1-2-1砂 根據設計文件、指揮部建議和就近原則選用大理市董華石料廠生產的人工砂，質量除符合TB10417-2003鐵路隧道工程質量驗收標準和TB10424-2010鐵路混凝土施工質量驗收標準要求外，嚴格控制級配，石粉含量，達到細度模數為2.53.0，表觀密度大于2.6，堆積

4、密度大于1500kg/m3，亞甲藍小于1.4時石粉含量小于7% ，且該集料經檢測無潛在堿集料反應。 1-1-2-2碎石 選用華營普河石料廠生產的510mm碎石，該碎石各項指標均符合設計文件與TB10424-2010鐵路混凝土施工質量驗收標準。級配合理，粒形較好、堅固性小于8%、針片狀顆粒含量小于10%；石子表觀密度大于2500 kg/m3、堆積密度大于1500kg/m3、緊密孔隙率小于40%、含泥量小于1%，無潛在堿集料反應。1-1-3 水水采用工地附近九頂山山泉水，各項指標符合設計文件及JGJ63-2006混凝土拌合用水標準和TB10424-2010鐵路混凝土施工質量驗收標準要求，無影響水泥

5、正常凝結與硬化的有害雜質，且PH值大于6.5。1-1-4外加劑1-1-4-1防腐劑選用四川巨星混凝土外加劑新型材料有限公司生產的jk-25防腐劑，該產品符合設計文件及GB8076-2008混凝土外加劑要求，堿含量為0.58%、氯離子含量為0.03% 。1-1-4-2速凝劑速凝劑均采用無堿或低堿液體速凝劑，滿足JC477-2005要求，且分散性（霧化）較好的與膠結材相容性較好，摻量小于膠凝材料的4%。1-1-5 外摻料外摻料選用貴州黔桂發電廠生產的二級粉煤灰，其所檢指標符合設計文件及TB10424-2010鐵路混凝土施工質量驗收標準要求，堿含量為0.81%，氯離子含量0.001%，燒失量小于5%

6、，需水量比小于105% 。1-2 優化配合比 1-2-1混凝土配合比與噴射混凝土強度、生產率、回彈、一次噴層厚度等密切相關，在根據強度確定水灰比后，噴射混凝土配合比設計放在混凝土和易性上，保證坍落度控制在合理范圍，并具有良好的粘聚性。配合比必須滿足噴射混凝土工藝流程的基本要求，即易噴射、不易堵管、減少回彈量和粉塵，要符合質量好、強度高、密實度高及防水性能好的要求，同時達到其它物理力學指標等要求。1-2-2 祥和隧道平導初期支護噴射混凝土設計強度等級為C25，環境作用等級為L1，為提高噴射混凝土的抗腐蝕性，在噴射混凝土中摻適量粉煤灰及防腐劑，采用濕噴施工工藝時坍落度控制80-130mm。配合比的

7、水膠比不大于0.5 ，膠凝材料用量不小于400kg/m3，配合比設計時理論配合比為水泥：粉煤灰：砂：碎石：水：防腐劑=360：90：736：798：216：27，水膠比0.48，砂率48%，外摻料摻量20%，防腐劑摻量為膠凝材料摻量的6%，速凝劑按照膠凝材料的4%，后發現理論容重與實測容重差距較大，粉煤灰摻量過高，影響混凝土凝結，經現場調整優化后為水泥：粉煤灰：砂：碎石：水：防腐劑=388：44：904：802：212：26.水膠比0.5，砂率53%，外摻料摻量10%，防腐劑摻量為膠凝材料摻量的6%，速凝劑用量按照膠凝材料的3%（見表1） 表1調整前后配合比比較水泥粉煤灰細骨料粗骨料水防腐劑速

8、凝劑砂率水膠比計算配合比3609073679821627.0018.000.480.48現場調整后配合比3884490480221226.0012.960.530.501-3 嚴格混凝土拌合 每工班作業前試驗檢測人員應根據原材料測得的含水率調整理論配合比材料用量，并提出施工配合比。計量準確，檢查配料秤稱量偏差，偏差應符合骨料不大于2%，其余材料不大于1%，混凝土攪拌時間不得小于1.5min ，運輸過程必須保持混凝土均質性，不漏漿，不失水，不分層，不離析，隨拌隨用，保證混凝土到達現場停放時間不得大于30min。存放過程中不得淋雨、浸水及混入雜物。如在噴射前發生離析等不能滿足坍落度要求時，應進行二

