《公路隧道玄武岩纤维喷射混凝土施工规程》

ICS93.060

CCSQ13

GZHTS

贵州省公路学会团体标准

T/GZHTS11—2023

公路隧道玄武岩纤维喷射混凝土施工规程

Specificationsforconstructionofbasaltfibershotcreteinhighwaytunnels

（征求意见稿）

2023年9月20日

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

贵州省公路学会  发布

T/GZHTS11—2023

公路隧道玄武岩纤维喷射混凝土施工规程

1范围

本文件规定了公路隧道玄武岩纤维喷射混凝土的原材料、配合比设计参数、施工控制的相关技术要

求。

本规程适用于高速公路隧道的玄武岩纤维喷射混凝土施工。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB175通用硅酸盐水泥

GB5749生活饮用水卫生标准

GB50086岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范

GB50164混凝土质量控制标准

GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰

GB/T38111玄武岩纤维分类分级及代号

JGJ52普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准

JGJ55普通混凝土配合比设计规程

JGJ/T372喷射混凝土应用技术规程

JTJ/T221纤维混凝土应用技术规程

JTGF80/1公路工程质量检验评定标准

JTGF90公路工程施工安全技术规范

JTG3370.1公路隧道设计规范

JTG/T3660公路隧道施工技术规范

DB24/016山砂混凝土技术规程

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

玄武岩纤维basaltfiber

以一种或多种火山岩为主要原料，高温熔融后经漏板拉丝制备而成的连续纤维。

[来源：GB/T38111—2019，3.1]

3.2

喷射混凝土shotcrete

将胶凝材料、骨料等按一定比例拌制的混凝土拌合物送入喷射设备，借助压缩空气或其他动力输送，

高速喷至受喷面所形成的一种混凝士。

[来源：JGJ/T372—2016，2.1.1]

3.3

玄武岩纤维喷射混凝土basaltfibershotcrete

混凝土拌合物由水泥、矿物掺合料、骨料、玄武岩纤维、外加剂等组成的喷射混凝土。

[来源：JGJ/T372—2016，2.1.1]

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4施工准备

4.1技术准备

4.1.1施工前应仔细核对设计文件，并做必要的补测和验证。

4.1.2施工前应完成喷射混凝土配合比试验，并对操作人员进行技术交底和安全交底。

4.2人员准备

4.2.1应合理配备管理人员和熟练的技术人员，并组织到位。

4.2.2开工前应组织技术人员认真学习、阅读、审核施工图纸以及熟悉规范和技术标准，特别应熟悉

本规程中的技术要求。

4.2.3应对所有进场人员进行交底、培训，各工序操作人员及现场管理人员应熟练掌握施工相关工序

的施工方法及验收标准，考核合格后方可上岗。

4.3原材料控制

4.3.1配制喷射混凝土应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的规定，并宜采用硅

酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

4.3.2粉煤灰等级宜为II级及以上，且各项指标应满足《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T

1596-2017）中的相关要求，烧失量应≦5%。

4.3.3减水剂宜为引气型高效减水剂，增强气密性。

4.3.4宜用无碱或低碱型速凝剂，掺加正常用量速凝剂的水泥净浆初凝时间应≦3min，终凝应≦10min。

掺加速凝剂的喷射混凝土初凝时间应≦2min，终凝应≦8min；混凝土试件1d抗压强度应≧8MPa，28d

抗压强度比不应≦90%。

4.3.5机制砂宜选用II区砂，质地坚硬、清洁、级配良好，细度模数宜为2.8～3.2。机制砂的石粉

含量应符合表1的要求。其他性能及试验方法应符合贵州地方标准《山砂混凝土技术规程》

DB24/016-2010的规定。

表1机制砂的石粉含量要求

MB值强度等级石粉含量（%）

≤C25≤15.0

MB＜1.4C30～C45≤10.0

C50～C55≤7.0

≤C25≤5.0

MB≧1.4

C30～C55≤3.0

4.3.6应选用连续级配的碎石或卵石，最大公称粒径不宜≧13.5mm。粗骨料的针、片状颗粒含量、含

泥量及泥块含量，应符合表2的要求，其他性能及试验方法应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石

