16衬砌混凝土施工作业指导书.docx
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16衬砌混凝土施工作业指导书
丽香铁路Ⅳ标段隧道工程
编号：
隧--016
隧道衬砌混凝土施工作指导书
单位：
编制：
审核：
批准：
2015年08月01日发布2015年08月01日实施
丽香铁路隧道工程
衬砌混凝土施工作指导书
1.适用范围
适用于铁路单线隧道拱墙衬砌混凝土施工。
2.作业准备
2.1内业技术准备
分析隧道初期支护拱顶下沉、围岩收敛、地表沉降等所收集的量测数据。
2.2外业技术准备
隧道拱顶下沉、围岩收敛、地表沉降等按照要求频次进行量测及数据采集；模板台车验收、仰拱或底板提前施工、盲管及防水板的铺设验收、初期支护的断面测量、喷射混凝土表面尖锐物的处理等。
3.技术要求
（1）模板台车净空预留5cm的施工误差，以保证隧道净空。
（2）铺设防水板时要根据岩面情况预留一定的富余量，使二次衬砌浇筑完成后，防水板与初期支护表面自然密贴，防止混凝土挤压拉破防水板。
（3）拱墙衬砌钢筋与仰拱钢筋连接采用绑扎连接。
（4）混凝土在运输过程中不应发生离析、漏浆、严重泌水及坍落度损失过多等现象。
当运至浇筑点发生离析现象时，应在浇筑前进行二次搅拌，严禁往罐车里加水。
（5）混凝土浇筑过程中要注意浇筑速度不能过快，防止浇筑过快造成侧压力过大，损坏台车模板及主体构件。
（6）灌注混凝土时左右对称分层进行，确保两侧混凝土灌注面等高、同步，用震动捣固器进行振捣，起拱线以下部分用高频低幅震动器捣固，捣固工作要操作到位，避免混凝土出现表面泛砂、漏骨及露筋等现象。
（7）混凝土浇筑应尽量连续进行，若因不可抗拒因素中断，则按照施工缝进行处理。
（8）混凝土浇筑后，进行养护。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
拱墙施工程序：
施工准备→测量定位→钢筋安装→台车定位→注浆管安装→外贴及中埋式止水带安装→衬砌砼浇注→脱模→养护→下一循环。
4.2工艺流程
隧道拱墙衬砌工艺流程详见下图《隧道拱墙衬砌工艺流程图》。
5.施工要求
5.1施工准备
砼运输车、砼输送泵、自动计量拌和站等机械设备运转正常且输送泵布置在施工场地附近，风、水、电齐备，为隧道二次衬砌施工创造方便条件；试验室选定合理砼施工配合比，砼拌制的各种原材料储备应满足施工用量。
衬砌施工前应检查隧道断面净空尺寸，欠挖部份必须处理到位，将初期支护表面出露锚杆头切除后砂浆抹平,混凝土表面复喷平顺,以便防水板的铺设，按照设计要求安置环、纵向排水盲管，对渗、滴水部位加密盲管安置密度，使其达到排水顺畅效果；检查防水板铺挂质量。
5.2施工工艺
5.2.1一般规定
（1）衬砌混凝土施工应符合现行《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）的有关规定。
衬砌施工时，其隧道中线、水平、断面和净空尺寸应符合设计要求。
混凝土应满足设计的强度、防水性、耐久性等要求。
并做到表面圆、顺、直和光滑。
（2）衬砌混凝土原材料应进行检验，材料的标准、规格及要求等，应符合《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）的有关规定。
（3）混凝土生产应采用自动计量的拌合站、搅拌输送车运输、输送泵泵送入模的机械化流水作业线，以保证衬砌混凝土的质量。
混凝土集中拌合站
（4）除特殊断面外隧道衬砌应采用移动式模板台车，拱、墙整体浇筑。
模板台车表面平整，混凝土施工前均匀涂抹脱模剂或模板漆，保证衬砌面平整光洁。
衬砌台车
（5）衬砌台车端头模板安装紧密，以防漏浆，影响混凝土质量，甚至出现骨料外露情况。
混凝土施工时，允许混凝土泌水从缝隙间漏出，漏浆时及时采用无纺土工布封堵。
混凝土施工时出现漏浆采取应急措施，及时对漏浆处进行封堵。
端头模板边墙部位采用Φ100钢管斜支撑加固，衬砌厚度较大时采用Φ150钢管斜支撑加固，拱腰及拱顶部分沿台车周边加工一圈加固筋，模板从加固筋与台车端头间穿过，木楔楔紧端头模板。
