隧道洞门施工工艺及方法.docx
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隧道洞门施工工艺及方法
隧道洞门施工工艺及方法
1.工艺概述
洞门是隧道洞口用圬工混凝土浇筑并加以建筑装饰的支挡结构物。
它联系衬砌和路堑或衬砌和桥梁，是整个隧道结构的主要组成部分，也是隧道进出口的标志。
洞门的作用在于支挡洞口正面仰坡和路堑边坡，拦截仰坡上方的小量剥落、掉块、保持仰坡和边坡的稳定，并将坡面回水引离隧道，保证洞口线路的安全。
2.适用范围
隧道洞门一般常采用端墙式或削竹式两种型式。
端墙式洞门适用于山岭隧道中洞口坡度较陡，边、仰坡开挖后，坡面过高，极易丧失稳定，此时可采用端墙式洞门；削竹式洞门适用于山岭隧道中洞口坡度较缓的地形，不但可以减少洞口边、仰坡的刷坡面积，还可不（少）破坏地表植被，降低工程造价，而且能更好地与周边的环境相协调。
3.作业内容
本工艺主要作业内容为：
地层进行预加固、开挖支护、验槽，并对基底进行固化处理、浇筑明洞段模注混凝土、施做防水层、明洞回填、分层夯实、粘土封层。
4.质量标准及检验依据
《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2017
《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009
《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2020
《铁路混凝土工工程施工质量验收标准》TB10424-2018
5.施工工艺流程图
6.工艺步骤及质量控制
6.1端墙式洞门
混凝土端墙式现浇洞门，采用高支模脚手架，泵车输送混凝土、人工振捣的施工方法。
6.1.1施工准备
（1）施工用水、风、电力、便道、场地布置，机械设备，人员配置、材料准备等。
（2）根据设计图纸及现场实际情况，详细分析并了解工程地质、水文地质情况，制定合理的施工方案和施工措施，并进行技术交底。
（3）进行地材调查、原材试验；各种砼、砂浆配合比的配置选定；施工作业中所涉及的各种外部技术数据。
6.1.2截、排水沟施工
按设计对基础四个角点进行测量放样同时施做截、排水沟。
根据设计尺寸，支立水沟模板，模板应顺直，平整。
报验完成后浇筑沟体混凝土，浇筑过程中采用插入式振捣棒振捣，振捣棒快插慢拔，直至无气泡泛出位置，不得漏振、过振，保证砼外观质量。
6.1.3洞口段及洞门基础开挖
对洞口段及洞门进行基础开挖，基础地层为土质时，采用人工配合挖掘机开挖，当洞口基础需爆破开挖时，应采取控制爆破技术。
基础处理时，应将隧道内污水采用水泵抽排至洞外且施工应迅速，避开阴雨天气，以防水流浸泡基坑开挖完成后，报验现场监理、设计及业主进行现场勘探后，符合设计及规范要求，进行绑扎钢筋及浇筑砼。
6.1.4基底承载力检测
报验现场监理、设计及业主，到达现场后，采用轻型或重力触探仪对洞门基底进行承载力检测，对于不符合设计要求的部位，进行换填处置，符合设计要求后方可进行下道工序施工。
6.1.5基底绑扎钢筋、支立模板、浇筑混凝土
（1）当基础埋设的宽度、深度、承载力满足设计要求，并经现场监理检查验收合格后，根据基础设计边线安装基础模型，模板及支架安装必须稳固牢靠，接缝应严密不漏浆，为防止洞门墙浇筑出现跑模现象，应将施工缝设置在模板接缝处，立模中应控制好两侧模板高度，确保施工缝在同一平面内，施工缝处设置接茬钢筋按要求进行布设并应进行凿毛处理。
模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂，混凝土浇注前，模板内的积水和杂物应清理干净。
