1、DL/T 5181一2003水电水利工程锚暇支护施工规范条文说明55 DL/T 5181 - 2003 目录3 术语和定义.58 4总则.59 5 锚杆施工.62 5.1 一般规定. 62 5.2全长秸结塑锚杆.62 5.3 张拉型锚杆.64 5.4摩擦型锚杆.66 5.5 管式锚轩及自钻式注浆锚杆.67 6 预应力锚索施工.68 7 喷射混凝土施工.71 7.1 原材料.71 7.2施工机具. 72 7.3 混合料的配合比、拌制和运输.74 74 喷射前的准备工作.75 7.5 喷射作业. 76 7.6 水泥裹砂喷射混凝t. 77 7.7钢纤维喷射混凝士.80 8 锚喷联合支护施工.82 8
2、.1 钢筋网喷射混凝土.82 8.2钢拱架、钢筋网喷射混凝土.83 8.3 不良地质条件下的锚喷联合支护.83 9 安全技术与防尘.85 9.1 安全技术. 85 9.2 防尘.86 56 DL/T 5181一2003 10质量检查.8810.1 锚杆、锚索.88 10.2 喷射混凝土.89 57 DL/T 5181 - 2003 3术语和定义关于预应力锚杆的定义，有关标准很不统一。例如：SL212-1998水工预应力锚固设计规范中定义：“预应力锚杆一一施加预应力后的锚杆。本规范将预应力锚杆和预应力锚索统称为预应力锚杆。”“普通预应力锚杆一一采用普通钢材，施加的张拉力小于300kN的预应力锚杆
3、。”类似上述的定义在施工实际应用中感到很不方便。这次修订标准，考虑到水电施E行业的习惯和工程的实际情况，将预应力锚杆和预应力锚索分别定义：将安装时施加张拉力的锚杆统称为“张拉塑锚杆”，其中：设计对张拉力无要求的称为“张拉锚杆”，设计对张拉力有要求的称为“预应力锚杆”。几个工程采用的预应力锚杆的情况见表1:表1几个工程采用的预应力锚杆情况表工程名称锚轩材料锚杆直径锚固长度设计张拉力mm m kN 大朝山水电站地下厂房热辛LE级钢筋32 g 122 天荒坪抽水蓄能电站地下1房热草LE级钢筋2坦7 102 128 天荒坪抽水蓄能电站下库滑坡处热轧H级钢筋36 16 25 204 理小浪底水利枢纽地下
4、厂房边墙热轧H级钢筋36 8, 10 250 德国进口（相当于小浪底水利枢纽地下厂房岩铺梁国产热轧W级钢36 15 500 筋）58 DL/T5181一2003 4总则4.0.1 涧室开挖质量对锚喷支护的施工技术经济效果有很大影响，因此要求做好光面爆破或预裂爆破。4.0.4 锚喷支护的设计目前主要按照“工程类比法”进行，而围岩条件又复杂多变，只有设计、地质、施工三方面密切配合，根据围岩条件的变化情况，及时调整支护方案和施E措施，才能做到使锚喷支护既安全可靠，又经济合理。4.0.5 施工期现场监控量测是一项技术含量较高的工作，它对工程设计的正确实施有着重要作用。因此，应该做出详尽的设计，在设计文
5、件中应对整个量测程序做出明确规定。凡是跨度较大和围岩较差的地下工程，均应进行现场监控量测。进行现场监控量测的工程应按表2选定。表2隧洞进行现场监控量测的选定表跨度B 围岩分类m B运5520 !:, ,/ II !:, ,/ ,/ III ,/ ,/ ,/ IV ,/ ,/ ,/ ,/ v ,/ ,/ ,/ ,/ ,/ 注：A代表根据围岩及洞室情况灵活掌握。4.0.6 这次修订标准，压力分散型预应力锚索和聚丙烯纤维喷射混凝土足两种新的技术和工艺因目前在国内工程中采用尚比较少，所以在标准正文中没有列入。近儿年在国内开发和应用的压力分散型预应力铺索，由无黠59 DL/T 5181 - 2003 结
6、钢绞线（预应力筋）、承载体（内锚板）、灌浆体及锚头组成，其结构简图见图1。无勤结钢绞线在孔内的锚固方式目前有两种：一种是用挤压机将挤压套压在穿过内锚板的钢绞线里端。一块内锚板上可穿数根钢绞线：一个孔内可安装数个内锚板。另一种是将无薪结钢绞线弯曲成“U”形绕过承载体，构成一个独立的单元锚索。在同一个孔中，可安装多个单元锚索。压力分散型预应力锚索的张拉是采用单索千斤顶对单根钢绞线（单元锚索）逐个进行对称张拉。压力分散型预应力锚索可将荷载分散地传递给钻孔内几个较短的固定长度上，更有效地利用天然地层强度，显著提高锚索的承载力。压力分散型预应力锚索适用于土层及软弱破碎岩层的锚固。铺头光毅绪钢绞线承载体内