端头模板
（6）衬砌混凝土搅拌时间不应小于2min，振捣时间宜为10~30s，避免漏振、欠振、超振，掺引气剂或引气型减水剂时，应采用高频插入式振捣器振捣。
（7）二次衬砌混凝土应连续灌注，分层左右对称浇筑、分层振捣，每层浇筑高度30cm，左右高差不大于50cm，前后高差不大于60cm。
混凝土浇筑高差示意图
（8）隧道衬砌厚度严禁小于设计厚度，衬砌混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀，严禁露筋，不得有蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角的缺陷。
衬砌表面接缝无明显错台，无渗漏水，达到设计要求。
（9）隧道衬砌施工后，清理场地和设备料具，为下一工序创造条件，并对混凝土进行养护作业。
分析检测不满足要求的项目，产生的原因，并制定整改措施。
5.2.2隧道衬砌施工前，应开展以下准备工作。
①确定符合设计要求的水泥、钢材、粗骨料、外加剂等分供方，对进场的材料进行检验和试验，并选定配合比。
②确定衬砌原材料运输、贮存方案。
③确定衬砌混凝土搅拌、计量、运输、灌注、振捣、养护设备及数量。
④确定混凝土一次成型施工方案，确定初期支护、仰拱填充、边墙基础、拱墙衬砌、回填注浆、沟槽施作相互间关系及工艺流程。
⑤确定衬砌混凝土拆模条件。
⑥设计制造衬砌模板台车及各种作业台架。
5.2.3作业标准
（1）施工单位应依据合同工期要求和现场施工条件，在编制实施性施工组织设计时，制定出隧道二次衬砌浇注的计划和顺序，作为混凝土拌合、运输设备配备和水泥、砂石材料计划和储备的依据。
（2）用于主体工程的水泥、钢材、粗骨料、细骨料、外加剂等材料由项目部组织统一招标确定。
应选用信誉度高、讲诚信、产品质量合格且稳定的生产厂家。
材料选用时应考虑以下要求：
①水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥的混合材宜为矿渣或粉煤灰，有耐硫酸盐要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥。
②细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、孔隙率小的洁净天然河砂，也可选用专门机组生产的人工砂，不宜使用山砂，不得使用海砂。
③粗骨料应选用级配合理，粒型良好的、质地均匀坚固、线膨胀系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石，不宜采用砂岩碎石。
混凝土应采用二级或三级级配粗骨料。
④外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、质量稳定、能满足混凝土耐久性的产品。
当将不同功能的外加剂复合使用时，外加剂之间以及外加剂与水泥之间应有良好的适用性。
宜选用多功能复合外加剂。
⑤混凝土中宜适量掺加符合技术要求的的粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰等矿物掺和料。
矿物掺和料应选用品质稳定的产品，在运输和存贮过程中应有明显标志。
不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境特点、拌合物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。
⑥混凝土应根据强度等级、耐久性等设计要求和原材料品质以及施工工艺、可能的环境条件变化等进行多组配合比设计。
配合比选定试验应提前进行，留出足够的时间进行配合比调整。
当混凝土所用的原材料、施工工艺及环境条件等发生变化时，必须重新选定配合比。
选定配合比时对于混凝土的抗裂性应进行对比试验。
（3）混凝土原材料运输、存贮应满足以下要求：
①混凝土所用的原材料应按品种、规格和检验状态分别标识存放。
②水泥到场后不得露天堆放，不同种类的水泥应存贮于不同库房。
水泥由于受潮或其他原因而变质时，应及时运出场外。