质量及检验方法标准》JGJ52-2006中的规定。

表2粗骨料的针、片状颗粒含量、含泥量及泥块含量

针片状含量

项目含泥量泥块含量

C20～C35≥C40

指标（%）≤12.0≤8.0≤1.0≤0.5

4.3.7玄武岩纤维的抗拉强度宜≧280MPa，直径宜为10μm～100μm,长度宜为15mm，并控制在10mm～

20mm。玄武岩纤维过长影响混凝土的施工性能，过短影响混凝土抗裂性能，且应保持干燥。

4.3.8符合现行《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的饮用水可直接作为混凝土搅拌与养生用

水，不应利用末过滤的混浊的地下水或使用过的不洁水。

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4.3.9喷射混凝土中各类材料的总碱量（Na2O当量）不应≧3kg/m；氯离子含量不应超过胶凝材料总

量的0.1%。

5玄武岩纤维喷射混凝土配合比设计

5.1喷射混凝土配合比设计规定

5.1.1胶凝材料总量宜≧450kg/m3。

5.1.2水泥用量宜≧300kg/m3。

5.1.3矿物外掺量总量宜≦胶凝材料总量的40%。

5.1.4水胶比应≦0.45；混合料的坍落度宜≧220mm。

5.1.5砂率宜为50%～65%。

5.1.6若需掺加硅粉的混合料，硅粉的掺量宜为硅酸盐水泥重量的2%～5%。

5.1.7玄武岩纤维参量应≧1.5kg/m3。

5.1.8弱碱水施工路段施工，配合比中应掺入粉煤灰。

5.2喷射混凝土配合比参数控制

5.2.1施工过程中采用的C30和C25喷射混凝土的配合比参数应满足表3和表4的要求，表中未明确

的其他指标需满足JGJ/T372-2016中的相关要求。

表3C30玄武岩纤维气密性喷射混凝土配合比参数

设计规范

规范规定试配天设计气密规范规定轴芯抗压

序设计混凝28规范规定规定抗弯抗拉强度

1天抗压抗压强度系数弹性模量强度

号等级抗渗等级拉强度MPa

强度MPaMPacm/sMPaMPa

MPa

1C25气密≥8≥33.2≥P8≥6≥10-10≥2.6*104≥2≥11.9

2C30气密≥8≥38.2≥P8≥6≥10-11≥2.86*104≥2≥14.3

3抗裂性残余抗弯强度（韧性）等级为4级

注：1、实际配合比应根据项目现场实际材料做验证。

2、残余抗弯强度（韧性）等级根据《岩土锚杆与喷射混凝土技护技术规范》GB500862015中附录N试验、附录P

规定判断（表4）

表4不同变形等级的喷射混凝土的残余抗弯强度

梁的挠度不同残余抗弯强度等级下的弯曲应力（MPa），不小于

变形等级

（mm）等级1等级2等级3等级4

很低0.51.52.53.54.5

低11.32.33.34.3

普通21.02.13.04.0

高40.51.52.53.5

5.2.2用于制备C30和C25喷射混凝土的骨料比例应按项目类型和集料类型，通过试验确定。采用的

砂率可按砂的粒度确定。

5.3喷射混凝土拌和物性能指标控制

5.3.1制备的喷射混凝土的坍落度应≧220mm，扩展度应≧650mm，拌合物和易性能良好，不离析不泌

水，且喷射混凝土拌合物初凝时间应≦3min，终凝应≦8min。

5.3.2喷射混凝土的体积密度可取2300kg/m3～2400kg/m3。