（2）按照设计图纸进行绑扎基础钢筋，预埋墙身钢筋，钢筋无锈蚀，严格控制钢筋间距。
（3）基础钢筋、模型及预埋墙身钢筋验收合格后，现场做好混凝土浇筑准备。
砼浇筑应水平分层进行，且浇筑层厚度不宜超过插入式振捣器作用部分长度的1.25倍。
另插入式振捣器的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，用活塞泵泵送砼时，泵的受料斗内应经常保持足够的砼以免吸入空气，造成阻塞。
砼输送工作应连续进行，如因故间歇宜每隔5分钟将砼泵转2～3圈，在常温下间歇时间不宜大于30～40分钟，如间歇过久或浇筑工作结束应将管内砼常温下间歇时间不宜大于30～40分钟，如间歇过久或浇筑工作结束应将管内砼排空并加以清洗。
砼浇筑的自由倾落高度不应超过2m。
6.1.6墙身测量放样
通过洒水养护之后，当基础混凝土达到5Mpa时，在基础表面进行墙身（端墙、翼墙）控制点的测量放样，放样点用红油漆标识，并向作业人员进行现场交底，在制模过程中，需测量人员，及技术安全人员进行旁站，对现场进行技术指导。
6.1.7墙身钢筋安装、模板安装
墙身钢筋安装、模板安装，钢筋绑扎前，调整基础预埋墙身钢筋，按设计接长主筋，钢筋安装完毕后，安装墙身模型，墙身（端墙、翼墙）模型采用木模板，表面涂刷脱模剂，模型安装接缝严密、平整，加固牢固，不跑模、不漏浆。
防止洞门墙浇筑时出现跑模现象，进行分层浇筑高度不得大于2m，应将施工缝设置在模板接缝处。
立模中应控制好两侧模板高度，确保施工缝在同一平面内，施工缝处设置接茬钢筋按要求布设并应进行凿毛处理。
6.1.8检查隧道名牌、号标及排水预留孔洞
当墙身钢筋及模板安装完后，按设计的隧道名牌、号标及排水预留孔洞进行检查，对于遗漏部分进行重新交底，并补全遗漏预埋件，报现场监理、设计、业主检查完成后，方可进行下一道工序施工。
6.1.9浇筑钢筋混凝土
（1）墙身混凝土浇筑，墙身（端墙、翼墙）混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土运输车运输，混凝土输送泵泵送入模，插入式振捣器分层振捣成型。
混凝土振捣时，振动棒不得触碰模板，砼浇筑应水平分层进行，且浇筑层厚度不宜超过插入式振捣器作用部分长度的1.25倍。
另插入式振捣器的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，用活塞泵泵送砼时，泵的受料斗内应经常保持足够的砼以免吸入空气，造成阻塞。
砼输送工作应连续进行，如因故间歇宜每隔5分钟将砼泵转2～3圈，在常温下间歇时间不宜大于30～40分钟，如间歇过久或浇筑工作结束应将管内砼常温下间歇时间不宜大于30～40分钟，如间歇过久或浇筑工作结束应将管内砼排空并加以清洗。
砼浇筑的自由倾落高度不应超过2m。
（2）墙身（端墙、翼墙）混凝土浇筑完毕后，应及时对混凝土进行保水潮湿养护，养护最低期限应符合有关标准要求。
6.1.10拆模
当墙身混凝土达到设计强度的100%后，进行拆模。
由上至下、由边至中拆卸模板，脱模时应注意不要损伤砼，保护好砼棱角。
砼脱模后及时进行养护，脱模时间由实验室通过实验确定，直至规定的养护时间。
操作时不得使砼受到污染和损伤。
6.1.11衔接排水设施
检查预留空洞并进行排水设施衔接，排水管用无纺布包裹密实，形成密实有效的排水系统并与主洞有效联通，排水管内保证不被杂物拥堵，过水通畅，三通连接处保证有效连接，不得出现脱扣，未联通现象。
6.1.12施作洞门名牌
按设计要求，对洞门名牌进行字样雕刻，安装洞门名牌，安全人员进行旁站工作，在施工工程中，保证施工人员安全，必须佩戴安全绳，保证过往车辆安全，以防高空坠物，伤害洞内施工人员.