7、锚头）图1压力分散型预应力锚索结构简图近几年来，聚丙烯纤维喷射混凝土在国内一些工程中被采用，初步取得了较好的技术效果。聚丙烯纤维混凝土比普通混凝土具有以下优点：弹性模量较低，极限拉伸值较高，因而适应变形能力较强，有利于混凝土防裂：韧性较高，有较好的抗冲击能力：有较高的抗渗、抗冻性能。国产某型号聚丙烯纤维的性能见表3o表3国严某型号聚丙烯纤维性能表比重纤维长度燃点g/cm3 I mm I ? | 抗！Lt极限11申值: 0.91 15土l590 I 160 170 I 382.9 59.9 51 DL/T 5181 - 2003 试验表明，温喷法在减少纤维喷射损失、提高喷射混凝土的性能、减少回弹
8、损失及改善喷射作业环境等方面明显优于干喷法。所以，聚丙烯纤维喷射、混凝土应采用湿喷法。拌和时间应适当延长，以保证微纤维在混凝土中分布均匀。百色水电工程采用的聚丙烯纤维喷射混凝土的施工配合比见表4。表4百色工程聚丙烯纤维暇射混凝土施工配合比强度等级水：胶凝材类别lMPo I 料：砂石lm3材料用量kg 水水泥粉煤灰河砂碎石减水剂速凝剂微纤维湿喷C25 I 0.45 : 1 : 4.5 I 176 I 353 I 39 I 1019 I 745 I 2.35 I 9.80 I 1.0 其拌和工艺为：加大部分水、减水剂拌和30s力口水泥、粉煤灰、河砂、石子、微纤维拌和3min加剩余的水拌和lmin。
9、明落度控制为12cm2cm。白溪水库工程进行的聚丙烯纤维喷射混凝土试验，选择拌和时间为Smin。61 DL/T5181 - 2003 5锚杆施工5.1一般规定5.1.1 从锚固型式和受力状态两个不同的角度对锚杆进行了分类，以规范锚轩的名称。5.1.2 对于有可能滑动的结构面，锚杆方向与滑动面的倾向相反，有利于保持围岩的稳定。规定钻头直径最小值，是为了保证锚杆杆体周围包裹一定厚度的薪结材料作为保护层（对于“先注浆后插杆”程序而言）和便于将注浆管插入锚杆孔（对于“先插杆后注浆”程序而言）。清除孔内的岩粉和积水，是为了保证黠结材料与孔壁之间更好地结合。5.1.4 在W类、V类围岩及特殊地质条件下，先
10、喷混凝土再施作锚杆，是为了利用喷混凝土使围岩暂时稳定，保证施作锚杆时的安全。5.2 全长秸结型锚杆5.2.2 一般情况下，全长茹结型锚杆杆体材料采用热轧II级或III级钢筋，因为II级、III级钢筋带肋，与妻古结材料之间的握裹力比光圆钢筋大。个别情况F也可采用热轧I级钢筋。要求锚杆杆体除锈、除油污，是为了保证与茹结材料之间很好地勤结。优先选用强度等级不低于32.5的新鲜硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，是因为采用上述水泥拌制的水泥砂浆早期强度较高，有利于锚杆施工。要求掺入砂浆的外加剂不得含有对锚杆产生腐蚀作用的化学成分，是为了保证锚杆长期工作的可靠性。62 DL IT 5181 - 2003 5.2
11、.3 如果砂浆初凝后仍然使用，其强度将大大降低，满足不了设计要求，因此要求砂浆随拌随用，初凝前必须使用完毕。对于“先插杆后注浆”的锚杆，当俯角大于30。时，注浆管深入孔底注浆，孔内空气较容易啡出，可以不设排气管：当俯角小于30。时，孔内空气不易排出，所以须将排气管深入孔底，注浆管自孔口向孔底注浆，同时孔内空气被压至孔底沿排气管排出。由于注浆时有一定的压力，为防止注浆过程中砂浆从孔口外流，必须在注浆前对孔口进行封堵。锚杆孔注浆饱满程度是砂浆锚杆施工质量的重要指标，但在实际工程中，这项指标很难检查。因此，通常的做法是：施工前，按附录B所述方法先进行试验，选用其中一种密实性较好而且比较稳定（即不随操