5.3.3在施工过程中，喷射混凝土的拌合物性能应满足JGJ/T372-2016中的相关要求，还应满足表3

的技术指标。

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6施工控制

6.1一般规定

6.1.1喷射混凝土施工应按设计要求进行，并应编制喷射专项施工方案，配置相应的专业人员和仪器

设备。

6.1.2喷射施工操作应选择熟悉喷射设备性能的喷射人员或在其指导下进行，且喷射混凝土施工前，

喷射人员应进行试喷，技能合格后方可进行喷射操作。

6.1.3湿拌法喷射混凝土在运输及喷射过程中严禁加水。

6.1.4喷射混凝土应在受喷面、配筋等质量验收符合要求后施工。

6.2原材料进场检测及储存管理

6.2.1水泥、粉煤灰、减水剂、速凝剂、机制砂和碎石等原材料在进场时均应对其进行检测，各项指

标合格则可进场使用，不合格则退回。应建立合理的原材料管理措施方案。

6.3施工设备

6.3.1喷射设备应参考工程特点、基底条件、混凝土配合比以及喷射方量等施工条件进行选择。

6.3.2喷射设备应选择能调整速凝剂参量的设备。

6.3.3湿拌法喷射设备的性能应符合下列规定：

1应具有良好的密封性和连续均匀输料能力；

2生产能力宜≧10m2/h，允许输送骨料的粒径宜≦15mm；

3水平输料距离宜≧30m，竖向输料距离宜≧20m。

6.3.4空气压缩机

1空气压缩机的选择应满足喷射设备工作风压和耗风量的要求，且应符合本节2、3、4款的规定；

2转子式喷射设备用空气压缩机的供风量应≧9m3/min，泵送式喷射设备用空气压缩机的供风量应

≧4m3/min；

3应能提供稳定的风压，其波动值应≦0.01MPa，风压宜≧0.6MPa；

4空气压缩机至喷射设备的送风管工作时的承压能力应≧0.8MPa。

6.3.5输料管工作时的承压能力应≧0.8MPa，管径应满足输送设计最大粒径骨料的要求，并应具有良

好的耐磨性能。

6.4喷射混凝土拌合与运输

6.4.1原材料计量宜采用电子计量设备，原材料计量应符合现行国家标准《混凝土质量控制标准》GB

50164-2011的规定。每盘混凝土原材料计量允许偏差应符合表5的规定：

表5每盘混凝土原材料计量允许偏差

单位为%

原材料种类胶凝材料骨料水外加剂纤维

每盘计量允许偏差±2±3±1±1±1

6.4.2应按每盘用量称量纤维，把称好的纤维投放到计量好的砂石输送带上，同砂石一道进入拌和机

与水泥一起拌和均匀（称之为干拌），当纤维与集料、胶凝材料拌和均匀后，再加水和减水剂进行拌合

（称为后续拌合）。

6.4.3纤维的长短不同，所需的干拌时间也不一致，纤维越长，所需的干拌时间则越长。在集料干燥

的情况下，室内试验干拌需要120～240s，现场干拌时只需90～180s；如果集料含水，干拌时间要增加

到300s左右，也可与粗集料拌和均匀后，再加其它材料进行拌和。后续拌和时间以减水剂完全反应时

间为准，一般宜为90～150s。

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6.4.4应采用混凝土灌车运输，且不少于2辆。

6.5喷射作业前的工作要求

6.5.1隧道穿过高瓦斯煤系地层段，隧道开挖过程中极易产生瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等灾害：可溶

