高速铁路隧道施工18课件.ppt

1、 Page:1高高 速速 铁铁 路路 隧隧 道道 施施 工工 Page:2第四节 喷射混凝土一、材料要求一、材料要求水泥：喷射混凝土应优选普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不应低于42.5级。砂：采用洁净的中砂或粗砂，含水量一般为5%7%，使用前一律过筛。石料：采用坚硬耐久的碎石或鹅卵石，粒径不宜大于15mm。速凝剂：应根据水泥品种、水灰比等通过试验确定速凝剂看的掺量。使用前应做速凝效果试验，初凝时间不超过5min，终凝时间不超过10min。水：水质符合工程用水的要求，水中不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质。Page:3二、喷射混凝土工艺二、喷射混凝土工艺 喷射混凝土的工艺流程有干喷、潮喷、湿

2、喷和混合喷四种。主要区别是各工艺的投料程序不同，尤其是加水和速凝剂的时机不同。1.干喷和潮喷干喷和潮喷 干喷是用搅拌机将骨料、水泥拌和好，投入喷射机料斗，同时加入速凝剂，用压缩空气使混合料在软管内呈悬浮状态，压送到喷枪，在喷头处加入高压水混合，以较高的速度喷射到岩面上。干喷的缺点是：产生的粉尘量大，回弹量大，加水由喷嘴处的阀门控制，水灰比的控制程度与喷射手操作熟练程度有直接的关系，但使用机械简单，机械清洗和故障处理容易。Page:4 潮喷是将骨料预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌和，从而降低上料、拌和与喷射时的粉尘。但大量的水仍是在喷头处加入和喷出的，其喷射工艺流程和使用机械同干喷工艺。目前

3、现场较多使用的是潮喷工艺。2.湿喷湿喷 将骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿式喷射机将拌和好的混凝土混合料送到喷头处，再在喷头上添加速凝剂后喷出。湿喷混凝土质量容易控制，喷射过程中粉尘和回弹量很少，是应当发展、推广应用的喷射工艺，但对喷射机械要求较高，机械清洗和故障处理较麻烦。对于喷层较厚的软岩和渗水隧道，不宜使用湿喷。Page:5 Page:6 Page:7 Page:8 Page:93.混合喷射混合喷射 混合喷射又称为水泥裹砂造壳喷射法，是将一部分砂加第一次水拌湿，再投入全部水泥强制搅拌造壳；然后加第二次水和减水剂拌和成SEC砂浆；将另一部分砂和石、速凝剂强制搅拌均匀。然后分别用砂浆泵

4、和干式喷射机压送到混合管后喷出。混合喷射是分次投料搅拌工艺与喷射工艺的结合，关键是水泥裹砂（或砂、石）造壳技术。混合喷射使用的主要机械设备与干喷工艺基本相同，但混凝土的质量较干喷混凝土质量好，且粉尘和回弹率有大幅度降低。但使用机械数量较多，工艺较复杂，机械清洗和故障处理很麻烦，因此混合喷射工艺一般只用在喷射混凝土量大和大断面隧道工程中。Page:10三、喷前检查及准备三、喷前检查及准备1.喷前应对开挖断面尺寸进行检查，清除松动危石，欠挖超标严重的应予处理。2.根据石质情况，用高压风或水清洗受喷面。3.受喷面有集中渗水时，应作好排水引流处理，无集中水时，应根据岩面潮湿程度，适当调整水灰比。4.埋

5、设喷层厚度检查标志。一般在石缝处钉铁钉，或用快硬水泥安设钢筋头，并记录其外露长度。5.检查调整好各机械设备的工作状态。Page:11四、施喷注意事项四、施喷注意事项1.喷射时应分段（不超过6m）、分部（先下后上）、分块（2m2m），严格按先墙后拱，先下后上的顺序进行，这样可防止掉落的回弹物附在未喷的岩面上，而影响喷射混凝土与围岩的粘结力。2.喷射时可以采用S形往返移动前进，也可以采用螺旋形移动前进。Page:123.喷射时喷嘴要垂直于受喷面，倾角不大于100，距离0.81.2m，太近或太远都会增加回弹量。4.对于岩面凹陷处应先喷多喷，凸出处应后喷少喷。5.喷射时一次喷射厚度不得太薄或太厚，一般