12、作人员变化而改变其效果）的注浆工艺，在实际施工中坚持实行。5.2.4 水泥卷锚杆能够在短时间（半小时至数小时）内具有承载能力，故多用作临时支护锚杆。水泥卷目前尚无统一标准，各生产厂家的产品性能各异。所以，使用前应按产品说明进行试验，验证其性能。5.2.5 应根据锚杆直径、锚杆孔孔径经过计算确定水泥卷的最小直径，以保证锚杆孔内充填饱满，同时应避免浪费水泥卷。一般水泥卷不要求搅拌，个别的要求搅拌05.2.7 树脂卷是将树脂胶茹剂和固化剂按一定比例分别封装于一只聚脂薄膜袋的相互隔离的两腔内的锚固剂。装入锚杆孔内的树脂卷被旋转的锚杆体端部捕破后，树脂胶茹剂和固化剂被混合，产生化学反应，很快固化，将锚杆
13、体锚固于孔内。5.2.9 锚杆安装后，通常在孔口处用铁模将锚杆模紧，以防在砂浆凝固之前锚杆发生位移。在黠结材料凝固之前不得敲击、碰撞或拉拔锚杆，是为了防止茹结材料受扰动而影响黠结力。63 DL/T5181一2003 5.3张拉型锚杆5.3.1 临时支护采用的张拉锚杆，一般采用扳手拧紧螺帽，没有最小张拉力的要求，由施工人员凭经验掌握。其优点是承载快。5.3.2 关于端头锚固型式，一般情况下，敬结式比机械式的锚固力大、加工容易、成本低，所以宜采用茹结式的端头锚固型式。5.3.3 螺纹钢筋冷拉后提高屈服点，从而提高设计强度。在满足一定的张拉控制应力的条件下，采用冷拉钢筋比非冷拉钢筋节省材料。高强精轧
14、螺纹钢筋可用专用套筒连接，用专用螺母作预应力端部锚固，从而简化预应力工艺，是理想的预应力钢筋。目前国产的高强精轧螺纹钢筋还处于试验研究阶段，尚未大批量生产，未列入国家及行业标准，下述外形尺寸（见表们和钢筋力学性能（见表6）供参考。表5高强精轧螺纹钢筋外形尺寸标准尺寸截面计理论国公称直径mm 算面积重量名domm 基因直径螺纹高螺纹底宽螺距螺纹根弧导角cm kg/m dh d, h b L r 中25 25 25 1.6 6.0 12 1.0 81.5。4.91 3.85 国32 32 32 2.0 7.0 16 2.0 815。8.04 6.31 20 19.8 19.5 1.5 5.0 12
15、 1.5 80。5.25 德、26 25.7 25.4 1.8 6.0 13 2.0 81。5.31 国28 27.8 27.5 1.9 6.5 14 2.0 81。6.16 表6高强精轧螺纹铜筋力学性能级别直径屈服强度q抗拉强度E凡冷弯伸长率0,mm MPa MPa % 735 32 735 885 7 90。d=7a735 25 735 885 8 930 25 930 1080 90 d=8a 64 DL/T 5181 - 2003 5.3.6 张拉锚杆孔口用早强砂浆做平整处理，一是为了避免托板与岩面之间局部接触而降低托板的承载能力：二是如果采用千斤顶进行张拉，为千斤顶的支腿提供平整的支
16、承面。5.3.7 张拉过程中如果锚杆不是轴向受力，则反映出来的张拉力不是锚杆的轴向拉力，无法控制锚杆达到设计张拉力。球面垫圈的作用，是保证在托板与锚杆杆体之间的垂直度杳偏差时垫圈也能与托板紧密接触，从而保证锚杆轴向受力和螺帽可靠地锁定预应力。张拉锚杆虽然没有设计张拉力的要求，但为了使托板与岩面靠紧从而使锚杆具有支护作用，操作人员应采用扳手尽力拧紧螺帽。只要扳手有足够长度，操作人员尽力，达到lOON m的扭矩并不困难。5.3.8 用作永久性支护的张拉型锚杆，要求整个锚孔灌注薪结材料，目的是保护锚杆体，避免锈蚀。5.3.9 用水泥卷作为张拉型锚杆锚固段的锚固剂，必须选用早强型水泥卷，其达到设计锚固
17、力的时间须通过试验确定。5.3.10 速凝树脂卷的固化时间一般在数分钟之内，所以，要求树脂卷被搅拌完毕后15min再进行张拉，保证树脂卷己完全固化。有的工程的预应力锚杆（例如大朝山地下厂房），设计要求锚杆张拉段的勤结材料一一缓凝树脂卷与锚固段的速凝树脂卷一并装入锚杆孔内，一起搅拌。为了保证锚杆体张拉段在张拉时自由位移，必须在缓凝树脂卷固化之前进行张拉。缓凝树脂卷的固化时间一般为2h4h，可按需要配制。5.3.11, 5.3.12, 5.3.13 胀壳式锚杆、模缝式锚杆和倒模式锚杆均为机械式内锚头张拉锚杆，其中胀壳式锚杆应用较多。机械式内锚头部位的孔壁岩石必须坚硬、完整，才能做到使锚头的外壳压紧
