隧道二次衬砌工程施工设计方案Word格式.docx
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表3-1隧道衬砌类型表
长度(m)
衬砌级别长度(m)
隧道名称
起止里程
Sma
S5-JQ
S5
S4-JQ
S4
S3
石蛋岭隧
ZK1+100~ZK1+770
670
40
32
58
120
420
道
K1+116~K1+781
665
38
23
17
69
60
458
表3-2衬砌厚度设计参数表
衬砌类型
部位
65cmC30防
45cmC30防
40cmC30防
35cmC30防
拱墙
水钢筋砼
2、施工工艺
喷砼面处理
排水盲管安装
报验
合格
铺设防水板
合格
设钢筋段钢筋制安
衬砌台车就位
去污、涮脱模剂
台车定位
预埋件安装
立堵头板、安止水带(条)
砼制备灌注砼
脱模
养护
不合格
图3-1衬砌施工工艺流程图
3、排水管施工
3.1衬砌背后排水设施有环向φ50软式透水管、边墙纵向盲沟
为φ100HDPE打孔波纹管、横向φ50HDPE排水管。
富水区段(断层
带开挖后拱部滴水淋水区段)衬背排水土工布后设环向盲沟,具体视
隧道开挖后的富水情况,按(涌水、淌水)、(淌水、渗水)、(渗水、
滴水)三种形态确定:
Ⅳ、Ⅴ级围岩区段环向排水盲沟按纵向间距
1.5~3.0m设置,Ⅲ级围岩区如仅有少量渗水、滴水地段,环向排水
盲沟应使情况按纵向间距5m铺设。
3.2环向排水管的安装:
在排水管安装之前,根据设计间距要求,
在初期支护表面画线标出环向Φ50透水管的位置,采用间距1m的铁
皮带固定,铁皮带用膨胀螺栓固定,将排水管抱紧固定在初期支护表
面;
3.3在环向排水管安装完毕以后,施工纵向Φ100HDPE打孔波纹
管,纵向排水管设置在边墙基础内,与环向排水管、横向排水管用三
通管连接;
施工纵向排水管的时候,要求在施工完成防水板的时候,
防水板应卷绕过纵向排水管,并将纵向排水管裹紧,避免在混凝土浇
注的过程中将纵向排水管或横向排水管损坏。
3.4纵向、环向排水管要求超前衬砌有30m以上,防水板施工要
求超前衬砌24m,形成平行流水作业。
4、防水板施工
4.1防水层铺设前基面准备
防水层铺设前,应先对隧道初期支护喷射砼表面进行处理,钢筋网等凸出部分,先切断后永锤铆平抹砂浆素灰;
切除锚杆头和钢筋露头。
通过补喷或凿除使初期支护表面平整圆顺,凹凸量不得超过±
5cm。
4.2铺设无纺布
首先用简易作业台车将单幅无纺布固定到预定位置,然后用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射砼上。
专用热熔衬垫及射钉按梅花型布置,拱部间距0.5-0.7m,边墙1.0-1.2m。
无纺布铺设要松紧适度,使之能紧贴在喷射砼表面,不致因过紧被撕裂或因过松使无纺布褶皱形成人为蓄水点。
无纺布幅间搭接宽度大于10cm。
4.3铺设EVA防水板
先用简易作业台车将EVA防水板固定在预定位置,防水板间搭接缝应与变形缝,施工缝等防水薄弱环节错开1m以上。
防水板吊环间
距需根据其铺挂松弛率要求来确定,环向松弛率经验值一般取10%,
纵向松弛率一般取6%。
根据初期支护表面平整程度适当调整。
4.4防水板间自动热熔焊接
防水板之间用自动双缝热熔焊接机按照预定的温度、速度焊接,单条焊缝的宽度不小于1cm,焊接后两条缝间留一条空气道,用空气检测器检测焊接质量。
焊接前先除尽防水板表面的灰尘再焊接,防水板搭接宽度须大于10cm。
4.5焊缝检测
采用检漏器现场检测防水板焊接质量。
先堵住空气道的一端,然后用空气检测器从另一端打气加压,直至压力达到0.1-0.5Mpa,并能稳定3-5分钟,说明完全粘合。
否则,须用检测液(如肥皂水)找出漏气部位,用手动热熔器焊接修补后再次检测,直到完全粘合。