9、次拌合。二次拌合時不得隨意增加用水量，應根據實際情況增加水膠比相同的水泥漿或砂率相同的骨料。1-4 加強混凝土養護在混凝土噴射完畢，終凝后1h由專人負責及時噴水養護，水壓不宜過大，養護設備應有較好的霧化效果，保證新噴射混凝土表面濕潤，減低混凝土終凝初期水分散失，保證二次水化順利進行。2 成立專項組織機構 人員配置滿足施工需要 2-1由隧道一隊隊長任德志為主，各施工作業班組組長及成員為輔成立專項組織機構，保證施工順利進行 。2-2人員配置（見表2）2-2-1施工技術管理人員管理人員1人，技術員2人，試驗人員2人，共計5人。2-2-2 攪拌站人員拌和機操作員1人，鏟車司機1人，材料工1人，罐車司機

10、4人，其他配合人員3人；共計10人。2-2-3 機械噴射手機組人員組長1人，噴射手2人，司機兼放料人員1人，安全員1人，其他配合人員1人，共計6人/每機組。表2人員配置表序號班組名稱人員配置共計人數1技術人員管理人員2人，技術員2人，試驗人員3人 6人2拌合站 操作員1人，鏟車司機1人，材料工1人，罐車司機4人，其他配合人員3人 10人3噴射工班組長1人，噴射手2人，司機兼放料人員1人，安全員1人，其他配合人員1人 6人 3 選擇先進的施工機械設備（見表3）選用具有自動計量功能的山東路通建筑機械有限公司生產的兩臺HLS-90型攪拌機組成攪拌站進行混凝土拌制，其額定生產能力為90*2 m3/h。

11、 選用噴射能力為35 m3/h ，湖南五星重型裝備有限公司生產的CHP30C型噴射機械手1臺，其噴射距離垂直方向可達到-14m+12m水平方向可達到14m。選用湖南常德機械設備有限公司生產的L-2220型空壓機組6套，可提供風力為 120132 m3/min 。 選用斯太爾混凝土運輸車兩臺，運輸能力每車次可運送混凝土10m3表3 噴射混凝土機械設備配置表 序號設備名稱型號規格單位數量備注1砼攪拌機HLS-90 臺2 額定生產能力90*2 m3/h2機械噴射手CHP30C 臺1 最大噴射能力35m3/h3空壓機組L22/7 臺6 120132m3/min4運輸車輛斯太爾臺210*2 m3/車次5

12、水 泥砂水 泥砂碎 石水外加劑砼拌制砼運輸砼噴射機受噴面養護速凝劑 現場噴射工藝流程表5噴射混凝土現場施工流程 去除危石去除危石除塵噴射面濕潤初噴 找平凹洼面拌制混凝土埋設厚度標示掛網，安裝鋼支架等噴射混凝土至設計厚度混凝土養護5 實施噴射施工工藝交底，交底直接下發噴射工班及噴射手，嚴格按照交底操作5-1 受噴面處理 5-1-1拆除作業面障礙物、清除開挖面的浮石和墻腳的巖渣等。5-1-2用高壓風水沖洗受噴面；對遇水易潮解、泥化的巖層，則用高壓風清掃巖面。5-1-3埋設控制噴射混凝土厚度的標志。5-1-4受噴面有滴、淋水時，噴射前按下列方法做好治水工作：有明顯出水點時，可埋設導管排水；導水效果不