③骨料应分级采购，分级运输，在拌合场应分级堆放、分级计量，不宜露天堆放，严禁混合堆放，并随时检测砂石料的含水率，遇有变化时及时修改配合比。
（4）混凝土搅拌、计量、运输、灌注、振捣、养护应满足以下要求：
①混凝土应采用强制式搅拌机搅拌，计量系统应定期检定。
搅拌机经大修、中修或迁移至新的地点后，应对计量器具重新进行检定。
每一班正式称量前，应对计量设备进行检查。
②混凝土运输设备的能力应满足混凝土凝结速度和浇筑速度的需要，保证浇筑过程连续进行。
运输过程应保证混凝土不发生离析、漏浆、严重泌水或坍落度损失过多等现象。
③混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。
当下层初凝后浇筑上一层混凝土时，应按施工缝处理。
（5）混凝土施工要求：
①衬砌台车应合理布置混凝土进料口、排气装置，台车拱顶设检查窗口。
隧道衬砌混凝土浇筑应通过衬砌台车浇筑窗口顺序浇筑，严禁一孔一浇到底。
②二衬混凝土应加强振捣，衬砌台车宜安装采用电子控制柜的附着式高频振捣系统。
在边墙以下部位，采用以插入式振捣为主的振捣方式；边墙及以上采用附着式振捣为主，以插入式振捣为辅的振捣方式。
模板台车侧壁作业窗宜分层布置，层高不宜大于2m，每层宜设置3个窗口，其净空45×50cm，方便插入式振动棒振捣，插入式振动棒需变换其在混凝土中的位置时，应竖向缓慢拔出，不得平拖驱赶下料口处堆积的混凝土将其推向远处；附着式振捣器功率均为3.3KW，每侧4层设置，每层布设分别为2/4/2/3台，呈梅花形布置，第一排位于拱顶左右侧1.5m左右，下2层间距按2.7m布置，主要设置在振捣棒无法振捣到位的部位。
平板振捣器振捣时每层之间互不影响，单层振捣，振捣时间15秒，层厚仍然按30cm控制，不宜一次振捣时间过长，防止对模板产生不良影响。
平板振捣器
窗口振捣
台车窗口及平板振捣器布置图
附着式振捣器布置说明：
边墙位置以插入式振捣为主，影响范围较弱的部位采用附着式振捣器辅助振捣，布置2台；第二排布置在反弧段上报，第一排窗口附近，插入式振捣从第二排窗口振捣，振捣范围较小，布置4台，加强振捣；拱腰及拱顶位置，振捣时气泡容易排出，混凝土容易振捣密实，分布布置2台和3台。
3.3kw附着式振捣器作用半径2m，每台平板作用面积为12.56㎡，考虑平均作用面积重叠75%，作用面积为9.42㎡，台车总面积207.8㎡，22台附着式振捣器满足要求。
③分层振捣工艺控制要点见下表。
衬砌混凝土分层捣固工艺要点
序号
工序
作业控制要点
1
振捣顺序
下料入仓后，用插入式振捣棒采用单一的行列形式（仰拱及填充可采用交错式），从一侧到另一侧按顺序振捣，以免漏振。
振捣中移动振捣器时注意电力线绞缠和磨损，防止漏电。
2
振捣时间
每一振点的捣固延续时间，宜为15～30s，隔20～30min后进行第二次复振，使混凝土表面呈现浮浆和不再沉落。
速度为2～3m/min。
3
振捣间距
①振捣时的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，即45cm～60cm。
②振捣器与模板的距离不大于其作用半径的0.5倍，即15cm～20cm，避免碰撞钢筋、模板等。
（捣固棒作用半径一般为捣固棒半径的8～10倍）
4
振捣深度
在浇筑过程中正确控制间歇时间，上层混凝土在捣下层混凝土初凝之前浇筑完毕，在振捣上层混凝土时，振捣棒插入下层混凝土5～10cm，使上下层混凝土之间更好的结合。
5
操作方式
操作过程中，做到快插慢拔。
在振捣过程中，振捣棒略上抽动，使混凝土振捣密实，插点要均匀，插点之间距离控制在50cm。
6
安全要点
使用时理顺电线，不得压折、扭压电线，移动时不得硬拉电线，暂停或收工时切断电源。
（6）二次衬砌应采用拱墙一次灌注混凝土。
施工时应符合下列要求：
①灌注前，应除去喷层或防水层表面灰粉并洒水润湿。
②灌注混凝土应振捣密实，防止收缩开裂，振捣时不得破坏防水层。
③衬砌封顶应预留排气孔，严格按工艺要求施作，确保拱顶混凝土密实。
（7）施工缝处理：