6.1.13检查验收结束
填写报验申请单，报监理进行分部工程验收，工程施工结束。
6.2削竹式洞门
采用隧道内二衬所使用的模板台车，按设计精确就位。
洞门斜坡面外模板和挡头板按设计放样，应专门设计和制作，配套使用；人工绑扎钢筋，泵车输送混凝土、人工振捣的施工方法。
6.2.1施工准备
（1）施工用水、风、电力、便道、场地布置，机械设备，人员配置、材料准备、模板台车准备等。
（2）根据设计图纸及现场实际情况，详细分析并了解工程地质、水文地质情况，制定合理的施工方案和施工措施，并进行技术交底。
（3）进行地材调查、原材试验；各种砼、砂浆配合比的配置选定；施工作业中所涉及的各种外部技术数据。
6.2.2洞口段基础开挖
对洞口段及洞门进行基础开挖，基础地层为土质时，采用人工配合挖掘机开挖，当洞口基础需爆破开挖时，应采取控制爆破技术。
基础处理时，应将隧道内污水采用水泵抽排至洞外且施工应迅速，避开阴雨天气，以防水流浸泡基坑开挖完成后，报验现场监理、设计及业主进行现场勘探后，符合设计及规范要求，进行绑扎钢筋及浇筑砼。
6.2.3基底承载力检测
报验现场监理、设计及业主，到达现场后，采用轻型或重力触探仪对洞门基底进行承载力检测，对于不符合设计要求的部位，进行换填处置，务必符合设计要求后方可进行下道工序施工。
6.2.4洞口段仰拱初期支护、仰拱及填充混凝土施工
（1）当洞口段基础埋设的宽度、深度、承载力满足设计要求，并经现场监理检查验收合格后，根据基础设计进行仰拱钢支撑安装并喷射初期支护混凝土，安装仰拱钢筋及模型。
（2）仰拱钢筋、模型及预埋设施验收合格后，浇筑仰拱及填充混凝土施工。
6.2.5洞门模板（二衬模板台车）精确就位
（1）当仰拱填充混凝土达到设计强度的70%时，在基础表面进行隧道中线点、墙身控制点的测量放样，放样点用红油漆标识，并向作业人员进行现场交底,现场管理人员，尤其是测量人员需时刻旁站，对现场放线存在疑义的部分进行复测，校核。
（2）通过动力牵引使二衬模板台车精确就位，按设计调整中线及标高，台车行走过程中，注意台车上部杂物坠物伤人，注意控制行进速度，行走到位后，安装好止轨器，定位筋。
图6.2.5-1台车定位图
6.2.6洞门钢筋安装
按设计对拱墙背进行钢筋安装。
保证钢筋无锈蚀，同一截面钢筋接头率不得超过50%，双面焊接长度不得小于5d，钢筋间距误差不得超过±1cm，洞门钢筋绑扎应从下至上，依次绑扎。
由于削竹式洞门有一个1:
1的斜面，洞门钢筋从洞口往里会逐渐增长，则钢筋下料时，应按设计比例，长度逐渐递增或递减，包括环向主筋和纵向主筋。
环向主筋为主要受力钢筋，两侧对称布置，且环向主筋的净保护层厚度为4cm。
洞门两层钢筋之间设有箍筋，箍筋采用φ8圆钢，箍筋斜向交叉钩在环句钢筋外侧，弯钩长度必须保证筘住环向钢筋和纵向钢筋，同环箍筋间隔设置，相临两环箍筋呈梅花形布置。
所有钢筋的铺设均应严格按照设计施作，且焊接到位。
两排钢筋之间必须设置φ22固定筋，以保证两层钢筋间的距离符合设计要求。
6.2.7洞门分层安装坡面模板、挡头板放样安装
当拱墙身钢筋安装适当高度时，进行坡面模板安装和挡头板放样安装。
削竹式洞门斜端头模板采用竹胶板，环向外层模板采用木模板。
端头模板根据洞门尺寸及斜度现场放样。
木工依据木板上的红线切锯出堵头板，并按编号顺序和台车上画出的洞门曲线进行安装。
外层木模板按照设计尺寸进行裁截。
配模时，纵向模板接头部位不得大于50%，且要交错接头。
环向钢筋固定，固定钢筋与环向钢筋焊接固定。
钢模架设前必须打模，刷脱模剂。
外层木模板根据设计混凝土厚度进行固定，端头钢模板在二衬台车上经测量放点进行控制，确保模板位置及尺寸无误。
图6.2.7-1洞门封模图
