衬砌施工及工艺流程.docx

1、衬砌施工及工艺流程一、 工程概况（一） 概况白家河2#隧道位于天水市白家河村渭河边的一个山坡上，长124m，进口里程为DK1413+789，出口为DK1413+913，洞身最大埋深50m，属于浅埋偏压隧道。隧道位于平面曲线和竖曲线上，坡度为4.2。线路中心和隧道中心相距18.5cm，加宽值W50cm。隧道处山体上部为粘质黄土，厚度110m，为级普通土， 0=150KPa；下部为片麻岩，节理裂隙非常发育，夹层较厚，内含云母较多，风化严重，属类围岩。隧道处地震基本烈度为八度，最大冻结深度为1.0m，无地下水。（二） 主要技术指标1. 线路等级： 级；2. 直线数目： 第二线，预留第三线；3. 限制

2、坡度： 6；4. 曲线半径： 800m，既有线原则上维持原状；5. 设计速度： 新建140Km/h，既有线原则上维持原状；6. 牵引种类： 电力；7. 到发线有效长： 850m，双机地段870m，不改建车站维持原状；8. 闭塞方式： 自动闭塞。（三） 工程范围及数量1、 工程范围本隧道DK1413789801和DK1413908913为明洞；DK1413801828和DK1413885908为类围岩曲墙有仰拱衬砌；DK1413828885为类围岩曲墙无仰拱衬砌，铺底厚30cm。2、 工程数量1 暗洞部分：类围岩衬砌200号混凝土 2488.663 m3仰拱200号混凝土 83.79 m3铺底2

3、00号混凝土 77.81 m3隧底填充200号混凝土 130.53 m3PE防水板背衬无纺布 1824.19 m22 明洞部分：明洞衬砌：拱部 200号钢筋混凝土 88.4 m3 边墙 200号混凝土 306 m3隧底填充： 200号混凝土 37.4 m3仰拱： 200号混凝土 27.2 m3衬砌钢筋： 12钢筋 1611.6 kg 8钢筋 754.8 kg 6 钢筋 258.4 kg回填： 夯填土石 278.8 m3100号混凝土 34 m3防水材料： 粘土隔水层 88.4 m3 甲种防水层 146.2 m2二、 施工方案与及工艺流程（一） 总体方案采用自制拱架，组合钢模板，钢木混合支撑，模

4、筑混凝土二次衬砌（整体式衬砌）施工。防水层的施作在二次衬砌施工前进行，并超前二次衬砌520m。灌筑二次衬砌混凝土，应由下向上，先边墙后拱部一次灌完，中间不留工作缝，边墙混凝土灌至拱脚附近，可中断12h（不得超过终凝时间），等边墙混凝土下沉基本稳定后再灌筑拱部混凝土。二次衬砌和初期支护之间的空隙，初期支护和围岩之间的空隙均须压浆加固，一般先压水泥砂浆，再压纯水泥浆，必要时在局部或个别地段压注化学浆液。（二） 工艺流程三、 衬砌施工（一） 施工前准备及要求1、 配合比确定根据衬砌各部位混凝土强度要求，通过试验确定。2、 机具强制式混凝土搅拌机、振捣工具、运输工具等。3、 材料衬砌所用原材料的质量及

5、其贮存运输均应符合现行有关规定。所用材料须提供材质书、材料试验报告单等。3.1、水泥普通硅酸盐水泥425，地质复杂地段应考虑采用早强水泥。3.2、细骨料 细骨料采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.6，含水率控制在57。3.3、粗骨料粗骨料应采用坚固耐久的卵石或碎石，粒径540mm。3.4、外加剂应采用符合质量要求，对人体危害小的外加剂。在使用外加剂前，应作相应试验。速凝剂要求：初凝不大于5min，终凝不大于10min。冬季施工须有防冻剂，其掺量要符合要求，一般应通过试验确定。3.5、PE防水板3.5.1、幅宽宜为24m；3.5.2、厚度宜为0.82mm；3.5.3、耐刺穿性好；3.5.

6、4、耐久性、耐水性、无毒性、耐腐蚀性、耐菌性好；3.5.5、抗拉强度不小于10MPa；3.5.6、断裂延伸率不小于200；3.5.7、水压0.2MPa，维持24h不渗漏。4、 尺寸要求二次衬砌施作前，隧道净空尺寸、中线、标高，均应满足设计要求。5、 防水板施工5.1、塑料防水板铺设前，喷混凝土层表面不得有锚杆头或钢筋头外露，对凹凸不平部位应修凿、喷补，使混凝土表面平顺；有局部漏水处，应进行处理。5.2、塑料板按环进行铺设。焊接工序与固定工序应紧密配合，宜先焊接再固定。5.3、两环塑料板的搭接宽度宜为10cm，焊缝宽不得小于2cm。焊缝若有漏焊、假焊应补焊，若有烤焦、焊穿应用塑料片焊贴覆盖。5.

