二次衬砌施工作业指导书.docx
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二次衬砌施工作业指导书
二次衬砌施工作业指导书
一、编制依据
⑴包西铁路通道陕西段BSX-*标段《招标文件》;
⑵我单位多年从事隧道工程的施工经验;
⑶铁路工程有关规程、规范及相关验收标准;
⑷郝家村隧道施工图设计;
⑸现行的施工技术规程、规范。
二、编制范围
**隧道，里程DK655+285～DK659+924，隧道长度4639米。
三、工程概况
隧道位于白水县北塬乡境内。
地面高程一般为：
683.59～982.00m，相对高差50～200m，隧道地处塬、梁及低山地貌，地形起伏较大。
隧道设计为双线隧道，最小埋深14m、最大埋深200m。
开挖高度大，地质条件差，施工条件差，水电及材料供应均比较困难。
本段线路在地质构造上属于中朝准地台的二级构造单元-陕甘宁台坳，大部分地段河床及两岸基岩裸露，岸坡高陡，无大的褶皱和断裂构造，地层平缓，呈微倾向北和北西的单斜地层，倾角一般2°～7°，局部略有波状起伏。
洞身穿越地层主要为第四系全新统坡积、冲积黏质黄土，第四系统上更新统风积黏质黄土及三叠系中统砂岩夹泥岩。
隧道区地貌上属黄土台塬区，地表水不发育，主要为各冲沟内季节性流水，补给来源主要为大气降水，水量较小，雨季时常有山洪爆发。
隧道通过位置在砂岩夹泥岩中，基岩节理裂隙呈闭合状，含有基岩裂隙水，水位随季节会有所升降。
地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，具有季节性，水质良好，对混凝土无腐蚀性。
本段属于半干旱地气候区，具有冬季寒冷、夏季炎热，四季明显的特征，中湿带湿润气候区。
本区最大季节冻土深度47cm，最热月平均气温25.2℃，最冷月平均气温-4.1℃。
年平均降水量555.7mm，年最大降水量705.3mm，年均蒸发量1580.7mm。
地震基本烈度为六度。
四、设计概况
洞口均采用翼墙式洞门，按国防要求进行设防，洞门端墙采用C20混凝土整体灌筑，隧道进口DK655+285～DK655+353、出口DK659+912～DK659+924，采用Ⅴ级围岩钢筋混凝土加强衬砌，拱墙及仰拱为厚度50cm的C30混凝土，初期支护全断面设置Ⅰ20b型钢钢架；出口DK659+904～DK659+924设置管棚，其余段拱部设置Ф42小导管注水泥浆加固地层。
出口DK659+710～DK659+750、DK659+902～DK659+912采用Ⅳ围岩钢筋混凝土加强衬砌，洞身DK655+353～DK655+373Ⅳ围岩地段采用钢筋混凝土加强衬砌，拱墙及仰拱为厚度45cm的C30混凝土；其余里程段为Ⅲ级围岩地段，仰拱为厚度45cm的C25混凝土，普通地段及锚段拱墙为厚度35cm的C25混凝土，下锚段拱墙混凝土为厚度45cm的C25混凝土。
隧道仰拱填充为C20混凝土，水沟沟深和电缆槽槽身为C25混凝土。
隧道采用双侧水沟加中心水沟排水，在二次衬砌背后拱墙环向与墙脚纵向采用Ф50透水盲管，环向平均每6～12米设一环；与边墙进水孔、洞内排水沟一起组成完整的排水系统。
隧道衬砌混凝土连续浇筑，拱圈、仰拱、底板不留纵向施工缝，环向施工缝设中埋式止水带和橡胶止水带，纵向施工缝设钢边橡胶止水带和止水条防水。
拱墙二次衬砌背后敷设EVA防水板（厚度不小于0.5mm），背衬无纺布（大于300g/㎡）。
洞内设置综合室18处；洞内通信、信号电缆槽设于线路前进方向左侧；电力电缆槽设于线路前进方向右侧。
五、衬砌质量标准
二次衬砌要做到内实外美，衬砌断面无侵限；拱部、边墙不渗不漏；表面光洁，颜色协调一致，无蜂窝、麻面、气孔现象；两模砼之间错台不大于3mm。
六、施工方案
1、总体方案
二次衬砌采用全断面液压衬砌台车浇注混凝土，一次成形，衬砌台车长度12米，要求台车的平整度、尺寸、板缝精工细作。