6.2.8分层对称浇筑钢筋混凝土
（1）拱墙身混凝土应对称浇筑，拱墙身混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土运输车运输，混凝土输送泵泵送入模，砼输送工作应连续进行，如因故间歇宜每隔5分钟将砼泵转2~3圈，在常温下间歇时间不宜大于30~40分钟，如间歇过久或浇筑工作结束应将管内砼常温下间歇时间不宜大于30~40分钟，如间歇过久或浇筑工作结束应将管内砼排空并加以清洗。
砼浇筑的自由倾落高度不应超过2m，采用插入式振捣器分层振捣成型，快插慢拔，直至表面无气泡，无浆液泛出为止，不得漏振或者过振，保证混凝土外观质量。
（2）拱墙身混凝土浇筑完毕后，应及时对混凝土进行保水潮湿养护，养护最低期限应符合有关标准要求。
6.2.9养护、拆模
当拱墙身混凝土达到设计强度的100%后，进行拆模。
模板拆除由上至下，由中间向两侧分层拆卸。
脱模时应注意不要损伤砼，保护好砼棱角。
砼脱模后及时进行养护，脱模时间由实验室通过实验确定，直至规定的养护时间。
操作时不得使砼受到污染和损伤。
6.2.10拱、墙背面防水层施工
防水板与土工布应根据洞门形式进行剪裁。
施工前修凿平整混凝土面上的凸凹不平之处，对不平整、尖锐物体进行处理，确保基层的平整度以防损坏防水板。
铺设防水层时，应先铺设防水板，再在防水板上面铺设土工布。
相邻防水板搭接长度不得小于10cm，且采用双缝焊接，焊缝宽度1cm,焊完后应进行充气检验。
对焊破和钢筋刺破的防水板应进行修补，以保证防水板的防水性能。
6.2.11拱、墙背面回填
按照图纸设计要求进行回填。
回填土石，石径不大于10cm，填土夯实度不小于70%，顶层采用50cm粘土层隔水，回填土表面植草皮。
回填土施工时，采用人工对称分层回填，逐层夯实。
回填过程中精心保护防水层不被破坏。
粘土隔水层与边、仰坡搭接良好，封闭紧密，防止地表水渗漏。
洞门建筑完成后，洞门以上仰坡坡脚如有损坏，及时修补，并检查与确保坡顶以上的截水沟和墙项排水沟与路基排水系统的完好与连通。
且应修整洞口地形并绿化使之与洞门环境相协调。
6.2.12施做洞口排水设施、坡面绿化
检查预留空洞并进行排水设施衔接，排水管用无纺布包裹密实，形成密实有效的排水系统并与主洞有效联通，排水管内保证不被杂物拥堵，过水通畅，三通连接处保证有效连接，不得出现脱扣，未联通现象，按设计要求进行坡面绿化。
6.2.13检查验收结束
填写报验申请单，报监理进行分部工程验收，工程施工结束。
图6.2-2削竹式洞门效果图
6.3洞顶回填及防排水处理
洞顶回填应在明洞外防水层施做完成且混凝土强度达到设计强度后进行，侧墙回填应两侧对称进行。
土质地层，应将墙背坡面挖成台阶状，用片石分层码砌，缝隙用碎石堵塞密实。
拱部回填应两侧分层夯实，每层厚度不大于0.3m，两侧回填土面的高差不得大于0.5m。
回填与拱顶齐平后，再分层满铺填筑至设计高程。
采用机械回填时，应在人工夯填超过拱顶1.0m以上后进行。
拱顶需做黏土隔水层时，隔水层应与边仰坡搭界平顺、封闭紧密，防止地表水下渗，并及时按照设计图纸进行永久性洞顶绿化工程防护。
7.施工机械及工艺装备
隧道单口施工，机械设备配置应结合正洞施工、工期要求进行合理配置，配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍，下表仅供参考。
表7-1主要机械设备配置表
机械设备名称
数量
装载机
1台
输送泵
1台
混凝土运输车
3台
插入式振捣棒
6台
拌合设备
1套
钢筋切断机
1台
电焊机
6台
切割机
1台
钢筋弯曲机
2台
出碴车
2台
挖掘机
1台