①施工缝采用硬刻槽处理，混凝土强度达到100%后进行凿毛处理。
纵向施工缝凿毛
环向施工缝凿毛
②凿毛面积不小于75%。
③台车就位前，对施工缝进行清洗，混凝土施工前纵向施工缝表面铺设1层10cm砂浆，保证有效连接。
④衬砌无钢筋时，纵向施工缝处布设接茬筋，采用Φ16钢筋，长60cm，仰拱施工时埋入深度30cm，混凝土初凝前埋设，严禁后植。
（8）混凝土外观质量保证措施
①衬砌台车表面每次脱模后应进行清理，浇筑混凝土前应刷脱模剂，不得使用废机油及其他影响衬砌外观颜色的材料涂刷。
②混凝土分层振捣，严格控制层厚，特别是反弧段，按要求振捣，钢筋段可能存在振捣不到的角落，附着式振捣器配合，保证气泡排出。
拱顶由附着式振捣器负责振捣，通过排气管将气体排出。
③混凝土浇筑一定连续，左右对称同时浇筑，停止时间不能超过30min，防止冷缝产生。
混凝土施工前原材料必需保证供应，发电设备、输送泵运转正常，常用、易损的配件均有储配。
④模板台车就位准确，尽量减少与已浇混凝土面搭接长度，模板紧贴混凝土面，仰拱边墙浇筑成型时保证顺直，以防台车搭接时出现错台。
衬砌表面质量
6.劳动力组织
（1）劳动组织模式：
采用架子队组织模式。
（2）作业工地应配备专职队长、技术负责人，技术、质量、安全、试验、材料、领工员、工班长，均应由施工企业正式职工担任。
（3）混凝土浇筑工人工8人，1人负责输送泵、4人负责振捣，3人负责转接管。
7.材料要求
单个作业工地衬砌施工主要材料配置表
序号
材料名称
规格
数量
备注
1
木板
5cm厚
2方
循环利用有备用
2
脱模剂
2-3桶
满足7板衬砌施工所需
3
砂
中粗
--
根据断面大小，至少满足2板衬砌所需，且质量合格
4
碎石
5-10mm
--
根据断面大小，至少满足2板衬砌所需，且质量合格
5
碎石
5-10mm
--
根据断面大小，至少满足2板衬砌所需，且质量合格
6
碎石
5-10mm
--
根据断面大小，至少满足2板衬砌所需，且质量合格
7
减水剂
高效
--
根据断面大小，至少满足2板衬砌所需，且质量合格
8
粉煤灰
Ⅱ级
--
根据断面大小，至少满足2板衬砌所需，且质量合格
（1）混凝土所需原材料各项性能指标均能满足相关要求。
（2）脱模剂与外加剂做好适应性试验，保证脱模剂的有效性。
8.设备机具配置
单个作业工地衬砌施工主要机械设备配置表
序号
名称
规格
数量（台/套）
备注
1
混凝土生产设备
--
1
90m³/h
2
衬砌模板台车
10m
1
为满足二衬安全距离要求，每个掘进工作面至少配置1台模板台车；明洞段采用整体式衬砌模板台车，若遇异型洞门，则明洞可与洞门共同施作完成。
3
混凝土运输车
≥6m3
3
根据混凝土运输距离远近可适当调节
4
混凝土输送泵
60m3/h
1
5
捣固棒
--
6
2～3个备用
6
电锯
--
2
7
木工机
--
2
8
手动打磨机
--
6
9
平板振动器
3.3KW
21
台车附着式振捣器
10
洒水器
--
1
9.质量控制及检验
工班在作业时，按照下列标准进行质量控制；每道工序完成后，质检员按照下列要求进行检验。
隧道二次衬砌质量控制及检验
序号
质量控制项目
质量标准和要求
施工单位检验方法
监理检验方法
备注
1
施工时间
1.深埋隧道二次衬砌施作一般在围岩和初期支护变形基本稳定后进行，变形基本稳定应符合：
隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和；或水平收敛小于0.2mm/d、拱部下沉速度小于0.15mm/d；或施作二次衬砌前的累计位移量已达极限相对位移值的80％以上；2.浅埋隧道应及早施作二次衬砌，且二次衬砌应予以加强；
3.围岩及初期支护变形过大或变形不收敛，又难以及时补强时，可提前施作二次衬砌，以改善施工阶段结构的受力状态。
监控量测和观察
检查监控量测资料
2
断面复测
确保中线、高程、断面尺寸、净空符合要求
全断面仪测量
见证测量检查
3
衬砌台车
1.模板台车的门架结构、支撑系统及模板的强度和刚度应满足各种荷载的组合
2.模板台车的外轮廓在灌注混凝土后保证隧道净空
