如何编制锚喷支护工程单价？

一、简述

1.喷锚支护的类型

喷锚支护的类型有：喷射混凝土支护，锚杆支护，喷射混凝土和锚杆联合支护，喷射混凝土、锚杆和钢筋网联合支护，预应力锚索支护，喷浆支护等。

2.喷锚支护的一般规定

（1）需要支护的地段，应根据地质条件、洞室结构、断面尺寸、开挖方法、围岩暴露时间等因素，做出支护设计，除特殊地段外，应优先采用喷锚支护。

（2）开挖与支护的时间、施工顺序及相隔距离，应根据地质条件、爆破参数、支护类型等因素确定，一般应在围岩出现有害松弛变形之前支护完毕。

（3）设金属网（或钢筋网）时，应遵守以下规定：①金属网应随岩面设，其间隙不大于30cm；②喷混凝土的金属网格尺寸宜为20mm×20mm～30mm×30mm；③金属网与锚杆连接牢固。

二、锚杆支护

1.锚杆支护的作用

锚杆在不同构造和应力状态的围岩中有不同的支护作用。

（1）悬吊作用。当岩体受几组结构面的切割，靠近开挖表面可能形成行将坠落或滑动的楔形体或锥体。使用锚杆将开挖表面即将坠落或松脱的楔形体或锥体锚固在稳定围岩上，保持围岩稳定。

（2）组合梁作用。在水平岩层中开挖洞室，采用锚杆锚固可起到减跨作用。

（3）挤压加固作用。预应力锚杆在弹性体内形成以锚头和紧固部位为顶点的锥形体压缩区。适当间距排列的锚杆，相邻的锥形压缩区便可重叠，形成一定厚度的连续压缩带。它不仅能保持自身的稳定，而且能够承受地压，阻止上部围岩的松动和变形，即为挤压加固拱。

按一定间距设置、系统布置的砂浆锚杆，由于锚孔中砂浆的胶结作用，在一定范围内阻止岩块的错动滑移，一旦围岩产生少量位移，锚杆受拉，对围岩的位移产生约束力，阻止围岩继续变形。

2.锚杆类型及锚杆材料

（1）锚杆类型。

1）楔缝式锚杆。将钢楔衔于锚杆缝口，将锚杆插入岩体孔内，然后冲击锚杆，使钢楔劈开缝口，锚杆头部张开，紧固在孔底，起到锚固作用。

楔缝式锚杆的结构示意如图5-11所示，锚头楔入岩体示意如图5-12所示。

图5-11 楔缝式锚杆示意图（单位：mm）

图5-12 楔缝式锚杆锚头楔入岩体示意图（单位：mm）

2）砂浆锚杆。宜采用A3、A5、16Mn或20MnSi、25MnSi等热轧普通钢筋或螺纹钢筋。为了达到初期锚固的效果，经常采用A3普通钢筋作楔缝式砂浆锚杆。

3）树脂锚杆。树脂锚杆构造是把分别装有树脂、填料、固化剂和加速剂的胶囊送到锚孔底部，转动锚杆，捣破胶囊，经过化学反应后达到固结作用。树脂胶囊有玻璃管型和塑料袋型两种，如图5-13所示；树脂锚杆构造如图5-14所示。

图5-13 树脂胶囊

（a）玻璃管型；（b）塑料袋型
1—玻璃管；2—树脂及石英粉；3—速凝剂玻璃管；4—塑料袋；5—树脂及硬岩粉；6—加速剂

图5-14 树脂锚杆构造

1—螺纹钢筋；2—树脂胶囊；3—砂浆

预应力树脂锚杆，系采用两种树脂固结，先将速凝树脂填入孔底，使锚杆在底部20～25cm范围内固结，然后对锚杆施加拉力，最后将缓凝树脂注入孔内，使剩余锚杆部分与孔壁固结。

