衬砌作业指导书.docx
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衬砌作业指导书
隧道二次衬砌作业指导书
一、适用条件及作用
隧道二次衬砌是指隧道初期支护及防排水系统施工完毕后，根据围岩变形的情况进行施作洞身混凝土，成为隧道永久性支护的一种封闭成环结构。
二次衬砌相对于初期支护更具稳固性、耐久性、美观性，是隧道施工中的关键工序。
二、施工工艺
（一）施工顺序
隧道衬砌施工的顺序是由下而上，整体闭合，即先超前施工隧底的仰拱和填充，然后使用衬砌台车整体浇筑墙部和拱部的混凝土，形成环状闭合结构。
施工中采用仰拱作业桥先超前浇注仰拱和填充的混凝土，待其达到强度后，仰拱作业桥前移，模板台车就位浇筑边墙和拱部混凝土。
形成仰拱作业桥—衬砌模板台车—搅拌站—混凝土输送车——混凝土输送泵的大型机械设备衬砌作业线，在提高衬砌速度的同时有利于混凝土的机械化生产，从而保证衬砌混凝土的质量。
（二）工艺流程
工艺流程如下图所示：
施工准备
仰拱开挖基底处理
防干扰作业栈桥就位
初期支护铺设防水层
养护
安装仰拱填充及底板模板
模板安装检验
养护
结束
铺设轨道台车就位
拱墙施工缝接茬处理
浇筑拱墙混凝土
浇筑仰拱混凝土
浇筑混凝土
台车安装检查
合格
合格
不合格
隐蔽工程检查
钢筋绑扎（如果有）、安装仰拱模板（如果有）
强度满足机械行走
自动计量搅拌站建立
原材料进场检验
设计混凝土配合比
混凝土试验
混凝土搅拌
搅拌车运送混凝土
泵送入模
模板清理、台车校正、固定
基仓处理
挡头板安装
止水带安装
涂脱模剂
预埋件安装
养护
脱模移动台车
结束
合格
合格
不合格
不合格
处理
（三）仰拱超前施工
施工仰拱时采用防干扰作业桥以保证作业空间。
首先进行测量放线、隧底开挖检底，然后现场绑扎仰拱（如果有）、底板钢筋。
绑扎前先将基底虚碴、杂物和积水排除干净，检查合格后方能绑扎及浇注混凝土。
自动计量拌和站拌和混凝土，砼运输车运输，插入式振动器振捣密实。
浇注时由仰拱中心向两侧对称一次浇注成型。
仰拱混凝土达到设计强度70%以上后，清除仰拱上面的碎碴、尘土并冲洗干净，排除积水后，进行回填混凝土施工。
无仰拱地段，用平板振动器将砼振动密实。
表面平整，无明显凹凸，其纵横坡同路面坡度设计值一致。
仰拱和底板施工应符合下列要求：
1、施工前，应将隧底虚碴、杂物、泥浆等清除干净，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填。
2、仰拱应超前拱墙二次衬砌，其超前距离宜保持3倍以上衬砌循环作业长度。
3、底板、仰拱的整体浇筑应采用防干扰作业平台或其它措施以保证作业空间；仰拱成型宜采用浮放模板支架。
4、仰拱、底板混凝土应整体浇筑，一次成型。
5、填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，填充混凝土浇筑至横向排水管铺设底面，双线隧道中心排水管的沟槽和检查井应同时立模浇注。
6、仰拱施工缝和变形缝应作防水处理。
7、仰拱及填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通过，仰拱及填充混凝土强度达到设计强度的100％后允许车辆通行。
（三）洞身衬砌施工
1、施工准备
1）围岩的稳定性观测。
根据新奥法施工方法，二次衬砌应在围岩等支护体系变形收敛后方可进行二次支护，因此，在二次衬砌施前应由监控量测人员确认围岩变形是否趋于稳定。
如变形未收敛，须认真分析原因，积极采取有效措施，严防事故的发生。
隧道二次衬砌施作一般情况下应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（拱脚附近7d平均值）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值，已达极限相对位移值的80%以上；或初期支护表面裂隙（观察）不再继续发展。
2）施工复测
施工放样之前，应由测量人员对隧道的中线、水平进行复测，以保证二次衬砌中线、高程的准确性。
同时检查衬砌断面是否满足设计要求。
施工放样时可将设计的轮廓线放大5cm，以防止二次混凝土变形收敛侵入隧道净空。
