¶ 02424 隧道噴凝土
¶ 1. 02424 隧道噴凝土 V2013.05.07.doc
第02424章V6.0
隧道噴凝土
1. 通則
1.1 本章概要
說明隧道及地下工程結構支撐所使用之噴凝土材料、設備、施工及檢驗等相關規定。
1.2 工作範圍
說明隧道及地下工程結構支撐所使用之噴凝土或鋼纖維噴凝土之材料、設備、配比設計、施工及檢驗等相關規定,本章有關規定亦適用於明挖隧道或豎井之噴凝土或鋼纖維噴凝土,噴凝土之施工方法無論採用乾拌法或濕拌法其成果皆須符合本規範之要求。
1.3 相關章節
1.3.1 第01330章--資料送審
1.3.2 第01450章--品質管理
1.3.3 第02412章--隧道鑽炸法及非全斷面機械開挖
1.3.4 第03050章--混凝土基本材料及施工一般要求
1.3.5 第03052章--卜特蘭水泥
1.3.6 第03220章--銲接鋼線網
1.4 相關準則
1.4.1 中華民國國家標準(CNS)
(1) CNS 1232 混凝土圓柱試體抗壓強度檢驗法
(2) CNS 1233 混凝土抗彎強度試驗法(三分點載重法)
(3) CNS 1238 混凝土鑽心試體及鋸切長條試體取樣法
(4) CNS 3091 混凝土用輸氣附加劑
(5) CNS 6919 銲接鋼線網
(6) CNS 12892 纖維混凝土用鋼纖維
(7) CNS 12283 混凝土用化學摻料
(8) CNS 14688 噴凝土用材料
(9) CNS 14689 噴凝土用摻料
(10) CNS 14917 噴凝土試驗格板樣品之準備與測試法
1.4.2 美國材料試驗協會(ASTM)
(1) ASTM C900 Test Method for Pullout Strength of Hardened Concrete
(2) ASTM C1240 Specification for Silica Fume for Use In Hydraulic Cement Concrete And Mortar.
(3) ASTM C1398 Standard Test Method for Laboratory Determination of Time Setting of Hydraulic-Cement Mortars Containing Additives for Shotcrete by the Use of Gillmore Needles.
(4) ASTM C1604 Standard Test Method for Obtaining and Testing Drilled Cores of Shotcrete
1.5 資料送審
1.5.1 品質管理計畫書
1.5.2 施工計畫
1.5.3 廠商資料
(1) 噴凝土用摻料之型錄、技術文件、原廠產品出廠證明、產品檢驗合格證明。
(2) 噴凝土用鋼纖維之型錄、技術文件、原廠產品出廠證明、產品檢驗合格證明。
(3) 噴凝土設備規格技術文件。
2. 產品
2.1 材料
2.1.1 水泥品質應符合第03052章「卜特蘭水泥」之規定。
2.1.2 粒料應符合第03050章「混凝土基本材料及施工一般要求」規定,且細粒料通過#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。
2.1.3 噴凝土用材料須符合CNS 14688之規定。
2.1.4 噴凝土用摻料須符合CNS 14689之規定。
2.1.5 使用速凝劑應避免環境污染、地下水和水源污染的產生。速凝劑品質須符合以下規定:
(1) 氯離子含量不得超過自重之[1][ ]%。
(2) Na2O鹼當量(Na2O+0.658 K2O)不得超過自重之[1][ ]%。
2.1.6 拌和用水應符合第03050章「混凝土基本材料及施工一般要求」之規定。
2.1.7 鋼纖維噴凝土採用之水泥、粗細粒料、水、速凝劑須依據本章之2.1.1至2.1.6款規定辦理,惟必要時得依據配比試驗結果予以調整。
2.1.8 鋼纖維混凝土之每批鋼纖維之品質應符合CNS 12892之規定,其型式及尺寸應避免結球,應適於噴凝土施工及能達到加強噴凝土強度要求者,並經由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[3,520][ ]kgf/cm2。
(3) 抗彎試驗:在不低於[16][ ]°C溫度下,可沿內半徑3.18mm之圓弧彎曲90度而不會折斷。
2.1.9 鋼纖維噴凝土所添加之矽灰,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 Cl240之規定。矽灰應符合下列要求:
(1) 細度:通過#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[105][ ]%。
(3) 化學成分:二氧化矽(SiO2)含量大於[85][ ]%;燒失量小於[6][ ]%。
2.1.10 鋼纖維噴凝土附加之減水劑及強塑劑,其品質應符合CNS 12283之規定。輸氣劑應符合CNS 3091之規定。
2.1.11 銲接鋼線網加強噴凝土之鋼線網材質,其品質須符合CNS 6919之規定或第03220章「銲接鋼線網」之規定。
2.2 設備
2.2.1 噴凝土施工可採用乾拌法或溼拌法施工,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。所使用之各項材料,均須經事先證明或試驗符合規定。
3.1.2 承包商施作鋼纖維噴凝土須雇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。
3.1.3 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CNS 14689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。
3.1.4 各式噴凝土之配比承包商應依據工地試噴結果決定之,並送請工程司核可,核可之配比於施工期間除工程司另有許可外,不得變更。各式噴凝土工地試噴之參考配比如下:
(1) 噴凝土之水泥參考使用量為[400][ ]kg/m3,並得於[5][ ]%範圍內調整。
(2) 鋼纖維噴凝土之水泥參考使用量為[420][ ]kg/m3,並得於[5][ ]%範圍內調整。
(3) 鋼纖維噴凝土除矽灰外之其他附加劑,每一種附加劑使用量不超過水泥用量之[5][ ]%。
(4) 鋼纖維噴凝土粒料總重量與水泥重量比不超過[5:1][ ]。
(5) 鋼纖維噴凝土鋼纖維參考摻入量為[45][ ]kg/m3,承包商應依照製造廠商之說明書、鋼纖維長度與等值直徑比及施工前承包商應依照試驗成果,擬定其用量經工程司認可後使用。
(6) 鋼纖維噴凝土矽灰之參考用量為水泥用量之[7~12][ ]%,承包商應依照製造廠商之說明書及施工前試驗成果,擬定其用量經工程司認可後使用。
3.1.5 各式噴凝土之工地試噴應依CNS 14917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辦理拉拔試驗,以便評估[8][ ]小時齡期之抗壓強度,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[CNS 1238][ASTM C1604][ ]規定,分別試驗其3天及28天齡期之抗壓強度。各齡期試體之平均強度均應符合下列規定:
(1) 噴凝土
A. 8小時抗壓強度≧[50][ ]kgf/cm2
B. 3天之抗壓強度≧[140][ ]kgf/cm2
C. 28天之抗壓強度≧[210][ ]kgf/cm2
(2) 鋼纖維噴凝土
A. 8小時抗壓強度≧[50][ ]kgf/cm2