4）胀壳式锚杆。具有比楔缝式锚杆更大的锚固力，一般可达100～250kN，在坚硬和软弱岩层中均可使用。

胀壳式锚杆有瓣壳式、漏斗式和GD型3种类型，如图5-15所示。

图5-15 胀壳式锚杆类型

（a）瓣壳式；（b）漏斗式；（c）GD型

灌浆胀壳式锚杆，其锚杆结构和安装工艺如图5-16所示。

图5-16 灌浆胀壳式锚杆

（a）安装工艺；（b）锚杆结构
1—灌浆孔；2—承接管；3—出气孔；4—杆体；5—锚头；6—出浆孔

5）锚杆垫板及其他部件。

a）垫板。垫板的承载能力应与锚固力相适应。各类垫板的建议尺寸及承载能力见表5-109，其形状如图5-17所示。

图5-17 垫板

表5-109 锚杆垫板类型

① 荷载为100kN时各类垫板下接触面压力值。

b）其他部件。①钢丝网。钢丝直径为2.7mm、3mm、5mm及6mm，相应的网格间距为5mm、10mm、15mm及20mm。②扁钢。扁钢条用以加固钢丝网，其规格为100mm×5mm×2000mm，扁钢条上开有75mm×25mm方圆孔，孔的中心距为150mm。③顶板系杆。用φ10mm、φ16mm、φ20mm圆钢或螺纹钢制作，以加固整个支护网格或支撑大的危石。

（2）锚杆材料。

1）砂浆锚杆材料。砂浆用普通硅酸盐水泥32.5或42.5水泥拌制、灰砂比一般为1∶0.5～1∶1水灰比为0.35～0.40。

2）树脂锚固剂配合比。我国定型的树脂材料有761型和762型，其配方见表5-110。

表5-110 树脂锚固剂配合比

3）胀壳式锚杆杆体采用高强度圆钢，一般直径为16～20mm，胀壳采用钢材或铸铁。

4）楔缝式锚杆的楔子厚度见表5-111。

表5-111 楔缝式锚杆楔子厚度

注 锚杆直径为25mm。

3.锚杆支护施工工艺流程及施工技术要点

（1）施工工艺流程。

1）第一种：先注浆后插杆。 即测量定位 钻机就位 造孔洗（冲） 孔灌注水泥砂浆 安装锚杆 封孔灌浆 检测。适用于垂直孔、下倾孔和临时支护锚杆。

2）第二种：先插杆后注浆。即测量定位 钻 机 就位 造 孔 洗 （冲）孔 安装锚杆 （附加进浆管和排气管） 灌注水泥砂浆 —→检测。适用于水平孔、仰角孔及永久性支护锚杆。

（2）施工技术要点。锚杆施工前，应根据不同的边坡类型及地质条件进行生产性工艺试验，以确定最优的施工参数和工艺。

1）造孔。造孔精度控制：孔位偏差不宜超过15cm，钻孔孔斜偏差2°～4°，孔深偏差±5cm。锚杆直径大多为25mm。锚杆长度小于5m的一般采用手风钻造孔，对其他的锚杆可根据设计要求采用回转钻机或其他钻孔设备进行造孔。在三峡船闸锚杆施工中采用的钻孔设备为YQ100B和DCE锚杆钻机。

2）锚杆安装。锚杆安装一般采用人工安装，安装前应检查杆体表面，进行去污和除锈处理，并安装孔内杆体的居中托架。

3）注浆。砂浆配合比水泥∶砂宜为1∶1～1∶2（重量比），水灰比为0.38～0.43。当采用先注浆后插锚杆时，注浆管应插至距孔底10～20cm处，随砂浆的注入缓慢匀速拔出；杆体插入若无砂浆溢出，应及时补注。当采用先插锚杆后注浆时，孔口应采用灌浆塞或孔口（管）封闭灌浆，适当加压，待灌浆结束后，及时封闭进、回浆管。

4）拉拔检测。锚杆砂浆达到龄期后，按照有关规程规范要求的比例，每300～400根锚杆至少选一组（三根），对锚杆进行拉拔抽检，检查锚杆的抗拉强度等是否满足设计及规范要求。

4.砂浆锚杆的安设要求

（1）砂浆要求。

1）砂子宜用中细砂，最大粒径不大于3mm。

2）水泥宜选用强度等级不小于32.5的普通硅酸盐水泥。

3）灰砂比宜为1∶1～1∶2，水灰比宜为0.38～0.45。

（2）安设工艺要求。

1）钻孔布置应符合设计要求，孔位误差不大于20cm，孔深误差不大于5cm。

2）注浆前，应用高压风、水将孔冲洗干净。

3）砂浆应拌和均匀，随拌随用。

4）应用注浆器注浆，浆液应填塞饱满。

5）安设后避免碰撞，待凝固。

5.锚杆支护单价编制应注意的问题

现行《概（预）算定额》中锚杆支护包括钻孔、锚杆制作加工、锚杆附件制作加工、锚杆安装、拌制砂浆、锚定、封孔等全部工作内容。编制单价时，应根据支护设计所确定的锚杆直径、长度、岩石级别、钻孔设备、作业条件（露天、地下）等选用相应的定额。同时应注意以下问题。

