隧道二次衬砌施工方案.docx

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隧道二次衬砌施工方案

二次衬砌施工方案

编制：

审核：

批准：

中铁二十三局向莆铁路FJ-10标项目部

二00八年九月

青云山隧道

二次衬砌施工方案

一、工程概况

洞内衬砌分斜井和正洞两部，斜井洞身衬砌47m，正洞全部施作二次衬砌。

隧道内正洞二次衬砌砼强度等级：

拱部、边墙、仰拱采用C30砼；钢筋混凝土采用C35；仰拱填充采用C20砼；水沟、电缆沟槽及其盖板采用C25砼。

二、衬砌施作原则

隧道衬砌遵循“仰拱超前、墙拱整体衬砌”的原则，初期支护完成后，为有效地控制其变形，仰拱尽量紧跟开挖面施工，仰拱填充采用栈桥平台以解决洞内运输问题，并进行全幅一次性施工。

当围岩和初期支护变形基本稳定，量测监控数据表明位移率明显减缓、收敛值拱脚附近小于0.2mm/天和拱顶相对下沉小于0.15mm/天时，即可施作二次砼衬砌。

三、仰拱及仰拱填充施工

依据量测数据分析，尽早安排仰拱施工。

仰拱及时施作能大大改善行车条件，对防止隧底软弱围岩失稳发生流变。

仰拱超前掌子面不大于100m，安排在边拱部位衬砌之前。

仰拱浇注采用仰拱大样板由仰拱中心向两侧对称施工，一次浇注。

仰拱施工缝与填充砼施工缝相互错开，要求施工缝顺直、平整。

仰拱接头处混凝土必须凿毛处理，并且在仰拱与边墙基础间设连接筋。

图1喷射砼面股水引排示意图

图2径向注浆堵水示意图

仰拱充填施工前，先清除仰拱上的杂物，冲洗干净，排除积水。

在仰拱混凝土强度达到设计的70%后，浇注仰拱填充。

施工时，按设计准确预埋纵横向排水管。

填充砼表面要求平整，横坡、纵坡与设计一致。

仰拱浇注施工与掘进工作平行进行，采用移动式仰拱栈桥（结构见图3）进行仰拱铺设，解决洞内运输和仰拱施工的干扰问题。

图3移动式栈桥仰拱防干扰作业平台结构示意图

四、二次砼衬砌施工

隧道衬砌采用12m长的液压衬砌台车，泵送混凝土工艺进行施工。

仰拱、防排水系统以及钢筋绑扎超前衬砌1～2个循环完成。

（1）施工工艺流程见图4。

（2）施工方法

①钢筋制作安装

砼衬砌钢筋在洞外现场加工，钢筋绑扎在防水卷材敷设完毕后进行。

衬砌工作面设自制多功能台架，衬砌钢筋的绑扎、焊接在台车上进行。

钢筋主筋采用焊接接头，在焊接前，必须按实际施工条件焊接试样进行试验，合格后才能进行焊接施工。

衬砌钢筋之受力钢筋采用焊接接头时，焊接接头相互错开。

钢筋焊接时采取防护措施，避免损伤防水卷材；钢筋交叉点用铁丝全部绑扎牢固。

隧道的二次衬砌浇筑顺序见图5。

②砼配料及拌和施工方法

砼由自动计量砼拌和站集中拌和，搅拌好的砼由砼运输车运输至洞内衬砌位置，采用一台砼输送泵泵送入模对称浇筑。

砼拌和站选用一台产量JS1000的砼拌和站，采用1台ZLC50装载机上料。

砼运输采用3台混凝土搅拌运输车进行运输，砼入模则配置HTB60型砼输送泵。

砼拌制严格按照施工配合比施工，拌制砼所用各项材料按照重量投料。

砼施工过程中要进行粗、细骨料含水率、砼坍落度等项目的测定，根据实测结果，对砼施工配合比进行适当调整。

砼搅拌要均匀，搅拌时间不少于1.5min。

图4隧道衬砌施工工艺流程图

序号

分类

工序示意图

工序说明

1

Ⅱ级围岩隧道二次衬砌浇注

1.边墙防水系统安装

2.边墙基础砼浇筑

3.拱部防水系统

4.衬砌台车就位

5.预埋件安设

6.泵送砼二次衬砌浇筑

7.拆摸、砼养生

8.水沟、电缆槽及拱背回填注浆

2

Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道二次衬砌浇注

1.仰拱砼浇注

2.仰拱砼填充浇筑

3.防水系统挂设

4.钢筋绑扎及预埋件安装

5.衬砌台车就位

6.泵送砼二次衬砌浇筑

7.拆摸、养生

8.水沟、电缆槽及拱背回填注浆

图5隧道二次衬砌施工顺序图

③台车就位

采用激光准直仪导向。

严格控制轨道中心距，允许误差±1cm；轨面标高比隧道路面中心高15cm，允许误差±1cm；台车就位后，先调顶模中心标高，然后由顶模支撑梁上横向丝杆调整台车中线符合要求。