18、孔壁，产生锚固力。如果岩石软弱、破碎，锚头外壳挤破孔壁，则锚头失效。所以，上述几种锚杆在断层皮软弱破碎的岩体中不宜采用。65 DL/T5181 - 2003 5.4摩擦型锚杆5.4.3 缝管锚杆是利用管壁的弹力挤压孔壁而产生的摩擦力来实现锚固的，管壁的弹力大小及对孔壁的挤压强度受管壁与钻孔直径的匹配关系影响极大。因此采用缝管锚杆及模管锚杆时，钻孔应严格按设计的孔径施工，合理选择造孔钻头，孔径大小应均匀。在相同的锚杆管壁挤压力作用下，岩石强度越高，锚杆孔孔壁变形越小，所以孔径与杆径之差应越小。5.4.4 为了取得较大的弹性挤压力，从而达到较大的锚固力，缝管锚杆的管体材料宜采用弹模较大的钢材，不宜
19、采用Q235钢材。5.4.5 模管锚杆的圆管段不属于摩擦锚杆，可采用Q235钢材。5.4.6 为使缝管锚杆安装到位，采用风动凿岩机强行将锚杆全部挤入锚杆孔中。在推进锚轩过程中，使凿岩机、锚杆杆体和钻孔中心线在同一轴线上，目的是减少推进阻力和防止锚杆横向变形。当托板抵紧岩壁面时，若继续推进，可能使焊接在杆体尾部的环向法兰破坏。5.4.7 伸入棋管锚杆圆管段内之钢轩直径应比圆管段内径至少小lmm。5.4.8 水胀式锚杆是将薄壁钢管加工成异型空腔式杆件，插入孔中后，向杆体内腔注入高压水（压力大于30MPa），使杆体膨胀并与孔壁紧密接触，使孔壁承受径向压力而产生微胀。因此在孔长度方向上沿孔壁产生非均匀
20、分布的摩阻力。水胀式锚杆安装速度快（每根的安装时间约为2min），安装后立即具有锚固力，而且抗震性能好。所以，在软弱、破碎、高地应力、围岩变形大的地段，使用水胀式锚杆的效果好。国产的水胀式锚杆锚固力一般为80kN，杆体的破断力为96kN，单位长度的摩阻力为78.4kN/m156kN/m，注水压力为30MPa以上。瑞典AtlasCopco公司生产的水胀式锚杆，标准型的锚固力为66 DL/T5181 - 2003 lOOkN，加强型的锚固力可达220kN。水胀式锚杆的注水泵直采用柱塞泵，注水流量为6L/min12L/min，电机功率为3kW，应配备高压管及注水器。5.5 管式锚杆及自钻式注浆锚轩5
21、.5.2 管式锚杆用于软弱、破碎的围岩，既能起到超前支护围岩的作用，又可通过其杆体向围岩注浆、固结围岩。由于锚杆孔塌于L严重，所以管武锚杆一般是采用冲击式风动工具打入4苗子L内。为减小阻力，应将杆体前端加工成不大于45。的尖角。当需要在孔口处安装托板时，需将杆体的外露端加工一段管螺纹，以便拧螺帽固定托板。采用套管跟进法进行钻孔，需采用配置特殊钻头的钻机，这种钻头在承受钻杆压力和钻杆旋转离心力作用下直径扩大，以使套管能够跟进。用于管棚支护的管式锚杆的仰角宜小于30，以便加大其对顶拱的支护长度。要求其外露端支承在钢拱架上，目的是提高其对顶部围岩的承载能力。5.5.3 自钻式注浆锚杆是一种集造孔、注
22、浆功能为一体的新型锚杆，适用于地质条件差、易于塌孔的地段。这种锚杆的轩体前端具有造孔功能，造孔完成后杆体不再拔出，直接利用杆体的空腔注浆，浆液自孔底向孔口充满全孔。采用这种锚杆可避免因塌孔而导致的锚杆安装困难。67 DL/T 5181 - 2003 6 预应力锚索施工6.0.1 对预应力锚索的钻孔要求比较高3对于机械式内锚头，如果钻孔与内锚头的尺寸不匹配，或内锚头正处于断层、破碎带等软弱部位，可能导致外夹片脱落或锚固力不足，张拉时整根锚索被拔出，甚至将千斤顶垫板和外锚环等设备一并弹出，极易造成人身事故。无论是机械式内锚头，还是蒙古结式内锚头，均要求内锚固段处于完整、稳固的岩层内，以保证达到要求
23、的锚固力。所以，如果锚索孔深度内均为破碎岩石，则安装锚索前应对锚索孔进行灌浆处理。对于渗水量大的围岩，灌浆可以止水，避免渗水对锚索体的侵蚀。6.0.2 在孔口部位浇筑混凝土支承墩，可以避免孔口部位岩体应力过分集中，使应力更好地传递并在围岩中较均匀地分布，提高锚固效果。6.0.3 无黠结预应力锚索的防护材料，应对锚索休无腐蚀哇，在预期温度条件下不脆、不裂、不液化流淌。6.0.4 要求锚索体加工不在露天进行，主要是为了避免锚索体因降水引起锈蚀或遭到其他可能的污染。锚索的高强钢丝或高强钢绞线下料长度须一致，以保证锚索体受力均匀。要求锚索切割不得采用电焊或氧快焰，目的是：在下料阶段，避免切口附近材料在