（1）锚杆的长度及质量。定额中锚杆的长度是指嵌入岩石的设计有效长度，按规定应留的外露部分及加工制作过程中的损耗已计入定额中。

1）锚杆长度。应为松动岩块厚度（即孔深）、深入坚固岩体1～2m（即为锚杆设计的有效嵌入岩石长度）和锚杆外露部分长度的总和。锚杆长度L为：

式中 L——锚杆长度，m；

l——锚杆设计的有效嵌入长度，m；

Δl——锚杆外露部分长度，取0.10～0.15m。

2）锚杆质量。锚杆质量Q为：

式中 Q——锚杆质量，kg；

L——锚杆设计的有效嵌入长度，m；

g——单位长度锚杆质量，kg/m；

n——损耗率，可按3%～5%计取。

（2）锚杆附件。定额中锚杆附件包括铁垫板、三角铁和螺帽等。

（3）水泥砂浆。定额中的水泥砂浆是指锚固用砂浆。在概算编制阶段，可按《概算定额》附录中的配合比计算其价格。

三、预应力锚索（束）

1.预应力锚索的作用和特点

预应力锚索是在外荷载作用前，针对建筑物可能滑移拉裂的破坏方向，利用高强钢丝束或钢绞线束预先施加主动压力，以提高结构及高边坡的抗滑和防裂能力。预应力锚索施工，在一定条件下，较之其他加固方法，具有工期短、造价低、布置方便、施工干扰小等优点，作为一种经济而有效的加固措施而被广泛采用。目前在国内采用预应力端头锚索对结构、高边坡、洞室的边墙和顶拱等进行加固治理。三峡永久船闸高边坡采用水平对穿预应力锚索。

2.锚索结构及预应力锚索的安装

预应力端头锚索结构可分为三部分，内锚段（头）、自由段及外锚段（头）。内锚头置于稳定岩体中，通过水泥浆材和岩体紧密结合，对锚索提供锚固力；自由段是止浆塞至孔口段的受力索体；外锚头是实现预应力锚固的机械装置。对穿锚索的结构可分为两大部分：自由段和两端外锚头。预应力锚索通常由数股高强度钢绞线或钢丝组成，它一端连接内锚头，一端连接外锚头。外锚头是对岩体施加张拉力，实现锚固的机械装置。图5-18为三峡船闸工程采用的预应力锚索结构示意图。

图5-18 三峡船闸工程采用的预应力锚索结构

（a）对穿锚索；（b）具有内锚头的端头锚索

预应力锚索的安装如图5-19所示。

图5-19 6000kN级预应力锚索安装图

3.锚索材料

锚索材料主要分为索体及固结材料、内锚头、外锚头三种。

（1）索体及固结材料。

1）索体材料的分类和技术性能。预应力索体材料分为钢丝、钢绞线、调质钢筋等三种类型。调质钢筋及热轧钢筋技术性能见表5-112，精轧螺纹钢筋的力学性能见表5-113。钢丝、钢绞线的技术性能，见表5-114～表5-116。

表5-112 国产调质钢筋及热轧钢筋技术性能

表5-113 精轧螺纹钢筋的力学性能

表5-114 预应力混凝土结构用碳素钢丝机械性能

注 1.直径3～5mm的钢丝性能摘自YB255—64《预应力混凝土结构用碳素钢丝》。
2.直径6～7mm的钢丝系天津钢厂产品，反复弯曲次数的r=15mm。

表5-115 预应力混凝土结构用钢绞线机械性能

注 本表摘自YB286—64《预应力混凝土结构用钢绞线》。

表5-116 预应力钢绞线规格与性能

续表

(www.xing528.com)

注 当要求按此表相应标准生产时，应取用相应指标检验。

在索体材料中，以钢丝的强度最高，宜密集排列，多用于大吨位锚索，适用于混凝土锚头，墩头锚及组合锚等；钢绞线价格较高，锚具也较贵，适用于中小型锚索，与锚塞、锚环型锚具配套使用，对编束、锚固较方便；调质钢筋适用于预应力锚杆及短的锚索，热轧钢筋只用做砂浆锚杆及受力钢筋。