岩揭露溶洞及断层破碎带易产生涌水、突泥和冒顶等危害，必须高度重视，应加强监控量测、超前地质

预测预报、超前钻孔、煤层及瓦斯探测与检测、隧道底板不良地质探测等工作。施工中应做好应对各种

灾害的工程应急处治预案。

6.5.2应拆除喷射混凝土施工作业区的障碍物。

6.5.3应确保喷射设备司机与喷射手之间的联系畅通。

6.5.4喷射作业区应有良好通风和足够光线。

6.5.5应埋设控制喷射混凝土厚度的标志，其纵横间距宜为1.0m～1.5m。当设有锚杆时，可用锚杆露

出岩面的长度作为控制喷层厚度的标志。

6.5.6一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，应采用高压

风吹净岩面，确保喷射混凝土与受喷岩面粘结牢固，保证喷射混凝土能和围岩良好的共同受力。

6.5.7泥、砂质岩面应挂设钢筋网，用钢架固定，使其密贴受喷面，提高喷射混凝土的附着力。喷混

凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷射混凝土。

6.5.8设置控制喷射混凝土厚度的标志，宜采用埋设钢筋头做标志。施工中往往发生因喷层过薄而引

起混凝土开裂、离鼓和剥落现象，应在施工中严格控制喷层厚度及速凝剂的掺量。

6.5.9施工作业前应做好检查工作：

1检查机械设备和风、水、电等管线路；检查输料管是否完好；

2检查作业区内是否具有良好通风和照明条件；

3检查速凝剂的泵送及计量装置性能是否完好。

6.5.10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：

1当洞壁渗水较大影响喷射混凝土施工时，可在岩壁渗水部位铺设半圆形排水管，把水引到排水沟，

再铺设土工布和防水板遮挡，然后再进行喷射混凝土施工。

2大面积潮湿的岩面采用粘结性强的混凝土，有渗水和大面积潮湿的岩面与喷混凝土不易粘结，为

增加粘结性，初喷在岩面上的混凝土可适当增加水泥用量和速凝剂的掺量；也可在混凝土中掺入高效减

水剂或添加各种增粘剂。

6.5.11喷混凝土作业前，应认真清除作业面拱脚或墙脚的虚碴和回弹物料，以防止拱墙脚因喷混凝土

强度不足出现失稳现象。

6.5.12喷射施工操作应选择熟悉喷射设备性能的喷射工或在其指导下进行，且喷射混凝土施工前，喷

射工应进行试喷，混凝土性能合格后方可进行喷射操作。

6.6喷射混凝土作业

6.6.1喷射混凝土工艺

喷射混凝土采用湿喷工艺，保证强度、厚度和均匀性，严禁干喷。

6.6.2温度要求

1喷射混凝土的喷射作业区温度宜为5℃～35℃，喷射混凝土拌合物温度宜为10℃～30℃。

2冬期施工时，应有保温措施，且不应在结冰的待喷面上进行直接喷射。

6.6.3喷射距离

1影响喷射最佳距离的因素包括拌和料的集料粒径、颗粒级配、气压和输送的速度、喷射面的处理

和喷射面的性质、使用的施工机械和操作方法，施工操作应满足2、3之要求：

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2喷嘴指向与受喷面应保持90°夹角，若喷工字钢与围岩之间的混凝土时，喷嘴指向与受喷面应保