衬砌台车两端弧度一致，窗口缝隙不大于0.5mm，所有模板缝都要焊接、并打磨平整。
所有洞室位置不应设置在不同衬砌形式或不同加宽断面接头处，所有伸缩缝、工作缝及沉降缝不得穿过洞室。
由于衬砌台车长度固定，而设计预留洞室间距固定，为避免洞室穿过施工缝，对洞室设计里程做微调。
2、衬砌施工工艺流程
二次衬砌施工工艺流程图，见图6-1。
七、原材料要求
1、水泥
应选择安定性、保水性好的水泥，按照业主要求选择低碱P.O42.5水泥。
一般水泥应自生产之日起贮存一个月，检测安定性达到要求后，方可出厂。
水泥出厂日期逾三个月（快硬硅酸盐水泥逾一个月）时，应按批（散装水泥每500t为一批，袋装水泥每200t为一批，当不足500t或200t时，也按一批计）进行复查试验，并按试验结果使用。
图6-1二次衬砌施工工艺流程图
贮存水泥的仓库应设在地势较高处，周围应设排水沟。
水泥按品种、批号分批堆码，堆码高度不宜超过1.5～2.0m。
堆垛应架离地面20cm以上，并距离四周墙壁20～30cm，或留一条通道。
水泥应先进先用。
2、砂
郝家村隧道选用河砂或机制砂。
河砂的质量要求为砂的细度模数uf为2.3～3.0，对于泵送混凝土施工用砂，宜选用中砂；配制混凝土时宜优选用Ⅱ区砂。
当采用I区砂时，含泥量应不大于3.0％；云母含量不大于1.0％；生产机制砂的岩石必须选用坚硬耐久的白云岩、石灰岩、花岗岩或其它硬质岩石，岩石试件的饱和抗压极限强度不得小于MU30，软化系数不得小于0.8，严禁使用不符合要求的软质岩石和风化严重、节理发育的岩石作为原材料生产的机制砂。
机制砂的颗粒级配范围，见表7-1。
表7-1机制砂的颗粒级配范围
筛孔尺寸（mm）
10.0
5.00
2.50
1.25
0.630
0.315
0.160
累积筛余百分率（%）
0
0～10
15～40
35～60
50～75
65～90
80～100
机制砂有害物质含量表，见表7-2。
表7-2机制砂有害物质含量表
项目
有害物质含量
石粉含量（小于80μm颗粒，按重量计%）
≤10
泥块含量（按重量计，%）
≤0.5
硫化物和硫酸盐含量（折算为SO3，按重量计，%）
≤1.0
云母含量（按重量计，%）
≤1.0
压碎指标（按重量计，%）
≤35
有机物含量（用比色法试验）
颜色不应深于标准色。
当深于标准色，则应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95
注：
①上表适用于白云岩、石灰岩、花岗岩和玄武岩经爆破、机械轧制的机制砂
②当砼强度等于或大于C30需使用机制砂时，经过试验，确认符合质量要求时方可使用。
3、碎石
混凝土用粗骨料，其最大粒径不得超过板厚的1/2或结构截面最小尺寸的1/4，也不得大于钢筋最小净距的3/4，且不得超过10cm。
使用泵送砼时，粗骨料的最大粒径应与所用输送管的管径相适应，碎石的最大粒径与输送管内径之比不宜大于1：
3；卵石不宜大于1：
2.5。
碎石的颗粒级配表，见表7-3。
泵送砼采用5-31.5mm,其他普通砼采用5-40mm连续级配；
表7-3碎石的颗粒级配表
级配情况
筛孔尺寸（mm）
公称直径（mm）
2.50
5.00
10.0
16.0
20.0
25.0
31.5
40.0
累计筛余（%）
连续级配
5~31.5
95~100
90~100
70~90
--
15~45
--
0~5
5~40
--
95~100
75~90
--
30~60
--
--
0~5
注：
生产碎石采用锤式破碎机生产出的碎石圆形，级配好。
粗骨料的强度可用岩石的抗压强度或压碎指标值表示。
岩石抗压强度（边长为50mm立方体或直径与高均为50mm的圆柱体岩石试件，在充水饱和状态下的抗压极限强度）。
工程中可采用压碎指标值进行质量控制。
粗骨料压碎指标表，见表7-4。
表7-4粗骨料压碎指标表
砼强度等级＜C30
岩石种类
沉积岩