不得在预应力锚索上使用两种不同的金属材料，避免因异种金属长期接触发生化学腐蚀。

2）固接材料。水泥、水及外加剂中，均不得含有氯、硫等有害成分，水泥宜用高强度等级普通硅酸盐水泥，不得使用矿渣水泥、火山灰水泥及氯化钙外加剂。

（2）外锚头。外锚头亦称为锚头，一般由垫墩和锚夹具两部分组成。垫墩通常由钢筋混凝土、定位管和承压板组成。定位管一般为钢管，管径应根据锚孔孔径选用；承压板以预埋钢筋混凝土中的锚垫板和置于钢筋混凝土台座外的钢垫板居多，安装于钢筋混凝土台座外的钢垫板为普通钢板。预应力锚夹具目前国内常用的有2JM、QM、OVM及HVM系列，通常按照设计要求由厂家定型生产。常用的锚头型式、适用条件及优缺点见表5-117。

表5-117 常用锚头型式、适用条件及优缺点

（3）内锚头。内锚头又称锚根，分为黏着式和机械式两种。黏着式是在锚束放入孔内后，在孔底端注入高强水泥浓浆或其他黏着材料，依靠浆体的握裹力嵌固。机械式则利用特制的三片钢齿夹板的倒楔作用，将锚束根部卡固在孔底。在岩土锚固工程中用得最多的是采用水泥砂浆灌注的黏着式内锚头。常用的锚根型式、适用条件及优缺点见表5-118。

表5-118 常用锚根型式、适用条件及优缺点

（4）锚头和锚根的组合配套。锚头和锚根可任意组合配套，机械式锚根和锥形锚头组合，适用中、小吨位；黏着式锚根和墩头锚、组合锚、钢筋混凝土锚头组合，适用于大、中吨位。

4.锚索的施工工艺流程及施工要点

（1）施工工艺流程。预应力端头锚索施工程序如图5-20所示。

图5-20 预应力端头锚索施工程序图

对于穿锚索的施工程序略去内锚段注浆工序，其余同端头锚。

（2）施工要点。

1）造孔。钻孔要平直，孔位误差控制在10cm以内，终孔孔斜偏差应小于2%。宜在造孔前进行生产性试验，选择合理的钻进参数，钻进过程对钻具应随时进行检验及校正，并在孔内采取导向措施。

2）固结灌浆。钻孔过程中，发现异常应及时停钻，如属地质构造问题，应及时进行固结灌浆。固结灌浆待凝后，扫孔、继续钻进。

3）编束。编束应在编束棚内进行，施工人员根据编束通知单的要求，进行钢绞线、灌浆管、充气管等下料，并排放在编束平台上，对钢绞线进行编号，然后按结构图编束，编束完成后进行验收，并挂牌标识。

4）索体运输。一般使用人工抬运。运输时，应避免锚束有过大的挠曲，锚束支承的净距不得大于2m，转弯的曲率半径不宜过小。

5）穿索。常用穿索方法见表5-119。

表5-119 常用穿索方法表

注 1.用木排架搭成斜平台与反向导槽，首先将锚束沿排架爬到顶点后，再沿反弧导槽滑入孔内，排架顶点呈圆弧状，曲率半径不宜太小，视锚束长度而异。
2.除人工插放入孔外，均需配备卷扬机、钢丝绳等起重机具。

6）内锚段灌浆。采用黏结式内锚段时，内锚段灌浆前必须再次检查上浆环充气压力。浆材一般采用纯水泥浆，浆材配合比应通过试验确定。采用挤压式灰浆泵，灌浆压力为0.2～0.3MPa，回浆管出浓浆后孔内吸浆量大于理论吸浆量，回浆密度大于或等于进浆密度，且进浆和回浆量基本一致时，开始屏浆，压力为0.2MPa，屏浆30min结束。

7）墩头混凝土浇筑。内锚段灌浆结束待浆液初凝后，即可将一期进、回浆管从孔口切除。先清理浇筑前的建基面，按要求固定钢筋，再装承压钢垫板与孔口套管，安装时用水平尺检查校正，承压钢垫板与钻孔轴线必须垂直，钢套管与钻孔轴线必须重合，再按设计尺寸立模。浇筑前经三检及监理检查，签发合格证。浇筑完毕，进行养护。对穿锚的墩头，在穿完索后即准备浇筑。