7、4、固定塑料板宜用钢钉，应加垫圈并垂直于喷混凝土表面。钉与钉之间塑料板不得绷紧，应保证板面与喷混凝土面密贴。5.5、铺设塑料板地段距开挖工作面不应小于爆破安全距离。5.6、二次衬砌灌筑混凝土时，振捣棒不得直接接触防水板。5.7、防水板的铺设应超前二次衬砌混凝土施工，其距离宜为520m，并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板。铺设时要留有余量，防止浇筑混凝土时防水板绷紧。5.8、仅拱部铺设防水板时，其拱脚应采取引伸措施。5.9、塑料板防水层应按隐蔽工程办理，二次衬砌前应检查质量，并填写质量检查记录。6、 混凝土施工6.1、混凝土配合比要求见下表：施工部位密实度要求抗渗指标水灰比坍落度（cm）

8、含砂率（）水泥品种1m3混凝土水泥用量（kg）拱圈高密实度B60.55344550普通硅酸盐水泥300边墙高密实度B60.50233545普通硅酸盐水泥2806.2、混凝土骨料级配骨 料 类 型砂 子石 子筛孔尺寸（mm）5.02.51.20.60.30.1520203030累计筛余（）03535757510085100609040706.3、施工6.3.1、混凝土拌制：6.3.2、配合比配制的允许误差（按重量计）：材料种类工 地 拌 制砼工厂拌制塑性混凝土半干硬性混凝土水泥和干燥状态的掺合料221粗细骨料533水、附加剂溶液和潮湿状态的掺和料2116.3.3、强制式搅拌机最短搅拌时间混凝土拌

9、合物坍落度（cm）01277最短搅拌时间（s）12060456.3.4、混凝土拌合物的运送时间，自搅拌机卸料至入模灌筑振捣为止，不应超过下表：混凝土自搅拌机卸出的温度（）允许运送持续时间（min）30204520106010590运送混凝土拌合物应避免倒转装运，如由下导坑运到工作面灌筑拱圈时，盛装容器应有提升装置，以便连同容器提升。6.3.5、间歇灌筑间歇过程中如中断时间超过了混凝土初凝时间，应作间歇灌筑处理。间歇灌筑在拱圈和曲墙的灌筑面应成辐射状，直墙的灌筑面应成水平。环境温度与最大的中断灌筑时间参考表环境温度（）最大中断灌筑时间（h）30左右1.520左右2.010左右2.5间歇灌筑应俟灌

10、筑面混凝土达到1.2MPa以上的强度后再继续施工。混凝土达到1.2MPa的强度应有试验确定。6.3.6、混凝土振捣：混凝土振捣时每一振点的振捣延续时间应达到表面呈现浮浆和不再沉落为止。粗骨料粒径小的宜采用振幅较小、频率较高的振捣器；粒径较大的宜采用振幅较大、频率较低的振捣器。混凝土粗骨料粒径与振捣器选用表粗骨料最大粒径（mm）10204080最佳频率（次/min）6000300020001000最佳振幅（mm）0.040.10.20.4混凝土的合理振捣时间表振捣器类型插入式振捣器表层振捣器附着式振捣器振捣时间（s）203045601203006.4、养护与拆模6.4.1、养护方法环境温度在5以

11、下时，不洒水保育，按冬季施工有关规定做好防冻保温工作外，一般均应对圬工表面及钢、木模板进行洒水，并经常保持湿润。养护的洒水期限与水泥品种、空气湿度、气温等条件有关，见下表：洒水养护期限表水泥品种洒水养护期限相对湿度90相对湿度9060相对湿度60要求抗渗高或掺塑性附加剂时普通硅酸盐水泥不洒水71414火山灰质或矿碴水泥不洒水142121保养时间表混凝土类型环境温度()自圬工完成后开始保养时间（h）开始三天内三天以后半干硬性混凝土5以上2每昼夜洒水不少于68次，视气温而定每昼夜洒水至少4次塑性混凝土15以上810塑性混凝土5151012每昼夜洒水46次每昼夜洒水至少3次6.4.2、拆模时间不承重

