喷混凝土作业指导书(修改版).doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 喷 混 凝 土 支 护 施工 作业指导书1 目的为了确保大队所承担的各项工程的喷射混凝土施工满足合同及国家、行业规程规范的要求，创建精品工程，预防施工中产生不合格品，特制定锚喷支护作业指导书。 2 支护特点一、喷射砼的支护特点目前较为普遍使用的喷射砼的工艺流程为：把筛好的砂子、豆石、水泥运到强制性搅拌机，加上适量的水后搅拌成骨料，用车拉运到工作面，加上速凝剂掺合均匀后，人工上料到以压缩空气为动力的喷射机内，在经橡胶输料管把料送到喷头处加水成砼砂浆，喷到岩面上，与普通砼相比，喷射砼在物理力学性能和围岩支护特性方面具有以下特点：1、砼以较高的速度从喷头喷向岩面，使水泥颗粒受到重复碰撞冲击，砼层得到连续充实和压密，同时砼工艺又允许采用较小水灰比（约0.45）因此喷射砼层具有良好的物理学特征。2、喷砼射能随着洞室开挖掘进及时施工，且加入速凝剂后他的早期强度成倍增长，能控制围岩的过度放松与松弛。3、喷射砼层较薄，具有较好的柔性及时封闭因开挖形成的缝隙，可以同围岩一起共同变形产生一定量的经向位移，也可防止施工中掉石块，保证了施工安全。二、喷射砼在技术上和经济上均比普通砼优越的多，概括起来主要有下列几方面：1、由于喷射砼能提高洞室围岩的自身稳定和承载能力并与岩层构成共同承载的整体,就是说:利用“新奥法”支护使围岩自身的应力来稳定围岩.2、在传统支护的方式下，成本降低13左右，工效提高34倍，工时减少75%80%。3、工序简单、工艺简化。3 作用原理一、喷混凝土支护作用原理：是用混凝土喷射机，将按一定比例配制的混凝土混合料，以压风为动力，高速喷于岩石表面，经凝结硬化并与岩石粘结成高强度混凝土层，而提高围岩稳定的一种支护方式。其主要作用有：1.1防护和加固作用：在开挖后立即喷一层混凝土封闭暴露面，并紧贴岩石面，从而防止围岩进一步风化；将砼高速喷射到岩面，部分砼浆进入节理、裂隙将围岩胶结在一起，使围岩强度提高，掺入速凝剂的砼能在13分钟初凝，210分钟终凝，迅速提供支撑反力，使围岩处于三向应力状态。有效地控制围岩变形和破坏的发生和发展。1.2 改善围岩与支架的应力状态：减少应力集中，喷射混凝土能填平围岩表面的凹凸不平部位，消除由于岩面不平而引起的应力集中，避免由于过大的应力集中而造成围岩破坏；由于喷混凝土和围岩粘结成一体，加之喷层较薄，使其有一定的柔性，可与围岩共同发生一定的径向位移，再不发生破坏的情况下，允许围岩有一定的塑性变形，以便最大限度的发挥围岩的自承作用。另外喷射的混凝土在岩石表面，相当于薄壳结构，其刚性在很大程度上承担了围岩传递的压力。二、喷射砼的作用具体划分有以下主要作用1、支撑作用在洞室开挖中，特别是类围岩最容易出现掉块塌方和围岩变形，只要在围岩应力没有发生释放顶拱还没有变形时，及时、适时的把砼（砂浆）喷在围岩上，就能有效的控制围岩和破坏起到支护作用。2、充填作用由于喷射砼速度很高，能很好的充填围岩的裂隙，节理和高低不平的凹凸面，封闭围岩，提高围岩强度，同时也有效的防止风化潮湿引起的围岩破坏与剥落。