13、好的含水巖層，可設盲溝排水。5-1-5對破損巖面，清除所有暴露的破損巖石，并在破損巖面范圍內提供和安裝附加的巖石加固鋼筋或鋼支撐。 5-1-6在已有混凝土面上進行噴射時，清除剝離部分，以保證新老混凝土之間具有良好的粘結強度。將被下一層覆蓋的噴砼層首先達到終凝，并使用高壓風、水沖或其他方式除去所有松散物、塵土或其他有害物質。5-2 機具設備準備5-2-1噴射作業前，對機械設備、風、水管路，輸料管路和電纜線路等進行全面檢查及試運轉，并檢查速凝劑的泵送及計量裝置性能。5-2-2噴射機司機與噴射手不能直接聯系時，配備聯絡裝置；作業區有良好的通風和足夠的照明裝置。5-3施工方法5-3-1噴射作業應分段、

14、分片由下而上先墻后拱順序進行。5-3-2噴射作業時，噴嘴要垂直受噴面做反復緩慢螺旋形運動，螺旋直徑約3050cm，同時與受噴面保持一定的距離，一般取1.01.8m。風壓控制在59mpa若受噴面被鋼筋網或格柵鋼架覆蓋時，可將噴頭稍加傾斜，控制在9015，以保證混凝土噴射密實，保證鋼支撐背面填滿混凝土，粘結良好。5-3-3噴混凝土一般分幾次施噴完成，第一次噴射在10cm左右，后一層在前一層混凝土終凝后進行，若終凝1h后再噴射時，先用風水清洗噴層面。5-3-4噴射作業分段、分片，由下而上的順序進行，分層噴射，邊墻每層厚度按8-15cm控制，拱部按5-10cm控制，后一層在前一層混凝土終凝后進行，直至

15、復噴到設計厚度。噴嘴與受噴面保持垂直，距受噴面1.01.8m，噴射機壓力不小于5MPa。5-3-5嚴格執行噴射機操作規程：連續向噴射機供料；保持噴射機工作風壓穩定；完成或因故中斷噴射作業時，將噴射機和輸料管內的積料清除干凈。5-3-6 清理巖面后，如有大面積的凹洼面，應先進行凹洼面補平，保證每層噴射厚度一致均勻。5-3-7噴射混凝土的回彈率控制邊墻不大于5%，拱頂不大于10%。表6 CHP30C型噴射手作業控制參數噴頭運動方式成直徑3050cm螺旋狀緩慢從下向上運動其他指標邊墻拱頂噴層厚度8-15cm5-10cm混凝土流量2733m3/h1519 m3/h泵送壓力89mpa57.5mpa控制角

16、度901590噴頭至噴射面距離0.81.5m1.21.8m回彈量可控范圍小于5%小于10%混凝土坍落度要求100130mm適當減小6 建立濕噴混凝土的質量保證體系及措施 6-1、按照施工工藝施工，嚴格執行操作規程，操作手應接受廠家嚴格培訓指導，嚴格按照操作方法操作。 6-2、原材料進場后必須檢驗，合格方可使用。 6-3、制定質量保證體系，抓好每一環節，每一步驟的監控，并責任到人，狠抓落實。 6-4、每次工作前，做好人員，機具，物質，技術，測量，試驗，運輸等的準備工作。6-5、技術人員對噴射作業環節進行認真檢查（噴層厚度，粘結情況，各種參數的記錄）嚴格把關。6-6、 自始至終強調遵守操作的工藝要

17、求和執行規范的規定，確保噴射混凝土的制作和良好的噴射質量。6-7、 加強施工過程控制及過程中數據的采集和整理，為施工積累準確真實的經驗和參數，便于以后工作中的調整。7 建立濕噴混凝土施工作業安全及環保要求7-1、噴射混凝土時，所有操作工人必須帶安全帽，防塵口罩，防塵工作服，雨鞋，橡膠手套等防護用品，作業區應有良好的通風措施，嚴格控制粉塵濃度，避免直接接觸堿性速凝劑，不慎接觸應用水及時沖洗。7-2、噴射手控制好風壓，噴射距離，避免回彈骨料傷人。7-3、噴射前認真檢查和處理支護作業區的危石，施工機具應布置在安全地帶，經常檢查輸料管，接頭磨損情況，當有磨損、擊穿或脫落等現象應及時處理。7-4、噴射時

