¶ 02424 隧道噴凝土｜交通部・V2013.01.01
章碼：02424
官方資料庫版本：V2013.01.01
工程會資料庫紀錄：2541（機關代碼 14；官方檔案路徑明列「交通部」）
本章原始檔：02424 隧道噴凝土 V2013.01.doc
官方來源：工程技術資料庫－各機關施工綱要規範
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¶ 規範正文
第02424章
隧道噴凝土
1. 通則
1.1 本章概要
說明隧道噴凝土之產品、施工及計量與計價等相關規定。噴凝土之施工方法無論採用乾拌法（Dry Mix Process）或濕拌法（Wet Mix Process）其成果皆須符合本規範之要求。
1.2 工作範圍
1.2.1 包含噴凝土施工之材料、配比、拌和工作、施噴工作、養護工作、檢驗等相關事宜，承包商應依據本章規定、設計圖說及報經工程司同意之施工計畫進行施工。
1.2.2 除另有說明外，本章噴凝土包含銲接鋼線網噴凝土及鋼纖維噴凝土。
1.3 相關章節
1.3.1 第02412章─隧道鑽炸法及非全斷面機械開挖法
1.3.2 第03052章─卜特蘭水泥
1.3.3 第03053章─水泥混凝土之一般要求
1.3.4 第03210章─鋼筋
1.3.5 第03220章─銲接鋼線網
1.4 相關準則
1.4.1 ACI─美國混凝土學會
ACI 506 Recommended Practice for Shotcreting （噴凝土之規範）
1.4.2 ASTM─美國材料試驗協會
ASTM C39 Standard Test for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens（圓柱型混凝土試片之壓縮測試）
ASTM C42 Standard Test Method for Obtaining and Testing Drilled Cores and Sawed Beams of Concrete （混凝土鑽心和鋸取試體的製備和試驗方法）
ASTM C78 Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete（Using Simple Beam with Third Point Loading）（三分點抗彎強度）
ASTM C260 Standard Specification for Air Entraining Admixtures for Concrete （混凝土用輸氣劑規格）
ASTM C494 Standard Specification for Chemical Admixtures for Concrete（混凝土用化學摻料規格）
ASTM A820 Standard Specification for Steel Fibers for Fiber Reinforced Concrete（鋼纖維混凝土用鋼纖維規格）
ASTM C900 Standard Test Method for Pullout Strength of Hardened Concrete（硬化混凝土拉拔試驗）
ASTM C1018 Standard Test Method for Flexural Toughness and First Crack Strength of Fiber Reinforced Concrete （Using Beam with Third Point Loading）（纖維混凝土抗彎韌性與首次裂紋標準試驗法）
ASTM C1141 Standard Specification for Admixtures for Shotcrete（噴凝土用摻料規格）