3）应对施工所需的原材料及机械设备的数量及质量进行检查，以确保本环混凝土能顺利一次灌注完成。
4）检查衬砌台车、模板的检查修整，并满涂脱模剂。
5）检查上环混凝土表面是否进行了按照规范进行了清理，止水条（带）、软式透水管等的质量、数量及安装是否符合设计要求。
防水板的挂设是否符合验收评定标准的要求，是否满足现场施工的需要，否则须立即采取补救措施。
6）检查预埋件、预留孔洞的数量、位置、固定措施符合设计要求，是否可靠。
否则，应立即进行改正。
2、施工方法
首先施作防水层，施作完毕后进行钢筋工程的施作（如果有），然后衬砌台车定位，模板台车走行轨道的中线和轨面标高应准确，台车就位后启动微调装置，用仪器校正模板外轮廓与设计净空相吻合，并锁定台车。
再安装止水条及端头挡板，经检查合格后灌注混凝土（在混凝土灌筑过程按规定要求取样制作混凝土试件进行同条件养护），之后进行混凝土养护，砼达到规定强度后（在初期支护变形稳定后施工的，达到8Mpa以上；初期支护未稳定，提前施工砼的应达到设计强度的100%以上；特殊情况下，根据试验及量测结果确定），拆模移走，并对模板进行清理和涂脱模剂，再进行下一循环混凝土施工。
（1）隧道二次衬砌灌注采用全断面液压轨行式台车，一次施工长度10m。
砼泵车运输，泵送入模，机械捣固。
砼自模板预留口由两台输送泵左右对称同时灌注。
由下向上，对称分层，先墙后拱灌注，倾落自由高度不超过2.0m。
在砼浇筑过程中，派专人观察模板、支架、预埋件和预留空洞的情况，当发现变形位移时，及时采取措施进行处理，砼灌注间断时间不超过45分钟，否则按施工缝处理。
（2）．在立模、拆模时，除应事先检查电机、油泵状况是否良好，电源连接是否正确外，其他电源（如振动器、拉线照明电缆、混凝土输送泵等）都应拆除。
检查确定一切正常后，才能启动电机和油泵。
（3）．安装模板时要预留2cm的沉落量。
（4）．台车移动穿行时，钢模必须收拢到穿行要求位置，所有作业窗口必须关闭，否则不得穿行。
移动中必须有专人掌握刹车器，防止台车溜放和冲撞。
（5）．两套模板之间的接缝采用对接，若不密贴，必须进行处理，之后才能灌注砼。
（6）．立模就位调整时，模板后端应以已架设的模板为准；前端以隧道开挖面的拱顶和基底中心点及两侧的轨顶面标高为准。
（7）．边墙和拱脚部分的混凝土振捣作业都利用作业窗口采用插入式振动器进行。
拱顶可使用附着式振动器进行振捣作业。
3、钢筋加工及安装
首先按设计图纸钢筋大样尺寸进行交底放样，进行钢筋构件下料加工，然后按照设计在现场绑扎衬砌钢筋。
钢筋与岩面之间设置砼垫块，以保证内层钢筋混凝土保护层厚度。
纵筋、钩筋采用铁丝绑扎，主筋搭接要焊接。
绑扎后钢筋曲线、半径及保护层厚度符合设计要求。
钢筋表面铁锈应清除干净。
钢筋焊接要求：
1）主筋采用电弧帮条焊焊缝的搭接长度不应小于10d。
2）钢筋接头应避免设置在钢筋承受应力最大之处，“同一截面”内,同一根钢筋上最多设置一个接头,水平钢筋的接头，要内外上下相互错开。
在同一截面内的受力钢筋，其接头的截面面积占总面积总截面面积的百分率不得超过50%。
3）主筋钢筋接头要避开钢筋弯曲处,接头不要布置在拱部。
4、主筋的焊接头在同一截面要错开距离不得35d。
5、纵筋绑扎接头搭接长度不得小于35d，且同一截面搭接接头错开距离不得小于50cm。
钢筋的制作与加工应进行质量检验检查，并符合下列要求：
1）钢筋进场时，必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）等的规定和设计要求。
2）钢筋品种、规格、连接方式必须符合设计要求。
3）钢筋应顺直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。
4）钢筋加工误差应满足下表要求：
钢筋加工允许偏差
序号
名称
允许偏差（mm）
1
受力钢筋顺长度方向的全长
±10
2
弯起钢筋的弯折位置
20
3
箍筋内净尺寸
±5
5）钢筋连接应满足11.5.3所列各相应规范要求。
6）钢筋安装误差应符合下表要求：
钢筋安装及保护层厚度允许偏差
序号
名称
允许偏差（mm）
1
双排钢筋的上排钢筋与下排钢筋间距