6、规定按表执行。部位掺速凝剂 不掺速凝剂边墙710 57拱部57 35一次喷射厚度（一次喷射厚度（cm）Page:136.若喷射混凝土较厚时，应分层喷射，一般分23层喷射；分层喷射的间隔时间不得太短，一般要在初喷混凝土终凝以后再进行复喷；喷射混凝土的终凝时间受水泥品种、施工温度、速凝剂类型及掺量等因素影响。间隔时间较长时，复喷前应将初喷混凝土表面清洗干净，复喷应将凹陷处进一步找平。7.喷射混凝土的养护应在其终凝12h后进行洒水养护，养护时间一般不少于7h。Page:148.冬季施工时喷射混凝土作业区的气温不得低于50C；若气温低于50C，不得洒水；混凝土强度未达到设计强度的50%时，若气温降低到

7、50C以下，则应注意采取保温防冻措施。9.回弹物的利用。及时回收的洁净而尚未凝结的回弹物，可以按一定比例掺入混合料中重新搅拌后喷射，但掺量不宜大于15%，且不宜用于喷射拱部；回弹物的另一处理途径是掺入普通混凝土中，但掺量也应加以控制。Page:15第五节 钢纤维喷射混凝土一、钢纤维喷射混凝土原料一、钢纤维喷射混凝土原料 钢纤维喷射混凝土是在喷射混凝土中加入一定数量的钢纤维。由于钢纤维均匀分布在混凝土中，为混凝土提供了非连续性的微型配筋，从而弥补喷射混凝土的脆性破坏缺陷，改善喷射混凝土的物理力学性能。钢纤维的直径宜为0.30.6mm，长度为2040mm，长径比为4060，钢纤维的体积掺量为1%2

8、%。常用的钢纤维为碳素钢纤维。水泥一般采用425号普通硅酸盐水泥；砂子的最大粒径不超过6mm。Page:16二、钢纤维喷射混凝土的应用范围 由于钢纤维喷射混凝土具有许多优良的物理力学性能，故可用于承受强烈震动、冲击荷载的结构物的构筑，也适用于要求耐磨或不便配置钢筋但又要求有较高强度和韧性的工程中。在软弱破碎围岩隧道中，可以采用钢纤维喷射混凝土代替钢筋网喷射混凝土，作为软弱破碎围岩隧道的初期支护，甚至作为永久衬砌。但现在应用很少，有待进一步推广。三、施工工艺 喷射钢纤维混凝土时，可直接使用现有的喷射混凝土机械或将其稍加改进。为了减少堵塞，应尽量取消输料管900弯头及尽量减少其直径的突然变化。选用

9、的钢纤维长度应不大于输料管直径的一半。在钢纤维喷射混凝土施工中，最重要的问题是均匀拌和，防止钢纤维结团和降低回弹量。Page:17第六节 喷射混凝土质量检测一、喷射混凝土质量检测指标一、喷射混凝土质量检测指标 喷射混凝土的质量检测指标主要有喷射混凝土的强度和喷射混凝土的厚度两项内容。此外应采取措施减少喷射混凝土的粉尘和回弹率。喷射混凝土的抗压强度是表示其物理力学性能及耐久性的一个综合指标，所以，工程实际把它作为检测混凝土质量的重要指标。喷射混凝土的厚度是指喷层至隧道围岩接触面间的距离。喷射混凝土过程中，部分混凝土由隧道岩壁落到底板的现象叫做喷射混凝土的回弹。回弹下来的混凝土数量与喷射混凝土总数