24、高温作用下改变力学性能而影响锚固力，避免形成不规则的切口而影响锚索安装：在锚索安装完成后，避免切割的高温影响外锚头的锚固力。设置隔离架或内芯管可避免钢丝或钢绞线产生交织现象，同时可防止钢丝或钢绞线与孔壁直接接触。绑扎锚索不应采用镀铮68 DL/T 5181 - 2003 铁丝，是为了防止产生电化学腐蚀。不同金属之间都存在着电位差，镀辞铁丝的镀辞层与钢丝或钢绞线长期直接接触，将产生电化学腐蚀。钢丝或钢绞线与内、外锚头嵌固端范围内，如果各根的长度不一致，张拉时将造成受力不均匀，容易出现“断丝”、“滑丝”以及外锚塞突然飞出等现象。为了使内锚固段注浆浆液均匀地包裹锚索的各根钢绞线，俯角小于30。的敬结
25、式锚索的内锚固段与自由段之间须设止浆环。6.0.5 无黠结预应力锚索锚固段和自由段同步灌浆比分两次灌浆既方便施工、成本较低，又可以保证灌浆质量。6.0.6 张拉设备的标定是一项基础性工作。根据标定结果，对张拉设备的出力情况（即施加荷载的大小）进行控制。超张拉持荷稳压可以部分弥补由于预应力钢材的松弛和围岩的徐变引起的预应力损失，可以弥补大部分孔壁摩阻损失。由超张拉卸荷到设计张拉力可以保证孔底与孔口应力更接近一致，这对层状的、多滑动面岩体的稳定尤其重要。张拉结束后经过一个时段，初期的预应力损失（占全部预应力损失的比例较大）已经完成，再进行补偿张拉可以将初期的预应力损失全部补偿回来。6.0.7 为防
26、止钢丝锈蚀，保持锚索的预应力，预应力锚索均应封孔灌浆。为了保证全孔封灌密实，排气管必须畅通。6.0.8 根据张拉工艺的需要，有些型式的锚索必须留有足够的外露长度与千斤顶联接。施工结束后，多余的外露长度应予切除，以利永久防护，但要求切除后锚具以外还应保留一定长度。外锚头保护的目的是为了防止锈蚀和被碰撞破坏。6.0.9 张拉过程中的主要数据应包括：钢丝或钢绞线的位移值、超张拉的荷载值、持荷稳压时间、锁定时的荷载值、锁定后的预应力损失等。如果位移值过大，则应考虑是否锚固段出现了滑移，并采取补救措施。钢丝的受力情况可采用粘贴应变片来测定：而69 DL/T 5181 - 2003 测定钢绞线受力情况则需
27、先灌铅或锡，把钢绞线的各根钢丝结合成一体后，再粘贴应变片。锚索预应力损失情况可由上述应变值推算，或者采用在外锚头处安设压力传感器或测力环来测定。6.0.10 由于预应力锚索施工工序多、技术要求高、造价高，所以应该在正式施工前进行性能试验。通过试验，可确定锚索是否有足够的承载力，验证预应力钢材的力学性能，检验锚索的塑性变形：可检验张拉设备的性能和锚具的可靠性。70 DL/T5181 - 2003 7 喷射混凝土施工7 .1原材料7 .1 .1 优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，是因为其C3A和C3S含量较高，凝结时间较快，特别是与速凝剂有良好的相容性，性能也比较稳定。矿渣水泥和火山灰质水泥早期
28、强度较低，喷混凝土采用这两种水泥时，应适当提高水泥强度等级。当地下水含有硫酸盐腐蚀介质，可采用抗硫酸盐水泥。对喷混凝土有早强要求时，可采用硫铝酸盐水泥或其他早强水泥。7.1.2 天然砂磨圆度好，级配良好，应优先选用。为了保证喷射混凝土的质量，减少收缩，降低施工粉尘，应采用中粗砂，细度模数直为2.53.0。对干喷法而言，砂的含水率直控制在5%7%，是为了减少搅拌混合料时的粉尘：有利于水泥的充分水化及混合料在喷头处加水后易于混合均匀，减少回弹；喷头处加水量比较稳定，使喷射手便于掌握加水量，有利于保证喷射混凝土的质量。尽管目前国内的喷射机可使用最大粒径为25mm的粗骨料，但为了减少回弹率，避免堵塞管