3、转化作用高速喷射到岩面上形成砼层，具有很高的黏结力和较高强度，砼层与围岩紧密结合，能在结合面上传递各种应力，在加上充填，隔绝作用的结果，提高了围岩的稳定性和自身的支撑在按设计技术要求打上锚杆，挂上网片，围岩就形成一定厚度的拱架，把岩石载荷转化为岩石承载结构的作用。喷砼支护作用原理的这几个方面，并非彼此孤立存在而是互为补充，相互联系，共同作用。三、锚喷联合支护作用原理 锚喷联合支护以锚杆（桩）起主要作用，锚杆（桩）挤压加固围岩在岩石表面形成一均匀压缩带。而喷混凝土则能防止锚杆（桩）间危岩的掉落。而锚喷联合支护的原则就是：保证最大限度地利用围岩自身的承载能力（抗力）去支护它自身。其实质是：第一在围岩暴露后尽快喷射一层很薄的混凝土（柔性外拱）来封闭暴露面，同时根据需要系统地配制锚杆（桩），使围岩内部形成一个承载环。这样及改善了围岩的应力状态又充分利用薄层喷射混凝土具有很大的柔性的特点，来保证围岩自由的位移，从而是围岩能充分地发挥自身承载能力。第二、用喷混凝土（挂钢筋网）来构筑一个内拱。4 喷混凝土支护分类4.1喷射混凝土支护工艺一般分为：干湿喷射砼、半湿式喷射砼、湿式喷射砼三种。另外还有新型的钢纤维喷射混凝土。4.1.1干式喷射法是指将水泥、砂、石的干拌合物在喷头处与水混合，然后喷射到岩石表面上。该种工艺由于回弹率高、粉尘大、施工条件差而很少使用。4.1.2潮式喷射法（也称为半湿喷法喷砼）是将砂、石、水泥搅拌成半湿料送入混凝土喷射机，经输料管送至喷头，再次与水混合后喷至岩面，此种工艺使用很普遍。半湿喷砼法在最早采用的干喷砼的基础上改进的一种工艺，他是将中粗沙、豆石、水泥、速凝剂，按施工技术要求的配合比掺和在一起通过强制性搅拌机加上适量的水后，拌合均匀，由砼喷射机用压缩空气、从输送管内输送到喷射嘴，在喷射嘴处按规定的水灰比，加入压力水，与砼骨料迅速混合，由喷射机喷射到洞室拱顶和边墙围岩上形成一层砼层，起到围岩的封闭支护作用。4.1.3湿式喷射法是指将混凝土干拌和料在喷射机中与水混和、搅拌、在经喷头喷至岩面。 4.1.4钢纤维喷射混凝土是在普通混凝土中，掺入适量钢纤维，为混凝土提供了微型配筋，可增强与混凝土之间的握裹力和锚固力；它改变了普通混凝土的脆性弱点，具有高强度、大变形及破坏后仍存在较高残余强度的特点，使喷射混凝土的韧性、抗冲击能力、抗裂性、抗剪强度、耐久性和疲劳极限等都得到了极改善。起到代替钢筋网和钢筋的作用，并及时与围岩完整结合，充分发挥围岩自承能力。钢纤维是近年来国内外发展起来的新型喷射砼，在松软破碎围岩和特殊地下工程中获得愈来愈广泛的应用。钢纤维砼是在普遍砼中，掺入适量钢纤维后形成的一种新型复合材料，他改变了普遍砼的脆性、弱点，具有高强度，大变形及破坏后仍存在较高残余强度的特点，使喷砼的韧性，冲击阻力，抗弯、抗剪强度、耐用系数和疲劳极限等都得到极大的改善，其柔性大大超过了普遍砼，抗弯强度增加50%100%，抗压强度可提高约30%50%，韧性及冲击阻力出比一般砼提高数倍。纤维喷射砼的强度，依掺入纤维的种类、形状、规格、数量的变化而不同，在掺量不变时，增强效果随着纤维的长细比的增大而愈佳，纤维喷射砼，一般都利用现有喷射砼设备和工艺，但喷射机是专用湿喷的喷射机，砼料从拌合机中按水灰比搅拌砼，塌落度比浇筑用砼要大，由搅拌车运送，钢纤维在搅拌砼时按比例加入掺合均匀，速凝剂为液体，在喷射机上安装有加速凝剂的泵，定好所加数量后，自动加入砼中，经喷射机与砼掺合均匀，而形成纤维增强砼强度。