4.6防水板破损处修理
如发现防水板有破损,必须及时修补。
先取一小块防水板,除尽
两防水板上的灰尘后,将其置于破损处,然后用手动电热熔器熔接。
熔接质量用真空检测器检测,若不合格必须重接新修补。
5、橡胶止水带(条)施工
5.1衬砌施工缝处设置带注浆管的膨胀止水条,变形缝处设置中
埋式止水带。
5.2止水条的安装:
环向施工缝采用在端头模板中间固定木条或金属构件,混凝土浇筑后形成凹槽。
槽的深度为止水条厚度的一半,宽度为止水条宽度。
拆模后进行清洗,在浇筑下一环混凝土之前,对预留槽进行清理,清除残渣,磨光槽壁,最后将止水条粘贴在槽中,然后模板台车定位,浇筑下一循环的混凝土。
5.3止水带的安装:
沿衬砌环线每隔0.5~1.0m在端头模板上钻一个φ12的钢筋孔,将制成的钢筋卡穿过挡头模板,内侧卡紧止水带的一半,另一半止水带平靠在挡头板上,待混凝土凝固后拆除挡头板,将止水带拉直,然后弯曲钢筋使其卡紧止水带。
挡头板外侧应加设一背托钢筋,采用穿板铁丝将钢筋卡与其连接,以确保安装止水带不变形。
6、二次衬砌施工
6.1钢筋的加工和安装
1)横向钢筋和纵向钢筋的每个节点均必须进行绑扎或焊接
2)受力主筋的搭接采用单面焊接,焊接搭接长度不小于10d(d
为钢筋直径),位于同一连接区段内的搭接接头面积百分率不大于
50%。
3)相邻主筋搭接位置应错开,错开距离应不小于100cm
4)仰拱浇筑时注意主筋预留,当于拱部主筋间采用绑扎连接,
搭接长度为100cm。
5)同一受力钢筋的两处搭接,距离不小于150cm
6)箍筋连接点应在纵横向筋的交叉连接处,必须进行绑扎或焊
接,以保证两层主筋之间的间距;
7)受力主筋于模板之间设符合设计要求保护层厚度的混凝土垫
块。
6.2模板台车就位
1)台车拼装调试
衬砌台车工厂制造,现场拼装。
衬砌前对模板表面进行彻底打磨,
清除锈斑,涂油防锈。
2)台车就位调整
台车模板定位采用五点定位法,即:
以衬砌圆心为原点建立平面
坐标系,通过控制顶模中心点、顶模与侧模的铰接点、侧模的底脚点
来精确控制台车就位。
曲线隧道应考虑内外弧长差引起的左右侧搭接
长度的变化,以使弧线圆顺,减少接缝错台。
台车模板应与混凝土有适当的搭接(≥10cm,曲线地段指内侧),
撑开就位后检查台车各节点连接是否牢固,有无错动移位情况,模板
是否翘曲或扭动,位置是否准确,保证衬砌净空。
为避免在浇注边墙
砼时台车上浮,还须在台车顶部加设木撑或千斤顶。
同时检查工作窗
状况是否良好。
3)预留洞室和预埋件的固定
钢筋砼衬砌地段,预留、预埋件固定在钢筋骨架上。
无筋衬砌地段采取在衬砌台车模板上钻孔,用螺栓固定预留、预
埋件。
4)安装挡头板
台车端部的挡头模板应能保证设计衬砌厚度,并可适当调整以适
应其不规则性;
挡头模板结构应能保证衬砌环接缝榫接,以保证接头
处质量,增强其止水功能。
顶部应留有观察小窗口,以观察封顶混凝
土情况。
6.3混凝土浇筑
1)二衬砼灌注前应重点检查以下几点:
①复查台车模板及中心高是否符合要求,仓内尺寸是否符合要
求;
②台车及挡头模安装定位是否牢靠;
③止水条、止水带安装是否符合设计及规范要求;
④模板接缝是否填塞紧密;
⑤脱模剂是否涂刷均匀;
⑥基仓清理是否干净,施工缝是否处理;
⑦预埋件位置是否符合要求;
⑧输送泵接头是否密闭,机械运转是否正常;
⑨输送管道布置是否合理,接头是否可靠。
2)混凝土浇注采用泵送浇注工艺,机械振捣密实。
①泵送前应采用按设计配合比拌制的水泥浆或按骨料减半配制
的混凝土润滑管道。
②砼由下至上分层、左右交替、对称灌注。
为防止浇注时两侧侧
压力偏差过大造成台车移位,两侧砼灌注面高差宜控制在50cm以内,
同时应合理控制砼浇筑速度。
③砼输送管端部应设接软管控制管口与浇筑面的垂距,砼不得直