8）张拉。张拉前应对压力表、千斤顶和油泵进行配套标定，绘制分级张拉吨位、压力表读数对照表及分级张拉钢绞线理论伸长值表。张拉一般有单股分级预紧、张拉和单股预紧、整体分级张拉。张拉的升荷、卸荷速度，应参照生产性试验参数和规范要求进行，若有异常情况则应停止张拉，查明原因后再继续张拉。

9）封孔灌浆。张拉完毕后进行张拉段封孔灌浆。端头锚灌浆前首先检查二次灌浆管路是否畅通，浆材宜采用纯水泥浆或砂浆，浆材配合比应通过试验确定。当回浆管出浓浆，孔内吸浆量大于理论吸浆量，回浆密度大于或等于进浆密度，且进浆量和回浆量一致后进行屏浆，达到屏浆时间和屏浆压力后结束灌浆。对穿锚索灌浆，待另一端回浆管排出孔内积水、气体，并溢出浓浆后，屏浆达到要求即结束灌浆。

10）防护。一般分临时防护和永久防护两种。①临时防护指封灌前的储存、待凝、补偿张拉过程中的防护。临时防护，孔外时段应改善储存条件。孔内时段应先排除孔内积水，后注满石灰水（pH＞12），并增设自动注水设施，使水面超出孔口套管并始终浸没锚头，避免在水面波动范围内造成严重锈蚀。②永久性防护指在锚束完成张拉锁定后，对索体及锚固装置的防护。索体可采用纯水泥浆封孔灌浆保护，锚固装置可用混凝土或其他措施保护。

5.锚索的施工机具

预应力锚索的施工设备主要包括钻孔设备、注浆设备及张拉设备。

（1）钻孔设备。钻机必须根据所钻凿的地层性质、钻孔直径和深度、冲洗钻孔方式和钻机安放空间的条件等因素来确定。钻机的类型较多，在水利水电工程中，一般常用的有地质钻机100型、150型、300型及潜孔钻100型、QZJ—10013型、CM351型等。

（2）注浆设备。注浆设备包括注入灰浆（浆液）和砂浆的灌注泵、搅拌设备、输送浆液管路。按照灌注浆材性质和注浆量选择不同的注浆设备。

（3）张拉设备。预应力锚固的张拉设备可分为拉伸式（拉伸机）与顶升式（千斤顶）两种，一般均为油压型，也可采用特制的水压机张拉。张拉设备一般根据锚头型式、加力方向与大小选定。有时必须选择专用拉伸机，例如锚塞、锚环式锚具需要选用具有拉伸、顶塞、退楔等功能的三作用拉伸机。相关设备特性见表5-120。

表5-120 预应力张拉机具技术特性

注 YL—400、YL—500型拉伸机为近年试制成功的专用设备。

6.预应力锚索单价编制

现行《概（预）算定额》中的岩体预应力锚索定额，包含了选孔位、清孔面、钻孔、固结灌浆、清孔、编索、运索、装索、浇筑混凝土垫墩、安装钢垫板、注浆、安装工作锚具及限位板、张拉、封孔、孔位转移等全部工作。