持75°夹角，喷头与受喷面的距离为1.0～2.0m，这样可以达到最佳工作效果，使得喷射混凝土的回弹

量最低，密实度最好；

3喷头与受喷面的角度，一般应垂直于受喷面，但在喷边墙时，宜将喷头略向下俯10°左右，使混

凝土束喷射在较厚的混凝土顶端，可避免料束中的粗骨料直接与受喷面撞击，减少回弹量。

6.6.4喷射顺序

1在开挖完成后，应尽快进行初喷，初喷厚度应≧50mm。对有较大蜂窝、低凹处和裂缝的结构，应

先进行处理符合要求。

2射作业时一般要求应分片、分段、先墙后拱、自下而上依次进行的喷射顺序，每段长度宜≧6m，

保证喷射面上的混凝土覆盖均匀，减小由于喷射作业时粉尘覆盖在喷射面上造成的混凝土回弹量增加。

3在由边墙到拱顶的喷射过程中可以稍微增加一些速凝剂，以使混凝土加快凝结速度。

6.6.5喷射厚度

1影响分层喷射厚度的因素较多，比如速凝剂的效果、拌和物的质量、受喷面的性质、操作人员的

水平等；

2混凝土喷射厚度≦300mm时，可采用一次喷射完成；

3喷射混凝土厚度超过表6中的规定，应采用分层喷射。

表6喷射混凝土一次喷射厚度

拌制方法部位喷射厚度mm

拱顶200～300

湿拌

侧墙300～400

6.6.6分层喷射时间间隔

间隔时间视水泥品种、施工时的温度和速凝剂的掺量等因素而定。常温（15～25℃）下使用掺有速

凝剂的普通硅酸盐水泥时，多层喷射混凝土时，第二次喷射应在第一次喷射的混凝土终凝后进行。间隔

时间超过1h时，应采用高压水或压缩空气对混凝土喷层表面进行清洗处理。

6.6.7喷射混凝土的回弹率

喷射混凝土施工中的回弹率，与喷射混凝土材料和水胶比，混合物喷射速度，喷头至受喷面的距离

与角度及喷射手技术熟练程度等因素有关，而回弹率的高低对喷射混凝土质量、材料消耗、施工效率等

都有重大影响。喷射混凝土施工过程中，侧墙喷射混凝土拌合物回弹率宜≦3%，拱顶喷射混凝土拌合物

回弹率宜≦5%。喷射时产生的回弹物料，严禁重新掺入喷射拌合物中。

6.6.8地下工程喷射混凝土施工应符合下列规定：

1喷射混凝土施工顺序应与开挖顺序相适应；

2采用钻爆法施工，喷射混凝土紧跟开挖工作面施工时，混凝土终凝到下一循环爆破的间隔时间不

应≦3h；

3喷射混凝土设计厚度变化处，厚度较大部位应向厚度较小部位延伸2m～3m。

6.7喷射混凝土养护

6.7.1喷射混凝土应及时保湿养护，混凝土终凝后养护时间应≧7d，重要工程应≧14d。

6.7.2喷射混凝土地下工程处于相对湿度在95%以上的环境中时，可不进行养护。

6.7.3对于冬期施工的喷射混凝土，养护应符合下列规定:

1日均温度低于5℃时，不得采用喷水养护；

2喷射混凝土受冻前强度不得低于6MPa，且用普通硅酸盐水泥制备的喷射混凝土强度不得低于设计

强度的40%；

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3混凝土强度达到设计强度等级标准值50%时，方可拆除养护措施。