5 喷混凝土施工工艺流程： 基础面验收受喷面清理喷射平台搭设喷射机就位混合料拌合混合料运输上料喷射养护试验验收5.1、工艺流程说明：5.1.1 岩面清理采用高压风、水联合进行，遇水软化岩石只能采用高压风清理，新鲜坚硬岩石可采用风水联合的清理方法。岩面清理的标准是将受喷面表面的粉尘、浮渣及危石清理干净，提高混凝土与岩壁的粘接力，降低回弹量。5.2.2 喷射混凝土平台的搭设要求基础稳定、帮扎牢固有足够大的面积，以保证喷射作业人员的安全。5.1.3 在喷射混凝土之前要检查喷射机、喷砂管、风、水、电等是否连接完好，压力表是否正常，喷混凝土时要求连续均匀。5.1.4 喷射前先用干净的水润湿喷管，以便使混合料顺利通过喷管，防止堵管。5.1.5 上料一般有34人操作，上料必须连续均匀，如果上料不连续均匀，则不能保证喷射质量，而且易发生堵管。喷射作业：包括喷射机和喷头的操作。喷射机司机操作顺序为：开机：开水开风送电加料；停机：停料停电停风停水。喷头的操作应注意：掌握喷射角度、距离和顺序；先开水后开风，调整好水灰比。5.1.6喷射的顺序：对于巷道、硐室应先墙后拱，右下至上；对于边坡，由下至上分层喷射。对于凹凸面的，应先喷凹面，后喷凸面。5.1.7喷头的移动轨迹：喷头应按螺旋状移动，轨迹直径为100200mm。5.2喷混凝土原材料和配合比根据实验做出配合比：配合比的合理与否对喷射砼的效果关系极大，应根据不同的用途和部位确定，合适的配合比应时喷砼层有足够的抗压、抗拉和黏结强度，以及收缩变形值小，回弹率低，一般情况下，顶拱喷砼时适当的加大速凝剂的掺量，边墙，边坡喷砼时可适当减少。喷射混凝土由水泥、砂、石子、水及外加剂（速凝剂、减水剂、防冻剂、早强剂等）组成。5.2.1 .水泥：喷射混凝土中要求水泥凝结硬化快、早期强度高、保水性好、粘结力高、对速凝剂相容性好，采用新鲜普通硅酸盐水泥，标号一般不低于425#。5.2.2 .砂：喷射混凝土应采用坚硬的中细砂（平均粒径0.15mm0.5mm）细度摸数应大于2.5或粗中混合砂。5.2.3 .石子：一般选用坚硬的卵石或碎石，用碎石制作的混凝土强度较高，有利于镶嵌入塑性水泥浆中，回弹率较底，但对施工设备及管路磨损严重；河卵石则相反，对施工设备及管路磨损小，有利于远距离输料和减少堵管事故。石子的最大粒径一般不宜超过20mm。5.2.4. 水：喷射混凝土用水应洁净，不应含有杂质。5.2.5 .外加剂：喷射混凝土的添加剂包括：速凝剂、减水剂和防冻剂；速凝剂：速凝剂是促使水泥早凝的一种催化剂，速凝剂凝结速度快，早期强度损失小，干缩变化不大，对金属的腐蚀性小，在较低温度下不致失效。速凝剂的最佳掺量为2.54%；减水剂：减水剂是表面活性剂，其主要作用是增加混凝土的和易性（流动性），提高早期强度，改善混凝土的不透水性和抗冻性；防冻剂：在冬季施工时，为了防止喷射混凝土低温时冻裂或失去原有的强度而添加的外加剂。5.2.6. 喷射混凝土的配合比：喷射混凝土的水灰比一般控制在0.40.45为宜；砂率以4555%为宜，当砂率55%时，则不仅回降低混凝土强度，而且还会加大收缩变形。5.3射混凝土工艺参数：5.3.1工作风压：是指正常工作时，喷射机工作罐里的气压。正确控制风压，可以减少回弹和粉尘、保证混凝土质量。根据实际情况，最佳风压为0.10.13Mpa。