±15
2
同一排中受力钢筋水平间距
拱部
±10
边墙
±20
3
分布钢筋间距
±20
4
箍筋间距
±20
5
钢筋保护层厚度
+10
-5
4、混凝土运输组织
混凝土运输车运送，线路采用出碴线路。
为确保衬砌混凝土的质量和满足衬砌作业时间的要求，对混凝土运输要严密组织。
配备满足运输要求的混凝土运输车；
5、混凝土施工
1）混凝土原材料
（1）水泥
水泥采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，水泥强度等级采用42.5Mpa。
（2）骨料
粗骨料：
采用级配合理、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石；细骨料采用级配合理、质地均匀坚固、级配和粒径良好、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，也可选用专门机组生产的人工砂。
（3）矿物混合料
符合相应的质量标准和规范要求
2）混凝土配合比
混凝土应根据强度等级、耐久性等要求和原材料品质以及施工工艺等进行配合比设计，最大水胶比不大于0.45，胶凝材料最小用量：
C30及以下混凝土≯400kg/m3，C35~C40混凝土≯450kg/m3，C50及以上混凝土≯500kg/m3。
3）混凝土生产、运输、浇筑、养护、拆模
（1）搅拌
混凝土原材料严格按照施工配合比进行准确称量，其最大允许偏差符合下列规定（按重量计）：
胶凝材料（水泥、矿物掺和料等）±1％；外加剂为±1％、粗、细骨料±2％；拌合用水±1％。
混凝土搅拌前严格测定粗细骨料的含水率，准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量变化，以便及时调整混凝土施工配合比。
一般情况下每班抽测2次，雨天随时抽测，并按测定结果调整混凝土施工配合比。
混凝土采用拌合站集中拌制，原材料采用电子计量系统进行计量。
先向搅拌机投入细骨料、水泥和掺和料，搅拌均匀后，加水并将其搅拌成砂浆，并向搅拌机投入粗骨料，充分搅拌后，再投入外加剂，至搅拌均匀为止。
每次搅拌前应对混凝土供应的地点、强度等级、坍落度，供应数量进行核准，制定原材料投放制度，严格遵守。
上述每一投料阶段的搅拌时间不少于30S，总搅拌时间不少于3min，亦不大于5min。
当使用搅拌车运输时，可适当缩短搅拌时间，但不小于2min。
拌制第一盘混凝土时，增加水泥和细骨料用量10%，保持水胶比不变，以便搅拌机持浆。
（2）混凝土运输
长距离运输时混凝土采用混凝土运输车运输，近距离运输混凝土时采用混凝土输送泵泵送，在运输和灌筑过程中严禁加水。
混凝土运输车在装混凝土前，认真检查车内存留的积水是否排净，到达灌筑现场，高速旋转20～30秒后再将混凝土拌合物喂入泵车受料斗中。
（3）混凝土泵送
混凝土输送泵的泵送距离在允许最大距离以内，起始水平段长度大于15m。
输送管路除出口处采用软管外，输送管路其它部分不采用软管或锥形管，输送管路用支架、吊具等固定牢固，且不与模板或钢筋直接接触。
向下输送混凝土时，管路与垂线的夹角不大于12°，以免引起阻塞。
输送管在使用时先用水泥砂浆充分润滑；高温或低温环境下输送管路分别采用湿帘或保温材料覆盖。
混凝土输送泵保持连续泵送，必要时可降低泵送速度以维持泵送的连续性。
混凝土在搅拌后，初凝前灌筑完毕。
如停泵时间过长，须清除管内混凝土，并清洗泵机。
（4）混凝土的浇筑
混凝土采用分层连续推移方式灌筑，不得随意留施工缝，混凝土的摊铺厚度小于400mm。
拱墙混凝土应自两侧矮边墙起对称分层对称灌注，分层高度不宜大于1m。
另外，浇注速度不宜过快，以防止台车上浮跑模。
混凝土的入模温度随气温的变化而调整，一般不超过25℃，在炎热气候下要采取措施，入模温度不得超过30℃；在负温条件下，入模温度不低于10℃。
当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时，按冬季施工处理。
高性能混凝土灌筑过程中，迅速振捣使其密实。
振捣根据不同结构部位采用插入式高频振捣器垂直点振，或插入式高频振捣器和附着式振捣器联合振捣。