ASTM C1240 Standard Specification for Silica Fume Used in Cementitous Mixtures（水泥摻料中使用矽灰規格）
ASTM C1398 Standard Test Method for the Laboratory Determination of the Time of Setting of Hydraulic Cement Mortars Containing Additives for Shotcrete by the Use of Gillmore Needles（用Gillmore水泥稠度試驗針實驗室測定含噴凝土摻料的水硬水泥砂漿凝固時間的標準試驗方法）
1.5 資料送審
1.5.1 品質計畫
承包商應依契約規定將相關品質計畫送請工程司核可。
1.5.2 施工計畫
1.5.3 契約相關規定須送審者
2. 產品
2.1 材料
2.1.1 水泥應符合第03052章「卜特蘭水泥」之規定。
2.1.2 粒料須符合第03053章「水泥混凝土之一般要求」規定，且細粒料通過No. 200篩之有害物質含量不得大於3 ﹪，粗粒料之組成至少應有90 ﹪之重量比為碎石顆粒，每顆碎石顆粒至少應有2個破碎面。級配須符合表02424-1之規定。
表 02424-1噴凝土粒料之級配需求表
篩檢尺寸(mm) |
通過重量百分率(%) |
|
I |
II |
|
19.0 mm (3/4吋) 12.5 mm (1/2吋) 9.5 mm (3/8吋) 4.75 mm (No.4) 2.36 mm (No.8) 1.18 mm (No.16) 0.6 mm (No.30) 0.3 mm (No.50) 0.15 mm (No.100) |
- - 100 95-100 80-100 50-85 25-60 10-30 2-10 |
- 100 90-100 70-85 50-70 35-55 20-35 8-20 2-10 |
2.1.3 使用速凝劑應避免環境污染、地下水和水源污染的產生。速凝劑品質需符合以下規定。
(1) 氯化物含量不得超過自重之1 %。
(2) Na2O鹼當量不得超過自重之1 %。
2.1.4 拌和水應符合第03053章「水泥混凝土之一般要求」之規定。
2.1.5 鋼纖維噴凝土採用之水泥、粗細粒料、水、速凝劑須依據第2.1.1~2.1.4節之規定辦理，惟必要時得依據配比試驗結果予以調整。
2.1.6 鋼纖維噴凝土之每批鋼纖維之品質應符合ASTM A820 TYPE I之規定，其型式及尺寸應避免結球，適用於噴凝土施工及達到加強噴凝土強度要求者，並經工程司認可後方得使用。鋼纖維應符合下列要求：
(1) 尺寸：長約2.5 ~ 4.0 cm，直徑0.5 ~ 0.8 mm之圓形斷面或等面積之他種斷面，長度與等值直徑比為40~80。
(2) 抗拉強度：大於3,450 kgf/cm2。
(3) 抗彎強度：在不低於16 °C溫度下可沿內半徑3.18 mm之圓弧彎曲90°而不會折斷。
2.1.7 鋼纖維噴凝土所添加矽灰，其為提煉矽元素或鐵矽合金之副產品，具有非結晶狀球體構造，與水泥混合後會產生膠凝作用，增加鋼纖維噴凝土之黏著性與強度，每批成品之品質應符合ASTM C1240之規定。矽灰應符合下列要求：
(1) 細度：通過 No. 325篩之重量百分比大於90 %。
(2) 加速膠凝作用指標：與水泥混合7天後大於85 %。
(3) 化學成份：二氧化矽（SiO2）含量大於85 %，燒失量小於6 %。
2.1.8 鋼纖維噴凝土附加之減水劑（Water Reducing Admixture）及強塑劑（Superplasticizer），其品質應符合ASTM C494 之規定。輸氣劑應符合ASTM C260之規定。
2.1.9 鋼線網材質須符合第03220章「銲接鋼線網」之規定。