29、路，故规定最大骨料粒径不宜大于15mm。骨料级配是影响喷射混凝土强度的重要因素。经过大量的试验研究和工程实践，表7.1.2给出的骨料级配最佳。碱性速凝剂与含有活性二氧化硅的骨料（即碱活性骨料）容易产生碱骨料反应，引起喷射混凝土的开裂破坏。7.1.3 从施工现场收集的回弹骨料中，含有速凝剂、己部分水化的水泥以及杂物，再次使用将会降低喷混凝土强度。因此，在主体工程中不应重复使用，用于临时工程也需经过试验、论证。7.1.4 为了加速喷射混凝土的凝结、硬化，提高真早期强度，减71 DL/T 5181 - 2003 少喷射混凝土施工时的回弹率和因重力而引起的混凝土脱落，一般在喷射混凝土中加入速凝剂。同一
30、种速凝剂对于不同品种的水泥作用效果不同，因此，在使用前应做速凝剂与水泥的相容性试验。当前，喷射混凝土外加剂的类型和品种不断增加，还经常将几种外加剂复合使用。为取得使用外加剂的最佳效果，防止某些负作用的发生，使用前应进行必要的试验。7.2施工机具7.2.2 几种国产干式喷射机技术性能见表7。表7几种国产干式曦射机的技术性能指标喷射机类型CP-5 CP-9 PC5B 民：6BPCZ-5 适用范围干啧、潮干喷、潮喷潮喷、半潮潮啧、半潮潮喷、半潮喷喷啧喷生产能力于混合料5 8.5 9 5 6 5 m3/h 工作风压0.2 0.4 0.2 0.4 0.1 0.4 0.1 0.4 0.15 0.4 MPa
31、 耗风量7 8 10 12 5 8 5 8 78 m3/min 骨料最大粒径15 20 20 20 20 mm 输料管内径50 65 50 50 50 mm 输送距离水平200 200 200 200 200 m 垂直50 50 50 电机功率5.5 7.5 4 5.5 5.5 kW 外形尺寸mm 长1250 1300 1196 1300 1300 宽780 800 740 800 740 高1200 1300 1110 1200 1200 重量700 850 560 750 750 kg 郑州康达郑州康达支南京石诚井南京石诚井南京石诚井研制单位支护技术护技术有限巷装备有限巷装备有限巷装备有限
32、有限公司公司责任公司责任公司责任公司72 四50干喷、潮喷、湿喷5 0.2 0.4 5 8 19 51 140 5.5 1400 1150 700 山东科技大学正信机电设备厂DL/T5181 - 2003 7.2.3 采用湿式喷射机喷射混凝土，具有强度高、粉尘浓度小、工作环境好等优点。湿喷混凝土技术在国外己普遍应用，生产的湿喷机的性能也比较稳定。我国近几年也越来越多地采用湿喷技术，温式喷射机也开始批量生产。几种湿式喷射机的技术性能见表8。表8几种湿式帧射机的技术性能型号CPS2创）（）皿气l-5HTS-300 S眩，6HSP-5 AL-500 生产能力5 5.5 4 5 6 4.55 10 1
33、5 m3/h 骨料最大粒径15 20 25 25 15 15 mm 输料管内径50/65 50 51 50 65 mm 压缩空气耗量12 15 7 8 8 10 9 15 20 m3/min 最哼距离懂200 40 30 30 30 40 20 25 机重1500 700 1020 850 1080 13500 kg 外形长2600 1520 2250 1790 2160 7400 尺寸宽1100 820 1150 900 1050 2340 mm 高1350 1280 1300 1200 1170 3）（） 郑州康达温州工安庆恒北京矿冶研鹤壁煤业机研制单位支护技术程机械特工程究总院机械械设备
34、制造瑞士有限公司厂机械有研究所有限责任公限公司司7.2.4 采用强制式搅拌机可以降低粉尘浓度。7.2.5 喷射混凝土施工所用的压缩壁气，风压与风量均应满足要求。若风压与风量不足，物料在管路内的运动速度减慢，易产生堵管，也会减弱冲击捣实力，造成混凝士的密实性差。压风进入喷射机前应进行油水分离，以免压风中的油污进入喷射混凝土中，影响混凝土的质量。7.2.6 在喷射混凝土施工中，输送混合料的输料管要承受73 DL/T 5181 - 2003 O.lMPa0.6MPa的压力，管壁要经受混合料的反复磨损。为了保证施工安全并满足正常施工的要求，对输料管的技术性能做了相应的规定。7.2.7 混合料通过喷头时