10、量之比，就是喷射混凝土的回弹率。Page:18二、影响喷射混凝土质量的因素二、影响喷射混凝土质量的因素1.影响喷射混凝土的强度因素（1）原材料 喷射混凝土原材料主要包括：水泥、砂、石子、速凝剂等。提供能满足质量要求的原材料是保证喷射混凝土强度的前提。（2）施工作业 在保证原材料合格的前提下，应按设计的配合比，准确称量进行搅拌。喷射混凝土的强度还和喷射作业质量密切相关。因此，喷射前，必须冲洗岩面；喷射中，要控制好水灰比和喷射距离；喷射后，注意洒水养护。Page:192.影响喷射混凝土厚度的因素影响喷射混凝土厚度的因素 实际工程中，如果喷射混凝土的厚度达不到设计要求，会引起喷层开裂和剥落，甚至会影

11、响工程的安全使用。影响喷射混凝土厚度的因素有：（1）爆破效果。如果光面爆破效果差，隧道断面成形不好，导致超挖处混凝土喷层过厚，而欠挖处喷层又过薄。（2）回弹率。由于向隧道拱部喷射混凝土时回弹量大，施工操作困难，导致拱部混凝土喷层达不到设计厚度。Page:20（3）施工管理 如果施工管理不严，没有采取诸如埋设标准桩等严格控制喷层厚度的措施，则容易造成厚度不足。（4）喷射参数 喷射混凝土的风压、水压、喷头与喷面的距离、喷射角度、喷射料的粒径等，不仅影响喷射混凝土的强度，而且还会影响对喷层厚度的控制。Page:21三、喷射混凝土抗压强度的检测方法三、喷射混凝土抗压强度的检测方法1.检查试块的制作方法

12、（1）喷大板块切割法。在施工的同时，将混凝土喷射在45cm35cm12cm（可制成6块）或45cm20cm12cm（可制成3块）的模型内，在混凝土达到一定强度后，加工成10cm10cm10cm的立方体试块，在标准条件下养护至28d进行试验。（2）钻芯取样法。当对强度有怀疑时，可在混凝土喷射地点采用钻芯取样法随机抽取制作试件。2.检验数量 施工单位每一作业循环检验一次，每个循环至少在拱部和边墙各留一组检验试块，每组至少取3个试块进行抗压强度试验。3.满足以下条件者为合格，否则为不合格1）同批（指同一配合比）试块的抗压强度平均值，不低于设计强度或C20。2）任意一组试块抗压强度平均值不得低于设计强

13、度的80%。3）检查不合格时，应查明原因并采取措施，可用加厚喷层或增加锚杆的办法予以补强。Page:22四、喷射混凝土厚度检测四、喷射混凝土厚度检测1.喷射混凝土厚度应符合下列要求：（1）平均厚度大于设计厚度；（2）检查点数的60%及以上大于设计厚度；（3）最小厚度不得小于设计厚度的1/2，且不小于3cm。2.检验数量 施工单位每一作业循环检查一个断面，每个断面应从拱顶起，每间隔2m布设一个检查点检查喷射混凝土的厚度。3.检验方法 检查控制喷层厚度的标志或凿孔测量厚度。凿孔检查时，宜在混凝土喷后8h以内，用短钎将孔凿出，发现厚度不够时可及时补喷。如混凝土与围岩粘结紧密，颜色相近而不易分辨时，可用酚酞试液涂抹孔壁，碱性混凝土即呈现红色。Page:23五、减少粉尘和回弹的措施五、减少粉尘和回弹的措施1.严格控制喷射机工作风压；2.合理选择喷射混凝土配合比；适量减少最大骨料的粒径；使砂石具有一定的含水率，呈现潮湿状；3.掌握好喷头处的用水量，提高喷射作业操作熟练程度和技术水平；4.采用湿喷工艺；5.应加强喷射的照明、通风。