2.1.10 L型接縫筋須符合第03210章「鋼筋」之規定。
2.2 設備
2.2.1 噴凝土施工可採用濕拌法或乾拌法施工，其噴凝土施工設備包括機械臂噴凝土機、噴凝土泵浦、速凝劑計量設備、輸送設備及一般空壓機等，應經工程司認可後方可使用。
2.2.2 噴凝土施工必須使用速凝劑計量設備，以便控制速凝劑添加量，避免超用而影響品質。施工人員需每輪記錄噴凝土及速凝劑用量。
3. 施工
3.1 準備工作
3.1.1 承包商應於施工前，依其機具設備能量，提出適當配比，經工程司會同辦理速凝劑凝結試驗及工地試噴均符合規定後，始得採用。核可之配比於施工期間除工程司另有許可外，不得變更。所使用之各項材料，均須經事先證明或試驗符合規定。
承包商施作鋼纖維噴凝土須僱用對鋼纖維噴凝土工作有經驗之技術人員操作施工，施工期間如工程司認為施噴機具及技術人員不稱職時，得要求更換，承包商應即照辦。
承包商應以擬採用之水泥與速凝劑辦理速凝劑凝結試驗，並依ASTM C1141及ASTM C1398規定測定其凝結時間，且達到下列凝結時間要求：
(1) 初凝時間：1～3分鐘。
(2) 終凝時間：12分鐘以內。
各式噴凝土之工地試噴應依ACI 506規定辦理格板試驗（Panel Test）。格板施噴時應分垂直及倒懸兩種情形施噴，試噴後應在每一格板參考ASTM C900的方法辦理8小時齡期之抗壓試驗，並從每一格板中鑽取直徑7.5 cm之試體2組（每組至少3個），依ASTM C39之規定，分別試驗其3天及28天齡期之抗壓強度。鑽心試體之長度小於直徑兩倍時，應依ASTM C42修正為標準圓柱試體之抗壓強度。除設計圖說另有規定外，各齡期試體之平均強度均應符合下列規定：
(1) 噴凝土
8小時抗壓強度≧50 kgf/cm2
3天之抗壓強度≧140 kgf/cm2
28天之抗壓強度≧210 kgf/cm2
(2) 鋼纖維噴凝土
8小時抗壓強度≧50 kgf/cm2
3天之抗壓強度≧170 kgf/cm2
28天之抗壓強度≧255 kgf/cm2
3.1.5 鋼纖維噴凝土工地試噴除依第3.1.4款之規定辦理格板試驗外，並依ASTM C78之規定製作抗彎試驗試體，辦理28天齡期抗彎試驗及依ASTM Cl018之規定辨理抗彎韌性試驗，其抗彎強度應大於50 kgf/cm2，韌性指數I5、I10及I20應分別大於4、6及10。
3.1.6 各項施工前試驗應於正式使用至少30 天前完成並試驗合格。不同廠牌之水泥與附加劑強度發展過程不相同，施工時應採用與配比設計相同廠牌之水泥及附加劑。如須換用水泥或附加劑廠牌，承包商應重作配比設計，在重作配比未獲工程司認可前，不得更換。
3.2 施工方法
3.2.1 拌和工作
(1) 水泥與粒料應符合相關規定，依重量比作為配比設計標準，施工單位應提供拌和與計量設備，使各項材料能依照規定按正確配比拌和。在任何情況下，概不允許以體積比方式作為配比設計標準。拌和時，所有粒料應為面乾內飽合或已經袪水使其成為濕潤含水量，無肉眼可見之游離水在粒料表面。水泥與粒料應以機械拌和，其拌和時間不得少於2 分鐘。
(2) 噴凝土拌和料有下列任1種情形均應予廢棄，不得使用。惟如使用長效水化控制添加劑者，經工地試噴符合工作性規定，並經工程司代表核可，得酌予調整噴凝土拌和料使用時間：
A. 水泥加入粒料後超過30分鐘仍未拌和者。
B. 自水泥投入拌和機，未維持連續攪拌超過60分鐘，或維持連續攪拌超過90分鐘者。
3.2.2 鋼線網舖設時應儘可能貼近開挖面安裝，其空隙不得超過20 cm。鋼線網安裝以達實際可用最長之長度為佳，其搭接長度至少20 cm。舖設鋼線網時，應確實固定，以防施噴噴凝土時鬆動，其固定點之間距應依工程司之指示或不大於1.0 m。
3.2.3 施噴工作