35、的压力约为O.lMPa，为使水环喷出的水能穿透混合料料流，使水与混合料均匀混合，要求供水压力必须超过0.2MPa。供水设施一般为高位水池、水泵或加压水箱。7.2.8 当喷射机喂料口高度较大，或者混合料含水较多、速凝剂需要在喷射机入口处掺入时，宜采用皮带机上料。皮带机倾角不能过大，以避免混合料分离。7.2.9 在大断面洞室和险段的喷混凝土施工中，机械手有着明显的优越性，应尽可能采用。7.3 混合料的配合比、拌制和运输7.3.1 本标准所规定的配合比，是经过多年实践验证的，而且是普遍采用的。按规定的配合比拌制混合料，可保证喷射混凝土的强度，减少回弹，降低粉尘。由于不同品种速凝剂的速凝效果不同：即使
36、同一品种的速凝剂，对不同厂家生产的同一规格的水泥，也有不同的速凝效果。如果速凝剂或其他外加剂掺量不当，不仅会影响速凝效果，而且会影响混凝土的早期强度和后期强度。因此，规定速凝剂和其他外加剂的使用，应根据产品说明书中提供的掺量范围，通过试验确定其最佳掺量。目前用于喷射混凝土的外掺料主要是粉煤灰和硅粉。使用外掺料的目的主要是减少水泥用量、降低成本。在不影响喷射混凝土强度的前提下，其掺量有一个最佳范围。因此，必须通过试验确定其最佳掺量。7.3.2, 7.3.3 规定原材料称量的允许偏差和混合料的搅拌时间，是为了保证喷射混凝土的均匀性。7.3.4 为了减少施工粉尘，可采用湿砂拌制混合料。由于拌成的74
37、 DL/T5181 - 2003 混合料是潮湿的，因此也称之为“潮喷法”。实践证明，砂料的含水量小于6%时，减尘效果不明显。但若砂料含水量大于10%,水泥易勤附于喷射机内哇，影响机械的正常工作，或在喷射过程中频繁出现堵管等故障。水泥与水及速凝剂拌和后，很快就开始凝结，因此，混合料停放时间不宜过长。采用含水量为6%10%的湿砂料拌制的混合料，在加入速凝剂之后应很快就喷射出去，所以要求速凝剂在喷射机的上料皮带上或在输料管内掺入。不掺速凝剂的混合料，存放时间超过2h也会出现初凝，因此要求存放时间不应超过2h。7.3.5 湿喷混凝土混合料加入速凝剂后必须立即喷射，避免水泥的水化作用提前发生。因此，要求
38、速凝剂应在喷头或输料管的适当部位加入。温喷混凝主经常采用液态速凝剂，配制液态速凝剂的用水量必须在拌制混合料时扣除。7.3.6 无论是干泪合料还是湿混合料，在喷射之前都不允许进入多余的水，以避免干混合料中水泥提前水化、湿混合料水灰比的加大而影响混凝士的质量。7.4 喷射前的准备工作7.4.1 为了保证安全文明施工，按计划顺利地进行喷射混凝土作业，必须在喷射混凝土施工前，清理好场地，拆除作业面障碍物。开挖面的浮石既威胁施工安全，若被喷混凝土覆盖也影响支护质量，必须清除。清除墙脚的石渣和堆积物，是为了使喷、混凝土能够喷到墙脚，防止边墙喷层出现“失脚”现象。用高压风水冲洗受喷面，可将岩面的岩粉、碎浮石
39、冲洗掉，保证喷射混凝土与受喷面薪结牢固。受喷面的污染可能表现为局部油污、局部烟熏（内燃设备排烟或其他烟熏）或砂浆（混凝土）污染等。这些污染都会影响喷混凝土与受喷面的黠结，应采取凿除、打毛或化学的方法75 DL/T 5181 - 2003 进行处理。7.4.2 受喷面捧水、漏水，直接影响喷射混凝土施工质量。所以，必须在喷射作业前做好治水工作。尤其是在地下水水头较高的部位，更要重视治水工作。治水的方法很多，应因地制直采取措施，但治水的原则是将渗水、漏水集中、导出，不使其被喷混凝土层覆盖后“击穿”混凝土。7.5喷射作业7.5.1 喷射机的正确使用是保证喷射混凝土施工质量的关键。因此，喷射机操作人员必
40、须经过培训、持证上岗，在操作过程中严格执行操作规程，保证喷射机正常、稳定地进行工作。完成喷射作业或因故中断喷射作业时，应清除喷射机和输料管内的积料，是为了方便喷射机的再次使用或安全地处理故障。7.5.2 喷头的良好工作状态，主要包括水环出水孔的畅通和喷头各部件之间的良好密封。实践证明，喷射作业时，当喷头与受喷面保持垂直，距离0.6m1.2m的情况下，粗骨料易嵌入塑性砂浆层中，喷射冲击力适宜，一次喷射厚度大，回弹率低，粉尘浓度小。干法喷射作业的水灰比，是由喷射手根据经验在喷头部位控制的，主要是凭经验目测。当喷射混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象，这时的水灰比是合适的，一般在0.40