深成岩、变质岩
火成岩
压碎指标（按重量损失计，%）
≤13
≤20
≤30
注：
沉积岩包括石灰岩、砂岩等；深成岩包括花岗岩、正长岩、闪长岩和橄榄岩等；变质岩包括片麻岩、石英岩等；火成岩包括玄武岩和辉绿岩等。
岩石的抗压强度与砼强度等级之比不应小于1.5，且火成岩抗压强度不宜低于80MPa，变质岩抗压强度不宜低于60MPa，沉积岩抗压强度不宜低于30MPa。
粗骨料的坚固性应采用硫酸钠溶液法检验。
试样在硫酸钠饱和溶液中经5次循环浸渍后，其重量损失应符合表7-5。
表7-5粗骨料重量损失表
条件
重量损失（%）
一月份平均温度低于0℃的地区，并经常处于潮湿或干湿交替状态下的砼
≤8
其它条件
≤12
注：
①粗骨料的吸水率小于0.5%时，可不再作坚固性试验；
②有腐蚀性介质作用或经常处于水位变化的地下结构，或有抗疲劳、抗磨、抗冲击等要求的砼所用粗骨料，其坚固性指标不应大于8%。
粗骨料有害物质的含量表，见表7-6。
表7-6粗骨料有害物质含量表
项目
含量
砼强度等级
针、片状颗粒含量（按重量计，%）
≤10
≤10
C30
含泥量（按重量计，%）
≤2.0
≤1.0
C30
泥块含量（按重量计，%）
≤0.25
≤0.25
C30
硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3，按重量计，%）
≤1.0
≤1.0
C30
有机物含量（用比色法试验）
颜色不应深于标准色。
当深于标准色，则应配制成混凝土进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95
注:
①有抗渗、抗冻或其它特殊要求混凝土所用的粗骨料,应符合大于或等于C30混凝土的技术要求;
②凡颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径的0.4倍者为片状颗粒。
平均粒径指该粒径级上、下限的平均值。
运抵工地的粗骨料应按不同产地、规格、品种等条件分批贮存，并应进行外观检查和取样试验，以不低于50m3为一次验收批，按批提出试验报告，作为本批粗骨料的技术依据。
4、外加剂
外加剂包括泵送剂、防腐蚀剂、高效减水剂、速凝剂等。
每一批要取不少于1kg试样，连同不少于使用的15kg水泥送中心试验室。
5、掺合料
粉煤灰宜采用超量取代法，即用粉煤灰取代部分水泥，以超量部分取代等体积用砂。
掺入粉煤灰后砂率宜减少2%～6%。
普通硅酸盐水泥的取代量不宜超过20%，当水泥已掺入粉煤灰时，粉煤灰量宜相应减少。
掺合量技术指标表，见表7-7。
表7-7掺合量技术指标表
技术要求
细度（45μm方孔筛筛余，%）
烧失量（%）
需水量比（%）
SO3含量（%）
Ⅰ
≤12
≤5
≤95
≤3
Ⅱ
≤20
≤8
≤105
≤3
Ⅲ
≤45
≤15
≤115
≤3
注：
①Ⅰ级粉煤灰适用于钢筋混凝土；
②Ⅱ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和素混凝土；
③Ⅲ级粉煤灰适用于素混凝土；
④用于改善混凝土和易性所采用的粉煤灰，可不受本表限制。
八、二次衬砌施工工艺
1、钢筋施工
1.1钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求。
钢筋的表面应洁净、无损伤，油渍、漆污和铁锈等应在使用前清除干净。
带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。
1.2钢筋应平直，无局部曲折。
调直钢筋时应符合下列规定：
1.2.1采用冷拉方法调直钢筋时，I级钢筋的冷拉率不宜大于4%；II、III级钢筋的冷拉率不宜大于1%；
1.2.2冷拔低碳钢丝在调直机上调直后，其表面不得有明显擦伤，抗拉强度不得低于设计要求。
1.3钢筋的弯钩或弯折、焊接、搭接长度等应符合规范规定。