6.8施工注意事项

6.8.1喷射机的合理使用

1启动喷射机时，应先送风再开机，并应在机械运转正常后送料，供料均匀连续。

2作业结束时，应先停止送料，待罐内余料喷完，再停机，然后关风。

3停止喷射作业后，喷射机和输料管内的积料应及时清除干净，以避免混合料结块堵管。

6.8.2纤维添加及拌合

1纤维称量好后应与集料同时投放，进行干拌。

2首盘混凝土经干拌后应确认纤维是否均匀分散，符合要求后记录干拌所需时间作为后续干拌参考

时间。

6.8.3复核速凝剂掺量

因湿喷机速凝剂掺入是以流量档位计量，因此应对速凝剂的掺量进行复核，确认计量档位以保证速

凝剂掺量得到有效控制。

6.8.4输料管堵塞问题

6.8.4.1输料管堵塞的一般原因有以下几种：

1混合料中混入超规定粒径的石子、水泥硬块或其他杂物；

2操作程序有误，如先开马达后送风，操作阀错开，致使高压风大量泄出，使工作室内风压急剧下

降，也会引起输料管堵塞。

6.8.4.2如遇堵管，应立即关闭马达，随后关闭风源，并将软管拉直，然后以手锤敲击找到堵塞位置，

可将风压开到0.3～0.4MPa，同时继续敲击堵塞部位，使其排除堵塞物而畅通。排除堵管现象时，应注

意喷嘴前方严禁站人，以免发生伤人事故。

6.8.5硬岩和软弱岩石面混凝土喷射

1硬岩基底粘结能力不如软弱围岩，在喷射硬岩部位时底层厚度一定要薄，大面积硬岩部位应先用

喷射混凝土扫底，然后再逐渐增加喷层厚度；

2软弱岩石部位喷射时，底层喷射可适当增加初喷厚度。

6.8.6回弹量的控制

6.8.6.1影响喷射混凝土回弹量的因素主要有供风量，喷嘴对喷射岩面的角度，速凝剂的掺量，喷嘴

至喷射岩面的距离，喷射部位等。

6.8.6.2风量调整可直接控制喷射混凝土流速，喷射机械在正常使用时气压表指针在4.5～5Pa,为了

达到比较平整的喷射面，并尽量减少回弹，在正常风压下，根据喷射混凝土坍落度的变化、混凝土喷射

距离的远近和围岩的类型要随时调整风量旋扭，改变供风量大小。坍落度大时风量减小，反之则加大风

量；喷射距离远时加大风量，反之减小风量；喷射硬岩时减小风量，反之加大风量。

6.8.6.3喷嘴对喷射岩面的喷射角度是影响混凝土的最重要因素，应经常保持喷嘴与喷射岩面呈90°

直角，在喷射裂隙、挂网钢筋和超、欠挖等不规则岩面部位时要随时调整喷射角度，以保证喷射混凝土

更加密实地填充到岩面的隐蔽部位。

6.8.6.4正常的混凝土喷射距离宜为0.6～1.2m。

注：若距离过小，将无法形成层状，因为喷射混凝土一触击到岩面就被后续的强大冲击力所吹走；若距离太大，则

因冲击力不足而无法满足喷射混凝土的粘结和密实要求。二者任何之一都将造成回弹量的急剧上升，致使能够

喷附至岩面的混凝土很少。相反，如果根据喷嘴处混凝土的流速来调节喷嘴距岩面的合理距离，则回弹量可控

制到最小范围，所以准确地掌握喷嘴距离至关重要。另外，在混凝土坍落度变化情况下，喷射距离也需要进行

调整，坍落度较小时，喷射距离取小值；坍落度较大时喷射距离取大值。同时，在粗喷或毛喷时喷射距离也要

尽可能小，面层找平时喷射距离尽可能大。

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6.8.6.5为了使喷射至岩面的混凝土在短时间内达到锚固、密实的效果，在喷射混凝土时掺入速凝剂，

速凝剂的掺入量显示在速凝剂指示表上。在调整速凝剂时，应满足下列要求：

1根据喷射的不同部位及时调整速凝剂掺入量；

2根据喷射混凝土回弹量调整速凝剂掺量，回弹量小则速凝剂掺量减少，回弹量大时，速凝剂掺量

增大。

7喷射混凝土施工质量控制与检测

7.1原材料及产品质量检验

7.1.1原材料及产品质量应满足以下要求：

1具有出厂合格证；

2现场抽检试验报告检查合格；

3喷射混凝土抗压强度、抗弯拉强度、气密性检验、等各项指标检测指标符合表3、表4要求。

7.2检测频率

7.2.1气密性抗裂喷射混凝土检测指标应包括气密性或抗渗等级、抗折及抗压力学性能、粘结强度。

7.2.2检测方式应采用现场喷射大板试件进行试验，大板试件尺寸应按试验需求进行调整。

7.2.3抗压强度应在双车道每10米，且至少在拱部和边墙各取1组试样，1组试样3个试件。

7.2.4气密性（透气系数）、抗弯拉强度应在双车道每50米取1组，其它指标宜按需要检测。

7.3喷射施工现场过程质量

7.3.1抗压强度必须合格，不合格时，应查明原因，并采取措施，可用加厚喷层的办法予以补强。

7.3.2喷射混凝土表面有裂缝、脱落、露筋、渗漏等情况时，不得修复，应凿除喷层重喷或进行整治。

对渗漏水孔洞，应采取引排措