B. 3天之抗壓強度≧[170][ ]kgf/cm2
C. 28天之抗壓強度≧[255][ ]kgf/cm2
3.1.6 鋼纖維噴凝土工地試噴除依本章之3.1.5款規定辦理格板試驗外,並依CNS 1233之規定製作抗彎試驗試體,辦理28天齡期抗彎試驗,其抗彎強度應大於[50][ ]kgf/cm2,有關抗彎韌性之試驗方法及強度需求值應符合設計圖說之規定。
3.1.7 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和或已經袪水使其成為僅為濕潤含水量,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一種情形均應予廢棄,不得使用,惟如使用長效水化控制添加劑者,經工地試噴符合本章之3.1.5、3.1.6款規定之強度與規定者,經工程司代表同意後,得以延長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 鋼線網鋪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。鋪設鋼線網時,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徹底清除乾淨,經工程司認可後方可進行噴凝土工作。
(2) 噴凝土層之最小厚度,除設計圖另有規定或工程司另有指示外,岩盤部分為[5][ ]cm。任何一處之完成厚度,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、鋼線網及其他補強構件,應如設計圖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) 每一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) 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。
(7) 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[1,500][ ]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。
(8) L型接縫筋應按設計圖之規定,垂直段錨固於上階第一層噴凝土表面,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。俟下階段開挖及第一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一組(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CNS 1238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CNS 1238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:每噴[40][ ]m3或[500][ ]m2之噴凝土或鋼纖維噴凝土至少取樣一格板,格板之最小尺度為[46×46×20][ ]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CNS 1233之規定於格版中,切割[3][ ]個抗彎試體,辦理28天齡期之抗彎試驗。
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
抗壓試驗三個試體平均強度須等於大於[178][ ]kgf/cm2,且無任一試體強度低於[157][ ]kgf/cm2。
(2) 鋼纖維噴凝土
A. 抗壓試驗:三個試體平均強度須等於或大於[216][ ]kgf/cm2,且無任一試體強度低於[157][ ]kgf/cm2。
B. 抗彎試驗:三個試體平均強度須等於或大於[50][ ]kgf/cm2,且無任一試體強度低於[42][ ]kgf/cm2。
3.3.3 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
一個或多個抗壓試體強度低於[157][ ]kgf/cm2,但三個試體之平均強度大於[178][ ]kgf/cm2。
(2) 鋼纖維噴凝土
A. 一個或多個抗壓試體強度低於[191][ ]kgf/cm2,但三個試體之平均強度大於[216][ ]kgf/cm2。
B. 一個或多個抗彎試體強度低於[42][ ]kgf/cm2,但三個試體之平均強度大於[50][ ]kgf/cm2。
3.3.4 各式噴凝土試驗結果符合本章之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,或試驗結果不符合本章之3.3.3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。
3.3.5 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型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」之定義),所得面積以[平方公尺][ ]為單位計價。
4.1.2 除設計圖所示之計價範圍,凡超挖所回填之噴凝土、填不平整表面之噴凝土所需之費用均已包含在單價內,不另計量。
4.1.3 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。
4.1.4 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 各式噴凝土符合本章之3.3.3款次品質噴凝土規定者,以契約相關項目單價以[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。
4.2.3 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。
4.2.4 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鋪設、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。
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工作項目名稱 |
計價單位 |
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噴凝土(註明厚度) |
[平方公尺][ ] |
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仰拱噴凝土(註明厚度) |
[平方公尺][ ] |
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鋼纖維噴凝土(註明厚度) |
[平方公尺][ ] |
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仰拱鋼纖維噴凝土(註明厚度) |
[平方公尺][ ] |
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L型接縫筋 |
[平方公尺][ ] |
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鋼線網(註明尺寸) |
[平方公尺][ ] |
〈本章結束〉
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