18、，應有安全員負責隨時觀察圍巖變化，發現危險應及時進行排除。檢修故障時必須在斷電、停風條件下進行，檢修完畢開始作業時，應及時通知有關人員，非施工人員嚴禁進入作業區，正在噴射的噴嘴前嚴禁站人，疏通風管時風壓不超過0.5mpa。7-5、噴射結束后，應清洗機具和管路，避免堵管炸裂傷人。定期檢查電源電線和各電器部件，電線包皮應完好，開關應安裝在固定閘刀盒內，確保安全用電。7-6、開始施工前，必須進行環境因素識別，確定重要環境因素，制定相應管理方案。7-7、 所有機械和運輸車輛人員必須持證上崗，在操作時嚴格按照相應操作規程進行；車輛在洞內行進時，嚴格按限速標準行進。8 各廠家速凝劑與紅山巖水泥水泥相容性試

19、驗的比較表7室內相容性試驗序號生產廠家室內試驗最佳摻量%初凝時間終凝時間1中建五局4%5min10s9min40s2紅建源3%3min30s6min15s3北京建愷3% 3min40s7min10s4北京金盾2.5%2min55s7min20s5富民萬方2.5%2min40s7min6昆明安泰3.5%4min15s7min50s表7室內摻量和現場摻量比較序號生產廠家室內摻量 %現場摻量最佳摻量坍落度（mm）1301301001001中建五局4%44.24%44.2%4%邊墻與拱頂摻量略小，邊墻4.2%，拱頂4.0%，噴射效果略差。有刺眼感。2紅建源3%3.03,1%2.62.9%2.42.6%

20、邊墻2.4%，起拱線2.8%，拱頂3.0%噴射效果較佳。3北京建愷3%3.03.3%2.83.1%2.83.0%邊墻2.8%，拱頂3.1%，噴射效果良好。反應稍慢。有刺眼感。4北京金盾2.5%3.03.1%2.72.5%22.2%邊墻2.3%，拱頂2.7%，噴射效果良好，刺激性較輕。5富民萬方2.5%3.02.5%2.52.6%2.6%邊墻2.5%，拱頂2.6%，噴射效果良好，刺激性較輕。6昆明安泰3.54%33.5%3.5%邊墻3%，拱頂3.5%，噴射效果較好，有刺眼感。9工地容易出現的問題及建議9-1、原材料質量不均勻，特別是人工砂中石粉含量質量不穩定，導致拌合物性能差異較大，用水量不足等

21、現象，應嚴格控制骨料質量，改善混凝土拌合物性能。9-2、拌合站運輸車輛配置不足，1#拌合站負責三個洞口的混凝土施工，現僅配置兩臺輸送車，拌合物不能連續供應。需增加輸送車輛，保證混凝土供應及時。9-3、超挖現象嚴重，直接影響噴層厚度，造成因噴層厚度過大的混凝土掉落，回彈量增大的現象。超挖嚴重，形成凹洼面過大，找平困難，難以保證噴射混凝土的平整度及噴射效果。另外超挖嚴重，引起噴射混凝土超方嚴重，增加成本。嚴格控制超挖，刻不容緩。9-4、拌合物均質性較差，坍落度每車坍落度不等，照成回彈量的增大。成本增加，嚴格混凝土拌合工藝，按照配合比施工是提高噴射效果、減少回彈量的手段之一。9-5、噴射手技術水平不同，噴射手法不同，控制操作遙控手柄不靈活，噴頭到噴射面距離，角度不同，速凝劑摻量不能及時根據拌合物性能的不同改變，照成回彈量增大，噴層厚度不同，平整度達不到要求 。提高噴射手的技術水平，提高噴射技巧是減小回彈量，控制成本的關鍵所在。9-6、速凝劑質量不同，均質性較差，在相同的風壓下照成速凝劑霧化效果不好，凝結時間不同等現象。選擇最佳速凝劑是改善噴射混凝土噴射效果的捷徑之一 。9-7、未設置噴層厚度標示，在照明設備不足或光線不適的情況下，噴射手操作人員不易判斷噴層厚度，造成噴層厚度過大，回彈量增加的現象，故正確設置噴層厚度標示對濕噴工藝的效率也有很大的意義。9-8、施工工班