冲防水板板面流至浇筑位置,垂距应控制在1.5m以内,以防砼离析。
④施工过程中,输送泵应连续运转,泵送连续灌筑,宜避免停歇
造成“冷缝”,间歇时间超过规范要求时,按施工缝处理。
⑤当砼浇至作业窗下50cm,作业窗关闭前,应将窗口附近的砼
浆液残渣及其它赃物清理干净,涂刷脱模剂,将其关紧,防止窗口部
位砼表面出现凹凸不平的补丁甚至漏浆现象。
⑥隧道衬砌起拱线以下的反弧部位是砼浇注作业的难点部位,应
对砼性能、坍落度及捣固方法进行有效控制,以减少反弧段气泡,有
效改善衬砌砼表面质量。
⑦封顶采用顶模中心封顶器接输送管,逐渐压注砼封顶。
当挡头
板上观察孔有浆溢出,即标志封顶完成。
6.4拆模
砼浇筑完成后,明洞砼强度不小于5MPa,暗洞砼强度达到2.5MP时,方可拆模。
否则,应达到设计强度70%方可拆模。
拆模时应按以下几步进行。
①拆掉所有丝杆千斤顶和堵头板;
②操作手动换向阀手柄,控制侧向油缸。
使钢模板台车侧模板脱离衬砌面,油缸收缩行程为150mm-200mm;
③收起竖向千斤顶,检查平移小车边夹板是否固定好;
④操作手动阀手柄,使钢模板台车侧模板和顶模板脱离衬砌面。
油缸收缩时,必须分次收缩,切忌一次行走。
⑤拆模时先拆堵头板,再拆连接件及支撑,然后用垂直与侧向丝杠收缩模板使台车处于运行状态。
⑥拆除模板时应清除模板表面粘结的砼,喷涂脱模剂。
6.5养生
拆模前用水冲洗模板外表面,拆模后用高压水喷淋混凝土表面,
以降低水化热,养护期不少于14天。
6.6衬砌混凝土质量保证措施
根据宁波穿好公路7合同段隧道衬砌模板台车专项方案评审会专家组意见,进一步完善衬砌施工工艺及对衬砌裂缝的控制措施,保证衬砌混凝土施工质量。
1)严格按设计图纸要求进行配合比设计,衬砌混凝土所用原材
料按规范要求频率进行抽检,确保原材料的质量合格,保证混凝土的
拌和质量;
2)泵送混凝土塌落度宜控制在120mm~180mm,根据混凝土灌注部位的不同,墙部混凝土塌落度宜小,拱部混凝土塌落度宜大,在保证混凝土可泵送的情况下,尽量减少混凝土的塌落度,提高混凝土的和易性、保水性,避免混凝土离析、泌水;
3)混凝土拌合站计量器具需经具备资质的计量单位进行标定,
并定期校核,每次混凝土拌制前对计量系统进行检查,确保混凝土计
量准确;
4)加强衬砌反弧段的施工,提高砼的外观质量。
衬砌砼反弧段
的施工由于捣固较困难,容易产生气泡影响混凝土的外观质量,在保证混凝土强度的情况下,适当掺入减水剂,改善混凝土的性能,提高衬砌混凝土表面质量;
5)消除混凝土接缝错台,加强台车支撑,保证台车整体受力,
防止台车上浮造成拱部错台,台车作业窗关闭前,必须将窗口边框混
凝土浆液残渣清理干净,并用湿布擦拭后锁紧,防止台车作业窗处错
台和漏浆,形成施工接缝和表面缺陷;
6)衬砌混凝土封顶,采用顶模中心封顶器接输送管,逐渐压注
混凝土封顶,当挡头板上有浆溢出完成封顶,达到拱部衬砌混凝土的
密实与完整。
7)混凝土的入模温度按洞内温度调整,冬季施工时,混凝土的
入模温度不应低于5°
C,夏季施工时,混凝土的入模温度不宜高于
洞内温度且不宜超过30°
C。
8)拆模于养护控制,按施工规范采用最后一盘封顶混凝土试件
现场养护试压达到的强度来控制,明洞拆模强度不小于5MPa,暗洞
不小于2.5MPa,以保证混凝土表面不受损及后期强度的发展;
拆模
前用水冲洗模板表面,拆模后用水淋喷混凝土表面,以降低高温季节
施工混凝土表面温度,提高衬砌混凝土周边环境的温度以利于养生,
防止混凝土早期裂缝的发生。
养护用水温度与混凝土表面之差控制在
15°
C以内。
四、二次衬砌砼的裂缝控制措施
1、裂缝的类型
隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有:
干缩裂缝、温度裂缝、外荷载