最后由侧向丝杠电动调节边模张开度，调整到位后放下翻转模和底脚斜撑丝杠加固。

然后支立挡头板，一定要与岩面密贴，保证混凝土不外露。

④衬砌立模及浇筑

台车两端头挡头模板采用木模，洞口段木模上钻孔穿设衬砌纵向连接钢筋，以利于下一循环相连接。

隧道衬砌施工前先复核隧道断面尺寸，保证衬砌厚度。

同时检验防水卷材敷设是否符合要求，有无破损。

衬砌钢筋保护层厚度能否满足要求。

如有上述任何一项问题，必须经处理满足规范要求后方可进行施工。

砼浇筑前，将模板内的杂物和钢筋上的油污等清除干净。

挡头板缝隙及孔洞要填塞密实，不漏浆。

混凝土采用水平分层、对称浇筑,控制灌注混凝土的速度和单侧灌注高度，单侧一次连续浇筑高度不超过1m。

输送软管管口至浇筑面垂直距离混凝土的自落高度不得超过2m，控制在1.5m以内，以防混凝土离析。

超过时要采用串筒或滑槽；混凝土浇筑必须连续进行，相邻两层浇筑时间间隔控制在2h之内，因施工需要留设施工缝，必须征得设计同意，并得到监理认可。

捣固选用的振捣器，其频率、振幅、振动速度等参数视混凝土的塌落度及骨料颗径而定；灌注施工采用整环灌注，当混凝土灌至墙拱交界处时，间歇约1小时，以便于边墙混凝土沉实。

拱圈封顶时，随拱圈灌注及时捣实。

为了加快更换泵管速度，节约时间，加工一个三通接头，在两侧各安装一个启闭阀，更换时只要更换部分管道即可。

当混凝土浇至作业窗下50cm时，刮净窗口附近的凝浆，涂刷脱模剂，窗口与面板接缝处粘贴海棉止浆条，以避免漏浆。

采用插入式振捣器振捣，标准为混凝土表面不再下沉，无气泡表面开始泛浆为止。

即防漏振，致使混凝土不密实，又防过振，混凝土表面出现砂纹。

特别是内模反弧部分要确保捣固充分，避免出现气孔现象。

振捣时，振捣器不得接触防水层及模板，且每次移动距离不大于振捣器作用半径的一半。

封顶采用顶模中心封顶器接输送管，按从里向外的顺序逐渐封顶。

要控制灌注混凝土速度，观察顶模变形情况，当挡头板上观察孔有浆溢出，即封顶完成。

⑤泵送砼施工方法及工艺

砼泵输送管连通后，按所用砼泵使用说明书的规定进行全面检查，符合要求后方能开机进行空运转；

经泵送水检查，确认砼泵和输送管中无异物后，采用泵送水泥浆润滑砼泵和输送管内壁。

润滑用的水泥浆分散布料，不得集中浇筑在同一处；

开始泵送时，砼泵要处于慢速，匀速并随时可反泵状态。

泵送速度，先慢后快，逐步加速，同时观察砼泵压力系统的工作情况，待全系统运转顺利后方可按正常速度进行泵送；

砼泵送连续进行。

必须中断时，其中断时间不得超过砼从搅拌至浇筑完毕所允许的延续时间；

泵送砼时，如输送管内吸入了空气，立即反泵吸出砼至料斗中重新搅拌排出空气后再泵送；

砼泵送过程中，不得把拆下的输送管内的砼撤落在未浇筑地方；

当输送管被堵塞时，采取下列方法排除：

重复进行反泵和正泵，逐步吸出砼至料斗中，重新搅拌后泵送，如超过时限则废弃；用木槌槌击等方法，查明堵塞部位，将砼击松后，重复进行反泵正泵，排除堵塞；当上述两种方法无效时，在砼卸压后，拆除堵塞部分的输送管，排出砼堵塞物后方可接管；