吊车
1台
8.生产效率
端墙式洞门，采用木模板分层浇筑法施工。
基础施工6天，端墙分六次浇筑成型，末次浇筑端墙顶部及帽石；施工缝处均需预留接茬筋，砼做凿毛处理,整体施工工期为48天。
9.工艺质量检验
表9-1洞门墙实测项目
序号
检查项目
规定值或允许偏差（mm）
检查方法和频率
1
混凝土强度（Mpa）
在合格标准内
按JTG/TF50-2011
2
平面位置
50
全站仪或经纬仪：
每桩检查
3
断面尺寸
不小于设计
仪器测量：
每边不小于4处
4
顶面高层
±20
5
底面高层
±50
6
表面平整度
5
2m靠尺子测量：
拱部不小于2处，墙身不少于4处
7
垂直度或坡度（%）
0.5
吊垂线：
每边不少于4处
10.质量保证措施
1）隧道洞门应及早完成，并应避开雨季和严寒季节。
隧道洞门施工应遵照以下规定：
⑴开挖后的坡面应达到稳定、平整、美观的要求。
⑵端墙应在土石方开挖后及时完成，基础超挖部分应用与基础同级混凝土和基础同步浇筑，端墙及挡、翼墙的开挖轮廓面应符合设计要求。
⑶端墙、挡翼墙基础的基底承载力必须满足设计要求，承载力采用静力触探试验或标准贯入试验检测，必要时采用载荷试验检测。
⑷端墙、挡翼墙基础位于软硬不均的地基上时，除按设计要求处理外还应在分界处设沉降缝。
⑸洞门拱墙应与洞内相邻拱墙同时灌注。
⑹端墙的泄水孔应与洞外排水系统及时连通。
⑺隧道洞门端墙和挡翼墙、挡土墙的反滤层、泄水孔、施工缝设置应符合设计及规范要求。
⑻隧道洞门的截、排水设施应与洞门工程同步施工，当端墙顶部水沟置于填土上时，填土必须夯填密实。
⑼隧道洞门检查梯、隧道名牌、号标的设置应符合设计要求。
2）隧道洞门的模板及支（拱）架应符合下列要求：
⑴模板及支（拱）架应根据结构型式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。
⑵模板及支架安装必须稳固、牢靠，模板及支架与脚手架之间不得相互连接。
模板接缝必须严密不漏浆。
⑶模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。
⑷混凝土浇筑前，模板内的积水和杂物应清理干净。
⑸端、翼墙模板及支（拱）架拆除时，混凝土强度必须符合设计要求，设计无要求时，混凝土强度必须达到设计强度等级的100％，非承重模板拆除时混凝土强度不得低于设计强度等级的85%。
11.安全生产与环境保护
1）安全生产
（1）隧道洞口集埋深浅、石质较差、受力结构复杂等不利因素于一体，处理不当极易发生坍方，现浇混凝土的模板发生爆模致使混凝土坍塌而造成人员从高处坠落。
（2）对隧道洞门施工安全风险进行分析，编制洞门施工方案；
（3）加强施工的过程控制与监测，确保隧道洞口围岩的稳定；
（4）模板受力通过检算，采用有足够强度和钢度的模板，对其强支撑确保稳定性。
2）环境保护
（1）不得向山体排放、倾倒工业废渣、生活垃圾，或者在江河、湖泊、运河、涵渠、水库最高水位线以下的滩地和岸坡存贮固体废弃物。
（2）及时清理、清扫施工现场，尤其是洒落的弃渣。
保持场地清洁，避免不洁物质与大气降水接触，污染水体。
（3）根据环境保护法律、法规采取有效措施进行环保施工。
12.施工质量记录
1）原材料（钢筋、水泥、粗细集料、外加剂等）进场检验报告
2）混凝土强度试验报告
3）基础地基承载力检测记录
4）基础测量放样及复核记录
5）台车定位测量放样及复核记录
6）钢筋检查记录
7）防排水检查记录
8）混凝土浇注记录
9）回填压实度检测记录
10）施工影像资料
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