作用产生的变形裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。
1)干缩裂缝
混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失,使水泥石中的凝结胶体
干燥收缩产生变形,由于受到围岩和模板的约束,变形产生应力,当应
力值超过混凝土的抗拉强度时,就会出现干缩裂缝。
干缩裂缝多为表
面性的,走向没有规律。
影响混凝土干缩裂缝的因素主要有:
水泥品
种、用量及水灰比,骨料的大小和级配,外加剂品种和掺量。
2)温度裂缝
水泥水化过程中产生大量的热量,在混凝土内部和表面间形成温
度梯度而产生应力,当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产
生温度裂缝。
裂缝宽度冬季较宽,夏季较窄。
温度裂缝的产生与二次
衬砌混凝土的厚度及水泥的品种、用量有关。
3)荷载变形裂缝
仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净,混凝土浇筑后,基底产生不
均匀沉降;
模板台车或堵头板没有固定牢固,以及过早脱模,或脱模时
混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。
4)施工缝(接茬缝)
施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇筑中断时间
超过混凝土的初凝时间,继续浇筑混凝土时,原有的混凝土基础表面没有进行凿毛处理,或者凿毛后没有用水冲洗干净,也没有铺水泥砂浆垫层,就在原混凝土表面浇筑混凝土,致使新旧混凝土接茬间出现裂缝。
2、裂缝形成的原因分析
混凝土裂缝形成的原因非常复杂,往往是多种不利因素综合作用
的结果。
施工不规范造成的混凝土裂缝占80%左右,材料质量差或配
合比不合理产生的裂缝占15%左右,设计不当引起的裂缝可能占5%。
1)施工工艺或现场操作不规范
①隧道开挖成型差,衬砌混凝土厚度严重不均匀;
欠挖或初期支
护侵入衬砌限界,造成衬砌混凝土厚度不足。
个别隧道衬砌混凝土背
后存在脱空现象。
②混凝土生产时原材料计量误差大,尤其外加剂的掺加随意性大,
没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量,造成混凝土水
灰比增大。
在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。
③混凝土浇筑时不振捣或漏振,混凝土均质性差。
④盲目追求施工进度,随意提前脱模时间,使低强度混凝土过量
承受荷载,破坏了混凝土结构。
脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。
⑤夏季施工时砂、石料露天堆放,无切实有效的降温措施,混凝土
入模温度高。
⑥冬期施工时采取的防寒保温措施不力。
2)原材料质量差、配合比设计不合理
①水泥品种选择不当,安定性不良,不同批次的水泥混用。
碎石、砂级配差,含泥量超标,碎石中石粉含量大,针、片状物过多,影响了水泥与骨料的胶结。
②进行配合比设计时,忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响,错误认为水泥用量越多,混凝土强度越高。
3、混凝土裂缝的控制措施
1)把好材料进场关,严格控制原材料的质量和技术标准。
①水泥
施工现场使用普通硅酸盐水泥,尽量减少单位水泥用量。
不同品
牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。
②碎石
根据泵送管路的内径,尽可能选用较大粒径的碎石。