1.4钢筋现场绑扎和焊接必须做好对防水板的防护。
1.5钢筋绑扎时要保证混凝土保护层厚度。
2、混凝土拌合
采用JP1000搅拌机拌合混凝土，从全部材料装入搅拌机开始搅拌起，至开始卸料止，连续搅拌时间不应小于1.0min，一般取1.5min。
3、混凝土运输
采用汽车牵引罐车运输，罐车在行进中，宜以2～4r/min的转速搅动，卸料前尚以常速再次搅拌。
混凝土运输的允许延续时间表，见表8-1。
表8-1混凝土运输的允许延续时间表
从搅拌机倾出时的混凝土温度（℃）
运输允许延续时间（min）
20～30
45
10～19
60
5～9
90
注：
测定混凝土温度时，应将棒式温度计末端插入混凝土内5～10cm，量测时间3min以上，然后读取温度。
4、台车立模及加固
⑴衬砌台车和上一模的搭接长度以5cm为宜，搭接长度太大，两模之间的错台会很大，搭接长度太小，容易将混凝土顶破。
衬砌台车的加固对于获得符合设计的砼外观尺寸十分重要，模板底部加固采用刚性支撑穿越钢轨，用丝杠紧固，台车的其余部位的丝杠必须上紧，经检查合格后方可灌注混凝土。
⑵衬砌台车脱模后要认真进行清理，对模板表面的水泥浆、锈斑、污渍等用砂纸或磨光机打光，并均匀涂刷脱模剂（机油加适量柴油或专用脱模剂）。
5、混凝土灌注
混凝土浇筑前，仰拱面的水泥砂浆薄膜、松动石子或松弱混凝土层应凿除，并应用高压水冲洗、湿润，但不得有积水。
衬砌混凝土浇筑前，宜在横向施工缝处先铺一层厚约15cm，并与混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆（竖向施工缝可刷一层水灰比为0.3左右的薄水泥浆），或铺一层厚约30cm的混凝土，其粗骨料宜比新浇混凝土减少10%，然后再浇筑新层混凝土。
混凝土灌注过程中,边墙侧压力最大,为防止“跑模”,混凝土应水平分层进行灌捣，厚度应为30～40cm，且应一次连续灌筑。
且应控制边墙灌注速度，台车两侧交替灌注高度不超过1.0m。
若混凝土灌注过程中因故中断，需采取如下措施:
对不掺加外加剂时，砼灌注时间间隔不超过2h；当温度达到30℃时，时间减至1.5h；当温度减至10℃时，时间延长至2.5h。
如灌注时间超过上述时间,应停止灌注砼,将施工缝整平，在24h后方可再灌注砼，且必须将新旧砼接触面凿毛并用高压水冲洗干净。
6、混凝土振捣
振捣是影响砼外观质量的重要因素。
振捣厚度一般以30～40cm为宜，振点间距20cm，与模板距离15cm，振动时间25～30s，但也应视震动棒性能略作调整。
应逐层平行振捣，快插慢抽、垂直振捣，做到不漏振不过振，以将砼中的气泡充分引出、把浆提出、砼不再下沉为标准，确保砼的密实性和表面的光洁。
7、混凝土拆模
控制拆模时间：
Ⅴ级地段或岩石破碎、偏压地段在砼强度达到75%以上时拆模。
如果需要提前拆模，可采用加热法。
拆模过程中应防止磕碰，对施工好的砼要做好防护。
8、混凝土养护
拆模后应重视砼养护，确保砼内部水化热散发，避免局部出现干缩龟裂现象。
在衬砌地段洞内相对湿度＞90%时采用自然养生，60～90%时洒水养护7天，＜60%时洒水养护14天。
九、砼施工技术保证措施
1、加强人员培训、树立精品意识
质量问题归根到底是队伍的素质问题，选择能吃苦耐劳、爱岗敬业人员，并对关键岗位人员进行技术培训，提高操做技能、规范操做要领。
大力宣传“质量在我心中，精品在我手中”提高大家的创精品意识。
2、选择优质材料、严格收料把关
⑴进场水泥的安定性、保水性和细度等各项指标按批号认真试验。
⑵应选择级配好的、圆形的、空隙小的砂石料，在相同的水泥浆量下，可以获得更好的工作性能；而扁平、针状的材料比表面积大，要获得同样的流动性，需增加用水量，而用水量的增大容易使混凝土产生离析和泌水。
对于砂石料的强度、级配、含粉量标准参照施工组织设计严格要求。
3、优化配合比设计
采用粉煤灰超量取代法改善混凝土的性能：