砼泵送即将结束前，正确计算尚需用的砼数量，并及时告知砼拌和站，以减小浪费。

⑥砼捣固

砼浇筑后，即时用振捣器捣固，以使砼密实，两侧边墙部位采用插入式振捣器振捣，拱部采用附着式振捣器振捣。

其操作要点如下：

每一振点的捣固延续时间，使砼表面呈现浮浆和不再沉落时止。

振动棒的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍。

振动棒与模板距离不大于其作用半径的0.5倍，并避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。

振动棒插入下层砼内的深度不小于50mm。

⑦脱模

当砼达到允许的强度后再进行脱模，脱模程序如下：

先拆堵头板，然后自上而下操纵垂直油缸和侧向油缸将模板收拢到平行移动状态，清除模板表面粘结的砼，涂脱模剂，长时期不用时要涂油防锈。

⑧砼养护

衬砌浇筑10～20h后即可开始养生，采用覆盖洒水养生法，养生时间不少于14d。

（3）衬砌混凝土浇筑注意事项

复合式衬砌施工时，二次衬砌施作时间，必须确保在围岩和初期支护变形基本稳定并具备以下条件时进行：

隧道周边变形速率有明显减缓趋势；水平收敛（拱脚附近）小于0.2mm/d，拱顶下沉小于0.15mm/d；施作二次衬砌前的总变形量，已达预计总变形量的80%以上。

混凝土浇筑前复查台车模板中线、高程、仓内尺寸是否符合设计要求；台车及挡头模板安装定位是否牢靠；止水带、止水条安装是否符合设计及规范要求。

浇筑前对模板进行除锈刷油时，刷油不能太多，如果刷油太多,在振捣棒振捣混凝土时油会沿着模板表面上行到衬砌台车顶部聚集起来,拆模后混凝土表面会形成蘑菇云。

因此在钢模板刷油后要求施工人员一定用干抹布擦拭干净，防止出现在振捣时由于油上浮聚集在顶部，形成蘑菇云,影响表观质量。

在特殊地段采用组合钢模板衬砌时为防止出现砂线，在模板接缝处粘贴海绵胶条，防止浆液外流形成砂线。

浇筑时一定控制混凝土下落高度，防止混凝土下落时由于高度太高，造成混凝土溅落在钢模上，没有及时擦拭，凝固在钢模上拆模时出现蜂窝麻面。

另外要清理干净钢模表面,不能有任何杂物,避免影响混凝土表面质量。

振捣时要保证插入棒的插入深度，不要让振捣棒紧贴钢模板，防止水泥浆上行，形成流眼泪现象，影响表观质量。

控制振捣速度，振捣时，捣固手将上身探入作业窗内，一手扶在边墙上，一手握振动棒，防止漏振和保证垂直插入，距模板不小于10cm，振点间距30cm，模板下部振动时间延长到90s，同时在模板下部内侧用小锤锤击模板。

使模板下部汽泡上浮溢出。

基仓清理是否干净，底脚施工缝（如有）是否处理；

输送泵接头是否密闭，机械运转是否正常。

个别地段由于混凝土衬砌采用混凝土泵送工艺，混凝土塌落度较大，凝固后收缩，使之不能密贴岩面出现孔洞，必要时采用回填注浆灌注密实。

注浆打孔时一定不能将防水卷材打穿。

（4）衬砌防模板上浮技术措施

严格控制衬砌混凝土的坍落度。

衬砌混凝土的坍落度太大，会使混凝土的初凝时间延长，影响灌注混凝土的速度和连续灌注混凝土的高度；但混凝土的坍落度太小，又会给泵送和捣固带来困难，对混凝土的外观质量也有较大影响。

因此必须严格控制模注混凝土的坍落度。

严格控制钢模板下半部混凝土灌注的速度，钢模板下半部灌注混凝土速度过快，即连续灌注混凝土的高度h值过大，将会使钢模板因未初凝混凝土上浮力过大而产生上浮，但灌注速度太慢，即连续灌注混凝土的高度h值过小，会使连续灌注混凝土的间隔时间增大，影响施工进度，为确保钢模板既不产生上浮又不影响施工进度，每次连续灌注混凝土高度值控制在1m以内，分层对称灌注，严格控制单侧连续灌注高度。

在灌注混凝土施工中，为避免单侧连续灌注混凝土高度过大，形成偏压，产生钢模板单侧上浮现象，严格按连续灌注高度1m进行分层对称灌注，并严格控制单侧连续灌注高度。

增加钢模板的抗浮力,不仅要靠钢模板重量，而且要充分利用台车的自重，增加台车的长度增加台车的重量。

如果仍不能控制台车上浮问题，需利用千斤顶加强对钢模板的支撑，特别是当钢模板两端搭接在已衬砌的混凝土表面时，为防止钢模板上浮造成对已衬砌混凝土的破坏，在两端横梁各安装2个50t的千斤顶，通过作业窗利用围岩对模板进行支撑，或利用打地锚的方法防止钢模板上浮，达到抗浮的目的。

（5）解决衬砌混凝土拱顶不密实特殊工艺

在衬砌混凝土施工过程中可能会由于封堵设置不合理、泵送混凝土坍落度大、混凝土干缩等原因造成混凝土不能密贴岩面，形成病害。

部分施工地段仍会存在空洞，孔洞形成部位如图6所示。

一部分不是位于封堵孔处，如果采用传统的回填注浆，施工时很难控制钻孔深度，若钻的孔太深会钻穿防水卷材，影响整体排水结构，形成质量隐患。

根据我单位多年隧道施工经验来看通过以下施工措施可以避免和预防空洞出现。

改善台车封堵孔的布置间距。

在台车上合理布置封堵孔，在顶模布置3个间距为3