41、0.45。7.5.3 喷射作业分段、分片依次进行，便于施工管理，奋利于保证喷射支护的质量。喷射顺序自下而上，可避免松散的回弹物料污染待喷面，并且由于下部喷层对上部喷层的支托作用，有利于避免喷混凝土的脱落。实践经验表明，只育当壁面上形成1伽run左右的塑性层后，粗骨料才能嵌入。为减少回弹损失，一次喷射厚度不直过小。但也不能过大，一次喷射厚度过大容易造成“离层”而影响混凝土76 DL/T5181 - 2003 的黠结力与凝聚力，甚至因自重过大而脱落。当喷射混凝土设计厚度超过本标准规定的一次喷射厚度时，则应分层进行喷射。若前一层喷射混凝土未达到终凝就进行后一层喷射，会扰动前一层、混凝土结构，并可能导
42、致前一层混凝土与受喷面之间脱空甚至脱落。因此，要求后一层喷射应在前一层喷射混凝土终凝后进行。工程实践表明，喷射混凝土终凝后仙，在其紧跟的开挖工作面放炮，喷射混凝土的凝聚力及其与壁面的茹结力足以抵抗爆破的振动影响，不会导致混凝土开裂、脱空或脱落。7.5.4 喷射混凝土表面的平整度对水工隧洞十分重要，壁面平整则糙率小，过流能力大。7.5.5 影响喷射混凝土回弹率的因素包括原材料质量、水灰比、喷射速度、喷射距离和角度、喷射手技术熟练程度等。而回弹率的高低直接影响喷射混凝土质量、材料消耗量和施工效率。施工实践表明，只要正确地按有关规定施工，搞好施工质量管理，就能够达到规定的回弹率指标。7.5.6 在低
43、温条件下进行喷射混凝土作业，混凝土凝结时间延长，强度增长缓慢，使一次喷射混凝土的厚度减少，回弹率增大。为控制以上问题，要求作业区气温和混合料的温度不应低于5；要求结合现场实际条件通过试验来决定速凝剂掺量。喷射混凝土允许受冻的最低强度，原标准规定为lOMPa，本标准采用的是国标GB50086-2001规定的标准。7.5.7 喷射混凝土因砂率较高、水泥用量较大并掺有速凝剂，因而收缩变形要比现浇混凝土大。因此，在喷射泪凝土施工后，应按规定进行喷水养护。7.6 水泥裹砂喷射混凝土7 .6.1 水泥裹在！、喷射混凝土是日本于20世纪70年代中期开发的一项喷射混凝土技术。我国从20世纪80年代初开始应用该
44、项技77 DL/T5181 - 2003 术，已在水工隧洞施工中有较多的应用c水泥裹砂喷射混凝土的工艺流程见图2o砂浆池i 浆一砂砂一裹泥一水一! 41 脏一闹一一碱itmzz段肌J二些1一第一费一泥一拌u3水土搅EZIZ宠Zas2束，一盟砂砂二第搅拌机图2水泥裹砂喷射混凝土工艺流程水泥裹砂喷射混凝主所用原材料分为两部分：一部分用于拌制水泥裹砂砂浆：另一部分用于拌制干混合料。喷射作业时，水泥裹砂砂浆由砂浆泵输送至混合管，同时干混合料由干喷机输送至混合管，二者汇合后经喷头喷出。喷射作业时，砂浆泵输送的水泥裹砂砂浆与干喷机输送的干混合料的重量基本相同。选用干喷机的生产能力）般为3m3/h5m3/h
45、，相应要求砂浆泵的生产能力达到4m3/h。水泥裹胁、喷射、混凝主是通过调整砂浆泵的输送量来控制喷出料的稠度。当干喷机输送干混合料的量发生变化时，砂浆泵输送砂浆的量亦须相应变化，从而保证喷出的混凝土有适宜的稠度。因此，要求砂浆泵的出力在其额定的输送能力下必须是任意可调的。当采用电动螺杆泵、挤压泵或单缸泵时，其动力装置应为无级调速电动机，以便通过调整电动机的转速来控制砂浆泵的输送量。单缸在j、浆泵靠柱塞的往复运动输送砂浆，因此砂浆的输送过程是间断的，其间隔时间可通过砂浆泵柱塞每分钟的往返次数计算。7.6.2 在确定水泥裹砂喷射混凝土的配合比时，首先确定总配合78 DL/T5181一一2003比，然后分别确定裹砂砂浆和干混合料的配合比。总配合比的确定可采用普通混凝土配合比设计的“绝对体积法”。混凝土的含气量可取3%5%。首先根据喷层的强度要求确定水灰比，再根据砂子的粗细在55%70%范围内确定砂率，再确定单位体积用