3.模板台车长度宜为10m4.模板台车应设置足够的承重螺杆和径向模板螺杆支撑
5.模板台车拱顶应在适当的位置设置混凝土的封堵装置和检查孔
6.二次衬砌拱、墙整体浇注，而边墙基础高度的设置（水平施工缝）应避开剪力最大的截面
7.台车走行轨宜采用43kg/m以上或刚度足够大的型钢为行走轨道
制作并检算验收
检查验收资料
4
超挖回填
1.隧道拱、墙背后的局部坍塌或塌落，拱部范围与墙脚以上1m范围内的超挖，采用与二次衬砌同等级的混凝土回填密实。
特别是隧道拱顶在施作二次衬砌时，预留压浆管进行回填注浆
2.隧底超挖部分应用与隧道结构同等级的混凝土回填
观察、尺量
观察
5
模板安装
稳固牢靠，接缝严密，与混凝土的接触面清理干净并涂刷隔离剂。
允许偏差：
模板表面平整度不大于5mm；边墙角平面位置及高程±15mm；起拱线高程±10mm；拱顶高程0，10mm；相邻浇筑段表面高低差±10mm
观察，平整度采用2m靠尺检查，其他水准测量和尺量
观察、尺量并现场验收
6
衬砌混凝土施工
1.灌注前，应清除防水层表面灰尘并洒水湿润；
2.模板台车走行轨中线和轨面标高误差不应大于10mm，台车就位后启动微调机构，用仪器校正模板外轮廓与设计净空相吻合，并锁定台车
3.钢筋混凝土二次衬砌施工段，必须用与衬砌混凝土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块，确保钢筋保护层的厚度不小于55mm；
4.泵送混凝土的坍落度一般为16~20cm；
5.混凝土应对称、分层浇筑，分层捣固。
捣固采用插入式振动器
6.混凝土拌合时间：
强制式不小于2min；
7.每段按设计规定预留注浆孔；
8.为防止拱部混凝土浇筑时出现空穴，拱部混凝土宜配制流态混凝土灌注；
9.堵头板应分层设排水孔排除泌浆水，泌水排除后及时封堵；
仪器测量和尺量
混凝土浇筑时旁站监理
7
衬砌混凝土强度和抗渗等级
符合设计要求，按规定制作试件并养护。
拱墙衬砌同条件养护每200m一组，仰拱衬砌每500m一组，标准养护不超过100m³同配合比混凝土不少于一次；
检测养护试件的抗压强度（56d）和抗渗等级（28d）
见证取样
8
接头处理
纵向接茬面应凿毛并冲洗干净，素混凝土埋设长度60cm、直径16mm的钢筋，埋入30cm，间距25cm；
尺量
观察
9
拆模时间
1.在初期支护变形稳定后施作的，二次衬砌混凝土强度达到8.0MPa以上方可拆模
2.初期支护未稳定时施作的，二次衬砌混凝土强度达到设计强度的100％后方可拆模；
同条件养护试块强度检测
观察
10
衬砌厚度
不小于设计厚度
模板安装后尺量，施工完毕后采用无损检测法
见证无损检测
11
衬砌混凝土强度
符合设计要求
标准养护试件压力试验
见证试验
10.安全及环保要求
10.1安全要求
①施工用作业台架应牢固可靠，并应设置安全栏杆。
②必须定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全。
③施工中应经常检查输料管、接头的磨损情况、击穿或松脱等现象时应及时处理。
④施工中检修机械或设备故障时，必须在断电、停风条件下进行，检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员。
⑤台车安装好防护网，防止高空坠物。
⑥换接管时，做好固定措施，防止意外坠落。
10.2环保要求
①开始施工前，必须进行环境因素识别，确定重要环境因素，制定相应的管理方案。
③施工场地布置时，在水源保护地区内不得取土、弃土、破坏植被等，不得设置搅拌站、洗车台、充电房等，并不得堆放任何含有害物质的材料或废弃物。
④施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃，并在生活区、生产区及洞门口设置污水处理池，生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理池处理后排放或倒置指定地点。
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