混凝土预应力锚索是在预埋的钢管（波纹管）中安装，故减少了选孔位、清孔面、钻孔、固结灌浆、清孔等工序，增加了钢管埋设工序。

编制概算单价时，根据支护设计确定的预应力吨位、锚索长度及应用部位（岩石、混凝土）选用相应的定额。

四、喷混凝土支护

喷混凝土支护主要用于地面护坡、平洞及斜井支护。

1.喷混凝土的作用

喷混凝土应在洞室开挖后立即实施，及时对围岩提供抗力，并可喷入裂隙的一定深度内，对岩体进行加固。

（1）喷混凝土与围岩黏结，既能抵抗危石的剪切，起到薄拱梁的作用，又可提高围岩的承载能力，特别适用于裂隙较多的硬岩洞室支护，如图5-21（a）所示。

图5-21 喷混凝土的支护作用

（a）抗剪切；（b）抵抗围岩整体变形；（c）与锚杆联合作用；（d）加固软弱带

（2）喷混凝土可抵抗围岩整体变形，使围岩处于三维应力状态，防止岩体强度恶化，适用于软岩洞室的支护，如图5-21（b）所示。

（3）喷混凝土与锚杆联合作用，承受危石压力，如图5-21（c）所示。

（4）喷混凝土可填平围岩软弱带塌落处，与两侧硬岩黏结，起到加固薄弱层的效果，如图5-21（d）所示。

（5）喷混凝土封闭岩体表面，可防止围岩风化、漏水，避免大裂隙、断层、挤压破碎带的充填物流失。

2.喷混凝土的特点

喷射混凝土的施工方法有干式喷射和湿式喷射两种，一般采用混式喷射。

喷射混凝土最大特点是无需模板支护，减少了这一道费工费时的工序，但是和普通浇筑混凝土方法比，还有其他一些特点。

（1）喷射混凝土前应严格检查受喷面。检查受喷面是否满足设计尺寸要求，并将周围松动岩石做处理，有时可能要花费很多劳动力。

（2）确定喷射机的工作压力，减少混凝土的回弹量。回弹量应控制在一定的范围内，边墙控制在10%～20%，顶拱控制在20%～30%，回弹物应尽量利用。这样不仅可以降低工程造价，而且大大减少粉尘，改善工作条件。

喷射机的工作压力，主要取决于拌和料的运送距离，同时与混凝土配合比、骨料粒径、含水量有关。输料管长度在20m、40m、60m时的适宜工作压力分别为1.2×105～1.4×105Pa、1.8×105～2.0×105Pa、2.8×105～3.0×105Pa，压力过小，管路易堵塞；压力过大，增加粉尘及回弹量。

（3）注意水灰比。水灰比是影响混凝土质量和回弹量的重要因素。水灰比在0.4～0.5时，喷射混凝土质量较好，回弹量损失少。水灰比过大，喷射面混凝土会出现流淌现象；过小会出现干斑、黏结不好、粉尘多，也影响混凝土的强度和回弹量。

（4）喷射厚度要适当。太厚时，混凝土颗粒间凝聚力减弱，会使混凝土因自重而大片塌落，或造成顶拱混凝土与岩石间的空壳现象；太薄时，粗骨料容易溅回，增加回弹量。一次喷厚一般情况下喷侧墙（不加速凝剂）为7～10cm，喷顶拱（加速凝剂）为3～5cm。

每次喷射的间隔时间，与水泥品种、施工时空气的湿度、加入的速凝剂有关，一般每层间隔时间为15～30min。

（5）喷射后混凝土的养护时间，要比现浇混凝土的时间长，在喷射后的12h到14d内要进行良好的养护。如在空气干燥的地区，养护时间还要延长。

（6）施工劳动组合应根据工作面具体情况进行配备，一般应配备的劳动力有喷射、收回弹物、上水泥砂石料、管理水箱、养护以及机械运转等人工。以上工人所需数量，除机械运转工已包括在台时费中外，均应在定额内列出。

（7）喷射混凝土生产率的计算，主要决定于喷射机械本身的生产率和每个工作班的时间。每个班的工作时间，又与施工组织和管理水平有关，因此做好施工措施和提高工人的技术水平至关重要。在隧洞内喷射混凝土，施工条件较困难，受各种因素影响，因此每个班的工作时间不可能充分利用，一般来说每个班的工作时间在4～5h较为合适，台时生产率可按此标准计算。

（8）喷射混凝土所使用的机械设备，除前面所述的混凝土喷射机及其配套设备（喷射机、皮带机、拌和机、水箱、输料管、喷头）外，还有混凝土喷射机组及喷射车两种形式。这两种形式很适合隧洞施工使用。

3.喷混凝土的原材料及配合比

（1）原材料的质量及要求。

1）水泥。应优先选用新鲜的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不宜低于32.5。钢纤维喷射混凝土的水泥强度等级不宜低于42.5。采用矿渣水泥强度等级不低于42.5。

2）砂石料。采用坚硬、耐久且磨圆度较好的天然砂和卵石，也可采用机制砂石料。砂石料的质量必须满足SDJ207—82《水工混凝土施工规范》的有关规定，砂的细度模数宜为2.5～3.0，最大粒径为15mm，级配应满足表5-121的要求。