严格控制含泥量≤1%,针、片状物含量≤15%,粒径以5~31.5mm为宜,最大不超
过40mm。
③砂
采用级配良好的中砂,细度模数应为3.0~2.3,粒径小于
0.315mm的颗粒含量所占比例宜为15~20%,严格控制含泥量在3%以
内。
为方便混凝土的运输、泵送和浇筑,砂率取35%~45%。
④水
选用自来水。
水灰比越大,混凝土的干燥收缩越大。
严格控制泵
送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。
施工中水灰比在0.45~0.55之间,混凝土入泵塌落度控制在(12±
2)cm。
⑤掺合料
掺加粉煤灰等量替代水泥,以减少水泥用量。
粉煤灰比表面积小,需水量低,不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值,还可以改善混凝土
的流动性、粘聚性和保水性。
在水泥中掺入原状或磨细粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥的水化热,推迟水化热峰值的出现,减少绝热条件下的温升,有利于控制温度裂缝的产生。
⑥外加剂
高效减水剂能够有效减少拌合用水,降低水化热,延缓水化热释放速度,从而减少温度裂缝,但掺量过多,会引起混凝土的肿胀和开裂。
施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量。
2)严格混凝土施工工艺
①提高钻眼技术水平,优化钻爆参数,提高光面爆破效果,加强隧道开挖断面检测,严格控制超欠挖,为衬砌施工创造良好的条件。
②二次衬砌施作时间,应在围岩和初期支护变形基本稳定时进
行。
当围岩变形较大、流变特性明显,需提前进行二次衬砌时,必须对
初期支护或衬砌结构进行加强。
③混凝土的拌合
a、严格按施工配料单计量,定期检查校正计量装置。
加强砂石料
含水率检测,及时调整拌合用水量。
b、控制混凝土的入模温度。
夏季施工时,当气温高于32℃时,砂
石料、搅拌机应搭设遮阳棚,用冷水冲洗碎石降温。
尽量安排在夜间
浇筑混凝土。
④混凝土的灌注
a、混凝土在运输和泵送过程中严禁加水。
b、适当放慢灌注速度,两侧边墙对称分层灌注,到墙、拱交界处停1h~1.5h,待边墙混凝土下沉稳定后,再灌注拱部混凝土。
c、混凝土灌注过程中必须振捣,提高混凝土的密实度和均质性,
减少内部微裂缝和气孔,提高抗裂性。
⑤混凝土的脱模、养护
a、混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求,严禁未经试验
人员同意提前脱模,脱模时不得损伤混凝土。
b、传统的混凝土洒水养护方法,增加了隧道内的文明施工难度,
洒水也不均匀,使混凝土早期强度得不到保证。
要求使用喷涂混凝土
养护液的方法进行养护。
五、隧道二次衬砌施工安全保证措施
5.1安全目标
坚持“安全第一,预防为主”的方针,建立健全安全管理组织机
构,完善安全生产保证体系。
杜绝安全特别重大、重大、大事故,杜
绝死亡事故,防止一般事故的发生,创建安全生产标准工地。
5.2安全生产保证体系
建立以项目经理为首的安全保证体系,见图5-1。
坚持“安全第
一、预防为主”和坚持“管生产必须管安全”的原则,明确承担安全
施工的责任和义务。
图5-1安全保证体系框图
项目经理
项目副经理项目总工程师
工程部
安质部
设备物资部
安制制
司车行行行作作作安违组安
制机行
全定定
机辆车车车业业业全章织全
定电车
技施操
安状事安设人人人生作安质
机设事
术工作
全况故全备员员员产业全量
电备故
措安标
教检分教操安防操教安检标
设状分
施全准
育查析育作全护作育全查准
备况析
交技
处
安教设违
事
工
使检处
底术
理
全育施章
故
地
用查理
措
检
建
施
查