(1) 在噴凝土工作開始前，應將岩石表面之鬆離碎片、污穢、油污或其他有礙噴凝土與岩石面黏結之有害物澈底清除乾淨，經工程司認可後方可進行噴凝土工作。施噴噴凝土時應先將施噴表面潤濕，表面若有滲水，則應先以適宜方式排水，以解除水壓力。
(2) 噴凝土層之最小厚度，除設計圖說另有規定或工程司另有指示外，岩盤部分為5 cm。任何1處之完成厚度，均不得小於規定之厚度。施噴時，應每隔2 m或工程司核可之間距安裝測釘，以控制噴凝土層之厚度。
(3) 施噴時，噴嘴須垂直於噴射面，噴嘴應控制在距離噴射面約80至100 cm，如受地形之限制，施噴時與噴射面之夾角亦不得小於80度，或依照工程司之指示辦理。承包商施噴時並應先將容易被反彈料堆積之低處或角隅處先噴滿。
(4) 如施噴之噴凝土厚度超過15 cm，則須分多層施噴，以達所需之最終厚度，次層之施噴須俟先前施噴層達到足夠強度可支撐所增加之施噴層後，應儘快開始施噴。鋼支保、頂拱繫條、鋼線網和其他補強構件，應如設計圖說上所示完全沒入噴凝土內，所有鋼材之噴凝土保護層最少須達2 cm，噴凝土應與岩石表面凹處和角隅處完全密合。兩鋼支保間之噴凝土面可允許呈凹面，唯高低差不得大於10 cm。
(5) 每1次噴凝土工作完成後，所有回彈材料應立刻予以清除，特別是水平搭接處之噴凝土，由於分層、開挖順序不同，在施噴更低區域處之噴凝土前，所有回彈料必須清除，如有必要可用氣動鎚打除。
(6) 接觸防水層之噴凝土面須充分平滑、均勻，俾保持防水層之完整，不致在防水層施工時或施工後損傷防水層，如以1500 mm直規測量時，表面高低差不得大於100 mm，且表面之凸凹半徑均須大於300 mm。如上述要求未能符合時，應加噴噴凝土至能符合上述要求為止。
(7) L型接縫筋應按設計圖說之規定，垂直段錨固於上階第1層噴凝土表面，水平段平置於台階面並覆以塑膠布，其可加強鋼支保基礎之穩定性。俟下階段開挖及第1層噴凝土完成後將接縫鋼筋拉直，撕掉塑膠布，再噴後續之噴凝土。
3.3 檢驗
3.3.1 各式噴凝土施工中之檢驗依下列規定辦理。工程司得視試驗結果之穩定度酌量調整試驗採樣頻率。
(1) 鑽心試驗：每班或每噴40 m3或500 m2之噴凝土或鋼纖維噴凝土，至少須由其表面鑽取試體1組（每組有鑽心試體3個），辦理28天齡期之抗壓試驗，作為判斷合格與否之依據。鑽心試驗須依ASTM C42規定辦理，試體須在試驗前浸水40小時以上。鑽心試體之長度小於直徑2倍時，應依ASTM C42修正其抗壓強度，並以修正後之數值作為正式壓驗結果。
(2) 格板試驗：每班或每噴40 m3或500 m2之噴凝土或鋼纖維噴凝土至少取樣1格板，格板之最小尺寸為46 cm×46 cm×20 cm，其設置、施噴與養護均應與現場施噴者相同。試驗前至少浸水40小時，然後依需要從格板中鑽取3個直徑為7.5 cm之圓柱試體，進行3天齡期之抗壓試驗，以作為施工品管之參考。
(3) 鋼纖維噴凝土施工中檢驗，除依上述規定辦理抗壓試驗外，應依ASTM C78及ASTM C1018之規定於格版中，切割3個抗彎試體，辦理28天齡期之抗彎及抗彎韌性試驗。
3.3.2 各式噴凝土試驗結果均符合下列條件方為合格。
(1) 噴凝土
抗壓試驗3個試體平均強度須等於大於178 kgf/cm2，且無任1試體強度低於157 kgf/cm2。
(2) 鋼纖維噴凝土
A. 抗壓試驗：3個試體平均強度須等於大於216 kgf/cm2，且無任1試體強度低於191 kgf/cm2。
B. 抗彎試驗：3個試體平均強度大於50 kgf/cm2，且無任何1個試體強度小於42 kgf/cm2。
C. 抗彎韌性試驗：3個試體平均I5＞4，I10＞6，I20＞10，且無任1個試體I5＜3，I10＜4，I20＜8。
3.3.3 除3.2.3(2)之規定外，工程司得依工程特性，選擇適當方法檢驗噴凝土厚度，必要時得進行鑽心試驗檢驗。