表5-121 喷射混凝土骨料级配

3）外加剂。可使用速凝、早强、减水剂等外加剂，其质量应符合DL/T5100—1999《水工混凝土外加剂技术规程》有关规定。在使用速凝剂时，水泥净浆试验的初凝时间不得大于5min，终凝时间不得超过10min。

4）水。水的质量必须满足规范的有关规定，且不影响速凝效果。

5）铁丝网、钢筋和锚杆。一般部位采用机编镀锌铁丝网，网目为8cm，铁丝网无锈。在规模较大的地质缺陷部位采用直径φ6mm～φ8mm的钢筋网，网目为10～20cm。锚杆宜采用φ25、φ28或φ32螺纹钢筋，挂网锚杆长1.5m。

（2）喷混凝土的配合比。根据工艺条件，可参考以下配合比。

1）现行《概（预）算定额》材料耗用量。

2）一般施工工艺时，水泥∶砂∶卵石=1∶2∶（1～1.5）

3）水泥裹砂时，水泥∶硅粉∶砂∶卵石∶水=1∶0.09∶3.29∶2.24∶0.57。

4）双湿喷射时，水泥∶硅粉∶砂∶卵石∶水=1∶0.11∶3.55∶2.28∶0.58。

4.喷混凝土施工工艺

（1）喷射方式。

1）干式喷射。将粗、细骨料和水泥干拌后，在喷射时加水喷射。当采用干砂（含水量＜4%）时，应在喷射时加速凝剂。

2）湿式喷射。将水、水泥及粗、细骨料一次拌和，在喷射时加速凝剂。

3）水泥裹砂喷射混凝土。将水泥裹砂砂浆用泵输送到喷头处与喷射机输送的混合料混合后喷向工作面。

4）钢纤维喷射混凝土。在混合料中掺入适量钢纤维，搅拌时间不宜少于180s。

（2）喷射工艺。混凝土喷射工艺流程见图5-22所示。

图5-22 喷射混凝土工艺流程

（a）干式喷射；（b）湿式喷射；（c）水泥裹砂

（3）喷射混凝土施工机械。

1）混凝土喷射机。常用的国产混凝土喷射机技术特性见表5-122，它们的优缺点比较见表5-123。

表5-122 常用的国产喷射机的技术特性

表5-123 各式喷射机的优缺点

2）强制式搅拌机。几种强制式搅拌机的技术特性见表5-124。

表5-124 几种强制式搅拌机的技术特性

3）干喷混凝土机械。国内干喷混凝土主要采用单机组合的作业方式，即采用强制式搅拌机拌和干料，斗车或汽车送料，混凝土喷射机喷料。这种方法机械化水平低、工作条件差、劳动强度大。

目前，国外干喷混凝土推广采用综合机械化水平较高的喷射混凝土三联机。这种三联机通常包括配料及拌和、输送混合料至喷嘴、机械手三部分组成，有时还包括一定储量的料仓，三联机装在自行的台车上。目前瑞典等国家已有定型产品，如Robot—TrixerD280喷混凝土三联机。

4）湿喷射混凝土机组。湿喷射混凝土通常需配备输送混凝土至喷嘴的输送泵（活塞泵或挤压泵），喷嘴处的加压装置（通常风动加压）和掺入速凝剂的装置，操纵喷嘴的远控机械手。将这些器具装在自行台车上，组成湿喷射混凝土车。国外已有定型产品，喷射高度为十几米，生产率为5～15m3/h，回弹率为10%～20%。

5）喷射混凝土机械手。目前国内生产有QPS—Ⅱ型及TP—865型，它们的技术特性如下。

a）QPS—Ⅱ型。由水电部郑州施工机械研究所和上海水工机械厂共同研制。最大喷射高度10.7m；最大喷射宽度7m；一次喷射行程2m；喷头移动速度0～6m/min；大臂最大仰角39°；大臂最大俯角27°；大臂左右摆动角±20°；喷头回转速度0～200r/min；喷头纵向调角：向前45°，向后30°；外形尺寸（长×宽×高）：工作状态13950mm×5260mm×9630mm，行走状态9950mm×1600mm×3230mm；总重（包括汽车底盘）8t。

b）TP—865型。由铁道部科学研究院西南研究所研制。工作范围：最大悬臂长8m，高6.5m，宽5.3m；机臂动作：小臂齿条行程2m，喷头伸缩行程2m，喷头摆动角度左、右各125°，喷头纵向调角前、后各60°，喷头回转速度0～60r/min，喷头画圈直径170mm；运行机构：运行尺寸（长×宽×高）8746mm×1480mm×2100mm，轨距762mm，轴距2200mm；重量1000kg。