根据经验得知：当输料长度1015m，喷头距受喷面11.2m，砼配合比1：2：2时，喷射机的风压为912，工作风压随水平输料管长度增加而增大的关系，基本是线性关系，他的基本计算公式：空载压力=0.001输料管长度（m）MPa工作压力=0.10.0013输料管长度（m）MPa5.3.2水压：一般水压比风压高0.1 Mpa左右，要保证混合料能在喷出瞬间得到充分湿润。通常喷头供水压力为0.25Mpa。5.3.3水灰比：水灰比是一个重要参数，根据实验最适宜的水灰比介于0.40.5之间，在这个范围内，喷射砼的强度高而回弹率低，但因喷射砼工艺定量水来控制水灰比，只能靠喷射手来控制，所以喷射手的经验就决定喷砼的质量，回弹率。水太多砼就稀，喷在岩面上流淌，水太少料太干喷在岩面上的砼粘不住冒了，回弹就增大，尘粉飞扬，砼不密实，浪费材料，适当的加水拿靠喷射手掌握，才能保证砼料的和易性，粘度，喷在岩面上的砼表面平整光洁，当然喷砼的一次性厚度也非常重要一般一层不小于3cm5cm，太薄豆石无法嵌入砂浆中，溅在岩面上增大回弹量，太厚易掉、块脱落，特别是顶拱喷射砼就更易脱落。5.3.4喷嘴与受喷面的距离：一般控制在1米左右，间距太大，造成料束分散、捣固无力；太近，回弹率高。5.3.5喷嘴与受喷面的倾角：喷嘴与受喷面应垂直此时回弹率最小。倾角愈大，回弹率也随之增加。工作风压一定时，若喷头距受喷太近，会使灰浆四溅，回弹率剧增，若此距离太远回造成料速分散。捣固无力，骨料大量坠落，因此合理的距离在0.4m1m之间为宜。实践证明，喷头喷射方向与受喷面垂直时回弹最小，当喷头与受喷面斜交时，必然出现一个平行面的喷射分力，这个分力不利于喷射砼和岩面粘着，增加回弹率，喷头与受喷面夹角愈小，回弹愈多，一般喷头与受喷面必须垂直，但岩面不是一刀切的平面，开挖爆破后岩面一般都凹凸不平，喷头应根据不同的大面或小面灵活掌握角度，才能减少回弹，喷射砼时应先下后上，先喷坑凹处基本扫平后在大面喷平压光，喷砼时喷头必须旋转移动，旋转的幅度是根据不同岩面而定，才能喷出合格的砼。5.3.6一次喷射厚度：一般来说控制在35cm之内。5.3.7分层喷射间歇时间：一般温度下，如喷混凝土料中掺入了速凝剂，则间隔时间为1520分钟；如不掺速凝剂则4小时。拌和好的喷混凝土料，应严格控制静放时间，否则，会影响质量、强度、回弹率，一般经验，掺速凝剂不能超过30min，不掺速凝剂不能超过2h尽量作到随拌随喷。6 喷混凝土质量与安全要求：6.1 喷混凝土原材料必须符合以下要求：水泥的选用必须符合设计要求，而且必须是新鲜，一般来说标号不底于425#；喷砼用砂应采用中细砂，细度摸数不大于2.5，含水率控制在5%7%，砂中不能含其它杂物；喷砼用石必须用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径符合设计要求；喷砼使用的外加剂必须符合质量要求。另外外加剂的添加必须符合添加要求，而且要均匀；喷砼的骨料级配应控制在设计的标准范围内；喷砼用水应是干净水，无污物，pH值小于4的酸性水。6.2混凝土混合料的拌和要求均匀、干湿适中，外加剂参量符合设计要求，速凝剂参量一般应控制在水泥用量的2%4%。6.3射混凝土时外界气温必须高于正5度，必要时应采取防冻保温措施；夏季施工时喷混凝土24小时后应采取洒水养护措施一般养护14天，在14天之内应经常保持喷混凝土表