3.3.4 各式噴凝土試驗結果具有下列情形，但經工程司研析結果並不影響結構安全而予接受時，則該批噴凝土謂之「次品質噴凝土」。
(1) 噴凝土
1個或多個抗壓試體強度低於178 kgf/cm2，但3個試體之平均強度大於157 kgf/cm2
(2) 鋼纖維噴凝土
A. 1個或多個抗壓試體強度低於216 kgf/cm2，但3個試體之平均強度大於191 kgf/cm2
B. 1個或多個抗彎試體強度低於50 kgf/cm2，但3個試體之平均強度大於42 kgf/cm2
C. 1個或多個試體抗彎韌性試驗I5＜4，I10＜6，I20＜10，但3個試體平均之I5＞3，I10＞4，I20＞8
3.3.5 各式噴凝土試驗結果符合3.3.3款試驗要求，但經工程司研析結果，影響結構安全而決定不予接受時，或試驗結果不符合3.3.4款試驗要求時，承包商應無償打除重噴或以工程司核可之方法補強，該補強支撐或重噴之噴凝土經檢驗合格以契約相關項目計價，原噴不合格之噴凝土不予計價。
3.3.6 噴凝土施工如發現有裂隙、缺乏水密性或以鐵鎚敲打產生空洞聲等品質不良情況，工程司有權指示承包商打除重噴。
4. 計量與計價
4.1 計量
4.1.1 隧道各式噴凝土依開挖支撐類型不同厚度，以各類完成長度乘以各類斷面噴凝土範圍之弧長(半徑=R+t+d+ds/2，依第02412章「隧道鑽炸法及非全斷面機械開挖法」之定義)，所得面積以「平方公尺」為單位計量。
4.1.2 除設計圖說所示之計價範圍，凡超挖所回填之噴凝土、填不平整表面之噴凝土及為滿足本章3.2.3(4)之規定，需要作局部加噴之噴凝土，其加噴量均已包含在單價內，不另計量。
4.1.3 品質符合規定之各式噴凝土，若經由計測或觀察結果有必要增加厚度補強時，該加噴之噴凝土依工程司所核定之施噴面積與厚度，以「立方公尺」為單位計量，其中頂拱及側壁之噴凝土加計15%之回彈損耗量，仰拱不計回彈損耗量。
4.1.4 作為臨時支撐或補強之各式噴凝土依工程司核定之施噴面積與厚度，以「立方公尺」為單位計量，其中前進開挖面、頂拱、側壁之噴凝土加計15%回彈損耗量，台階（平台部分）及仰拱不計回彈損耗量。
4.1.5 L型接縫筋依實際安裝並經檢驗合格之接縫筋數量，以「公斤」為單位計量。
4.1.6 每層鋼線網依工程司核定之噴凝土面積，以「平方公尺」為單位計量。
4.2 計價
4.2.1 隧道噴凝土及鋼纖維噴凝土依契約詳細價目表「噴凝土（註明厚度）」、「鋼纖維噴凝土（註明厚度）」、「仰拱噴凝土（註明厚度）」、「仰拱鋼纖維噴凝土（註明厚度）」項目計價。契約單價包括施工面處理（如湧水或排水處理）、為達設計線之施噴量（含超挖及不平整面回填）、損耗（含15%回彈損耗，仰拱除外）、搭架、養護、人員防護、試驗等工作所需之人工、材料、機具、動力及其他為完成本項工作所需之一切費用。
4.2.2 依4.1.3及4.1.4款規定施噴之各式噴凝土依契約詳細價目表「噴凝土」或「鋼纖維噴凝土」項目計價。契約單價包括噴凝土、施工面處理（如湧水或排水處理）、搭架、養護、人員防護、試驗等工作所需之人工、材料、機具、動力及其他為完成本項工作所需之一切費用。
4.2.3 各式噴凝土符合3.3.4款次品質噴凝土規定者，以契約相關項目單價之7折計價。其他不論任何原因，不合格或廢棄之噴凝土，均不予計價。
4.2.4 L型接縫筋依契約詳細價目表「L型接縫筋」項目計價。契約單價包括L型接縫筋材料、加工、安裝、塑膠布、錨碇及完成本項工作所需之一切費用。
4.2.5 鋼線網依契約詳細價目表「鋼線網（註明尺寸）」項目計價。契約單價包括鋼線網之供給及舖設、錨錠之裝設、搭接及損耗等工作所需之人工、材料、機具及其他為完成本項工作所需之一切費用。
<本章結束>
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