在混凝土振捣过程中，加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，防止混凝土在振捣过程中漏浆。
（5）混凝土养护
应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护，混凝土浇水养护的时间不得少于14d，整个养护期内不得间断。
洒于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度的差值不大于15℃，混凝土的降温速率最大不宜超过3℃/d。
浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；混凝土养护用水应与拌合用水相同。
采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水；当采用养护剂养护时，养护剂应符合《水泥混凝土养护剂》（JC901）规定。
混凝土强度达到5MPa前，不得在其上安装模板及支架。
当环境气温低于5℃时，不得浇水。
（6）混凝土拆模
一般情况下混凝土强度应达到8.0MPa以上。
特殊情况下，应根据试验及监控量测结果确定拆模时间。
初期支护未稳定，二次衬砌提前施做时混凝土强度应达到设计强度的100％以上。
特殊情况下，应根据试验及监控量测结果决定拆模时间。
拆模后应对渗漏水部位进行衬砌内注浆，并对渗水部位混凝土裂纹进行处理，对0.2mm以下的细小裂纹，采取密封剂封闭裂纹；对于裂纹宽度大于0.2mm的裂缝，采用压注注缝胶修补。
必要时对裂缝部位混凝土表面实行涂膜封闭。
4）冬季施工
冬季搅拌混凝土前，先经过热工计算，并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度，满足相应要求。
预热方法采用加热水，但水的加热温度不高于70℃，保证混凝土入模温度在10℃以上。
水泥、外加剂及掺和料不得直接加热，在使用前运入暖棚进行预热。
夏季对粗细骨料搭棚防晒，控制混凝土的入模温度，不超过30℃。
5）混凝土的耐久性指标
依据《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES01-2004）、《铁路混凝土结构耐久性施工技术指南》进行组织施工。
隧道主体结构混凝土，满足100年使用年限的要求，在主体结构类型、构造、建筑材料上做到结构耐久、并有利于阻挡或减轻环境侵害。
三、质量检验与控制
1）混凝土衬砌施工前应对水泥、细骨料、粗骨料、拌制和养护用水、外加剂、掺合料等原材料进行检验，各项技术指标应符合有关要求；
2）混凝土原材料每盘称量的偏差应符合表的规定。
原材料每盘称量的允许偏差
序号
材料名称
允许偏差
1
水泥和干燥状态的掺合料
±1%
2
粗、细骨料
±2%
3
水、外加剂
±1%
3）隧道衬砌的厚度严禁小于设计厚度；其结构外形尺寸允许偏差符合表的规定。
结构外形尺寸允许偏差和检验方法
序号
项目
边墙
拱部
1
平面位置
±10mm
2
垂直度（‰）
2
3
高程
±20mm
+30mm
0
4
结构平整度
15mm
15mm
注：
平面位置以隧道设计中线为准进行测量。
4）混凝土强度必须符合设计要求，隧道衬砌应采用同条件养护试件检测实体强度，混凝土强度试件应在混凝土的浇筑地点随机抽样制作
5）混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀，不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。
6）衬砌结构不允许渗水，衬砌结构表面无湿渍。
四、主要机械设备配置
序号
名称
规格型号
单位
数量
1
砼拌和站
自动计量
座
1
2
砼搅拌运输车
东风（6m3）
台
2
3
混凝土输送泵
60m3/h
台
1
4
衬砌模板台车
10m液压衬砌台车
台
1
5
发电机组400KW
400KW
台
1
6
仰拱防干扰作业桥
10m
台
1
五、劳动组织
序号
项 目
人数
1
工班长
3
2
检 底
18
3
铺防水板
18
4
砼灌注
24
含台车定位
5
砼泵司机
6
6
砼捣固
6
7