掺加粉煤灰不仅可以增加细料，节省水泥，降低成本。
同时可以提高混凝土的和易性，减少泌水、离析、收缩现象，可以减少砼表面的蜂窝麻面，使表面光洁度得到提高。
4、控制配合比施工
（1）拌合站自动上料计量系统，自动水计量系统要进行静态和动态的标定。
（2）砂石料尽量采用干料，湿料要测定含水量，调整砂石用料和用水量。
并注意拌合过程中材料含水量变化。
（3）在拌合、泵送过程中，严禁随意加水。
（4）保证拌合时间：
5～7cm坍落度拌合时间3.0min，12～14cm坍落度拌合时间2.0～2.5min。
十、砼施工制度保证措施
1.实行技术交底制度。
开工前对所有施工及管理人员进行技术交底，明确施工程序、工艺流程、质量标准等并按照要求施工。
2.实行质量责任制。
建立质量责任卡，明确责任人，对于振捣手要按窗口进行分工，根据质量等级确定奖罚标准。
3.实行“三检制”。
形成由工程队自检、项目部工程部复核、然后报监理工程师批准的制度。
4.实行“砼开工令”制。
在所有准备工作、检查工作结束后，由项目部主管工程师签发“砼开工令”后，施工队才能进行砼灌注。
5.经常性开展QC小组活动。
针对施工中出现的质量问题，分析原因、采取措施，通过持续改进，不断提高施工质量。
十一、砼施工安全保证措施
衬砌台车和砼拌和站都属于高空作业，必须采取必要的防护措施，在衬砌台车两端必须加设防护栏，衬砌台车作业平台满铺木板，拌和站设防护栏，动力线通过台车处必须敷设胶管防护，台车上必须设置漏电保护装置。
十二、机械设备配置
1、机械设备配置情况
机械设备配置情况见下表。
表9机械设备配置表
序号
名称
数量
型号
主要参数
1
搅拌机
2
JS1000
100m3/h
2
配料机
2
PL1600IV
160m3/h
3
装载机
2
40B
2m3
4
砼罐车
6
6m3
5
砼输送泵
2
HBT60
60m3/h
6
衬砌台车
2
12m
模板厚度10mm
7
震动器
16
1.5kw
2、机械设备的要求
为了提高砼施工的质量，采用下列配套机械设备，自动计量搅拌机拌合砼，汽车牵引式砼罐车运输，HBT60砼输送泵泵送砼入模，12m长液压整体台车灌注砼。
并对以上机械设备提出要求：
2.1衬砌台车
要求具有足够的刚度和强度，面板采用10mm厚钢板；各部尺寸准确，门架对角线误差不大于2cm，台车两端弧度误差不大于2mm，模板缝错台用塞尺测量不大于2mm，所有模板缝必须用电焊焊接，并用砂轮机打磨平整。
特别是窗口加工要求用剪板机重新下料，下料尺寸略大于窗口尺寸，然后用砂轮机打磨，使窗口关闭后缝隙不大于1mm，平整度不大于1mm。
2.2拌合机
搅拌机自动计量装置要求每半年进行一次全面检查，达到每盘混凝土材料的称量允许偏差表，见表12-1。
表12-1每盘混凝土材料称量允许误差（%）
材料名称
误差
水泥和干燥状态的掺合料
±2
粗、细骨料
±3
水、外加剂溶液
±1
备注：
粗骨料含水率应经常测定，雨天施工应增加测定次数。
2.3机械保养
应按照《机械设备保养计划》勤于保养、维修，按时填写保养记录，运转情况，必要时关键设备要有备用数量。
十三、劳动力组织
拟投入本分项工程的劳动力组织表，见表13-1。
具体人数根据实际情况及时调整。
表13-1劳动力组织表
班组
人数
工作安排
技术工种情况
沟槽工班
20
洞内台车铺轨、台车移位、铺底超前及沟槽砼
铺底:
15人
模板工:
5人
台车立模工班
8
台车移位、模板清理、刷油、台车调整加固、拆模
模板工:
8人
砼灌注工班
10
振捣、移管、砼运输、砼泵送、总体协调
振捣手:
6人
输送泵司机:
1人，电工1人，配合1人，总体协调1人
拌和站
7
供料、倒水泥、外加剂、砼拌和
装载机司机1人拌和机司机2人倒水泥4人
运输工班
12
混凝土运输、罐车清洗、保养
司机8人，辅助工4人
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