5.金属网喷混凝土

（1）在土、砂等围岩喷混凝土，由于土、砂与喷混凝土的黏结性差，自稳能力很低，易发生剥落现象。通常需沿围岩表面铺设金属网（φ3.2mm，网格50mm×50mm左右），再喷混凝土支护。

（2）在膨胀性围岩中，由于岩土压力较大，为防止喷混凝土破坏剥落和提高支护结构的抗剪能力，可用金属网（φ5mm，网格150mm×150mm左右）加固。

（3）在裂隙密集的硬岩或中硬岩洞室，仅用锚杆支护仍会产生个别危石坠落时，采用金属喷混凝土相当有效。

挂金属网喷混凝土与一般喷混凝土施工工艺一致，单位成品的人工、机械消耗水平一致，但由于挂网喷混凝土回弹量相对较大，故水泥、砂、石、速凝剂的消耗量要高。应注意挂网喷混凝土定额中不包括钢筋网的制安及材料费用。

6.钢纤维喷混凝土

（1）钢纤维喷混凝土的特点。①抗裂性能好，韧性强；②抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度高；③抗冻融性强；④抗磨蚀性、抗冲击性好。

（2）钢纤维的选择。衡量钢纤维质量指标，主要有钢纤维的细长比、抗拉强度、形状、最终强度系数和韧度系数等。目前使用的钢纤维的抗拉强度为345～2070MPa，长细比一般为40～100，形状有直线形和曲折形。曲折形钢纤维对喷混凝土的韧度有较大影响，当细长比较大且为曲折形时，拌和、喷射难度增大，较易造成喷管堵塞。最终强度系数指喷钢纤维混凝土和同配比喷素混凝土最大抗弯强度的比值。每一种钢纤维，生产厂家均有与之相应的性能表，可供设计时选择使用。

（3）按钢纤维的性能表确定掺量。根据钢纤维性能表，可根据设计的等效抗弯强度，并假定最大抗弯强度，求出韧度系数，从性能表中查出掺量，再根据试验进行修正，即可合理确定钢纤维的掺量。在二滩水电站地下工程中，采用的是DramixZP30/0.5钢纤维，掺量为45kg/m3。

（4）钢纤维喷混凝土的原材料。①钢纤维喷混凝土对水泥和砂石料的要求与普通喷混凝土相同。②钢纤维的尺寸和掺量对混凝土的性能有显著影响。一般可采用φ0.4mm的短钢丝，纤维长度不宜短于12.5mm，否则性能下降。

（5）喷钢纤维混凝土存在的问题。

1）粉尘控制问题。目前施工喷钢纤维混凝土，多数仍采用干喷。由于水在喷嘴处掺入，水和水泥难以完全混合均匀，且喷射压力较大（达0.7～1.0MPa），故喷射时粉尘量很难控制，粉尘污染严重。即使是湿喷，同样也存在该问题，只是含量相对小一些，但仍难满足水泥粉尘含量小于3mg/m3的环保要求。如何有效控制粉尘成了喷钢纤维混凝土施工的重要问题。

2）渗水处理问题。渗水往往造成喷混凝土和岩面黏结强度降低，如渗水排泄受阻，会因外水压力过大而影响喷混凝土支护功能。如渗水量较大，需先进行封堵或集中排水，且当喷混凝土达到一定强度后，宜钻排水孔以减少外水压力。

3）回弹率控制问题。回弹率的大小与喷射压力、钢纤维的形状和长细比、骨料大小、水泥和细砂的含量、喷射手的熟练程度以及喷射面的角度、平整度等有关。如果能有效控制回弹率，将直接影响钢纤维混凝土的费用问题。在二滩水电站地下工程喷混凝土支护过程中，采用混喷工艺，顶拱回弹率一般在20%左右，边墙为8%～15%。

7.喷混凝土单价编制

现行《概算定额》中，喷混凝土定额包括：凿毛、配料、上料、拌和、喷射、回收回弹物、养护、工作面喷射后的清理等工作内容。

根据设计确定的喷射厚度、支护对象（地面、地下）、有无挂钢筋网选用相应定额，按混凝土工程取费标准取费，编制喷混凝土工程单价。