木 工
4
8
钢筋工
8
六、安全质量保证措施
1、安全措施
1）隧道施工各班组间，应建立完善的交接班制度。
在交接班时，交班人应将本班组的施工情况及有关安全事宜及措施向接班人详细交待，并记载于交接班记录本上，工地值班负责人（领工员）应认真检查交接班情况。
每班开工前未认真检查工作面安全状况，不得施工。
2）如发现隧道内有险情，必须在危险地段设置明显标志或派专人看守，并迅速报告施工现场负责人，及时采取措施处理，情况危险时，应将工作人员全部撤离危险区，并立即上报。
3）对各类事故均应严格按照“四不放过”的原则进行处理。
4）所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带好安全防护用品，遵章守纪，听从指挥。
5）衬砌
（1）衬砌工作台上应搭设不低于1m的栏杆，跳板设防滑条，梯子应安装牢固，不得有钉子露头和出尖角。
（2）工作台、跳板、脚手架的承重量，不得超过设计要求，并应在现场挂牌标明。
脚手架与工作台的底板应铺设严密，木板的端头必须搭在支点上。
（3）移动台车时，工作地段应有专人监护。
（4）在隧道内作业地段倾卸衬砌材料时，人员与车辆不得穿行。
（5）在2m以上高处工作时，应符合高处作业的有关规定，作业人员必须系好安全绳。
（6）检查、修理压浆机械及管路，应停机并切断风源与电源。
（7）拆除混凝土输送软管或管道，必须停止混凝土泵的运转。
6）供电与电气设备
（1）施工机械、机具和电气设备，在安装前按照安全技术标准进行检测，经检测合格后方可安装，经验收确认状况良好后才可运行。
（2）隧道施工照明线路电压在施工区域内不大于36V。
所有电力设备设专人检查维护，并设警示标志。
（3）在操作洞内电气设备时，要符合以下规定：
a、非专职电气操作人员，不得操作电气设备。
b、操作高压电气设备主回路时，必须戴绝缘手套，穿电工绝缘胶鞋并站在绝缘板上。
c、手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部位，要有良好的绝缘，使用前应进行绝缘检查。
d、低压电气设备宜加装触电检查。
（4）电气设备要有良好的接地保护，每班均由专职电工检查。
（5）电气设备的检查、维修和调整工作，必须由专职的电气维修工进行。
2、质量保证措施
1）二次衬砌前对中线、标高、断面尺寸和净空大小进行检查，满足设计要求。
2）隧道工程质量主要体现在结构稳定和防水两个方面。
首先要保证防水板的焊接质量和铺设质量，在浇筑砼时不破裂；其次要把住砼的质量关和工作缝处理，确保衬砌砼的自防水能力。
3）浇注砼前，将基底虚碴、杂物和基坑内积水排除干净，严禁向有积水的基坑内倾倒混凝土干拌和物。
4）模板台车的设计及及制造必须满足建筑物的设计轮廓尺寸及净空要求，同时要求结构性能安全稳定，装置齐备，便于操作。
5）每循环脱模后及时对模板台车进行养护：
清刷模板，对变形和麻面处进行整修和打磨，涂脱模剂。
6）砼端头施工时，并将模板缝隙塞实以避免漏浆；再次灌注砼前，施工砼面应凿毛，冲洗干净粘贴止水条后，再浇筑混凝土。
7）立模前应准确放样，模板台车应精密较正，并保证施工过程稳固牢靠，确保衬砌不侵入净空。
模型要牢固，模板要平整。
衬砌厚度符合设计要求，边墙基底稳固，无虚碴、杂物及积水，砼捣固密实。
8）试验人员及质检工程师，对工程施工开展各项测试工作。
使各种建筑材料、半成品质量、配合比、试件均符合规范要求，杜绝因材料质量不符合要求而发生工程质量事故。
9）严格砼的质量管理和质量检查制度，现场施工员负责水、水泥、集料和外加剂配料计量检查，对砼的厚度预埋标志检查。
10）应尽量减少水平施工缝，在混凝土灌注过程中，如遇不可抗拒原因中断2小时以上，应按规范规定设置施工缝，并根据设计在施工缝中埋置止水条。
11）混凝土的捣固须严格按照混凝土施工规程操作，切实做到内实外美，绝对禁止出现过捣、漏捣的现象，禁止将插入式震捣器直接作用于模板、防水板、预埋件上。
12）拆模时间过早，混凝土强度过低难以自稳，过迟，混凝土与模板容易粘结，会造成脱模困难且会破坏混凝土表面的光洁度。
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