12、的侧面模板：如工作缝的挡板、直墙和水沟电缆槽的模板等，一般情况下须等到混凝土强度达到2.5MPa以上时拆模。2.5MPa的强度应由试验决定，也可参照下表估算。混凝土达到2.5MPa强度所需时间表(d)水泥品种水泥标号混凝土设计强度环境温度（）51015202530普通硅酸盐水泥225C204.53.02.52.01.51.0325C203.02.52.01.51.01.0425C202.02.01.51.51.01.0承重的模板：如曲墙和单线隧道拱圈等，一般情况下须俟混凝土强度达到设计强度的70时拆除；受较大围岩压力的单线隧道和多线隧道的拱圈与曲墙模板则应俟混凝土达到设计强度的100后才可拆模

13、。混凝土达到所需强度的时间一般应由试验决定。7、 混凝土冬季施工7.1、一般规定7.1.1、凡拌合场地和隧道内灌筑地段的环境气温平均低于5或最低气温低于3时，以及混凝土拌合物在灌筑入模后、开始养护前的最低温度低于5时，均应视为冬季施工。7.1.2、在遭受冰冻作用前，混凝土在养护中的强度不应低于设计标号的50，并不低于7MPa。砌石圬工的砂浆不应低于设计标号70。所有圬工必须达到设计强度100后，才允许承受全部设计荷载。7.2、混凝土的冬季施工要求7.2.1、在选定配合比时，一般要采用硬化较快、水化热较高的特种水泥或普通硅酸盐水泥，水泥须在正温条件下使用。混凝土（或砂浆）宜选用较低的坍落度，减少

14、用水量，水灰比控制在0.65以内，并掺用加气剂。施工时应采用机械拌合和机械捣固。7.2.2、砂石集料应和水泥一并事先运入暖棚或洞内存储，夹有冰雪块粒的粗细骨料不能使用。7.2.3、混凝土（或砂浆）在洞外拌合，宜在暖棚内进行；在洞内拌合时，应在洞口设置12道门帘，防止冷空气侵入。环境温度宜在1015之间，必要时用加热方法升温。为保证满足要求的拌合温度，水泥和砂石集料应在0以上，拌合水温不低于5。不能满足要求时，一般先将水烧热，或者再将砂子铺在钢板上烘炒加热；在严寒条件下，石子和片石也应烘烤热透。7.2.4、冬季条件下混凝土的灌筑温度，一般在1525，在任何条件下不得低于5。水及砂石集料的加热温度

15、，主要根据灌筑温度以及混凝土在拌合、运送、灌筑等工序中的热量散失综合考虑，通过热功计算和试拌结果适当确定，但不能超过下表规定：混凝土搅拌装入与倾出时允许温度序号水泥种类最高允许温度（）装入搅拌机时混凝土倾出搅拌机时水砂石集料1225号普通硅酸盐水泥8060452325号普通水泥及矿碴水泥，225号火山灰质水泥7050403425号普通水泥604035注：、水的加热温度宜超过混凝土拌合温度1.520倍；砂石加热温度宜接近拌合温度；、拌合温度指混凝土自搅拌机倾出时的温度，在5cm深处量测。、如材料加热后发生水泥假凝现象，则适当降低材料加热和混凝土拌合的温度。7.2.5、拌合时热水应先与集料拌合后再

16、加水泥，拌合时间应比常温施工时的要求延长50。7.2.6、凡和混凝土（或砂浆）接触的铁器，如搅拌机鼓筒、铁皮桶、滑槽或串桶等，使用前均应先用热水冲洗，以免吸收混凝土（或砂浆）的水化热较大。运送混凝土（或砂浆）的容器应加盖盖严，必要时在容器外加保温材料包裹，以资保温，并使运送时间尽可能缩短。为使混凝土（或砂浆）在低温下加快强度的增长，一般都掺氯化钙或氯化钠溶液。掺入氯盐溶液后，尽可能避免间歇灌筑，时间也应缩短为1.5h。混凝土（或砂浆）的灌筑面环境温度在0及其以下时，模板外须加防寒保温材料覆盖，或采取保暖升温的措施。当混凝土达到拆模要求后，要使混凝土降温冷却速度每小时不超过10。7.2.7、混凝

17、土养护温度：在隧道内应尽先采用保温覆盖为主的蓄热法施工，如蓄热法不能满足养护温度时，可采取下述方法：、加热保温：隧道内每小时升温一般不超过10。、蒸汽养护：混凝土实体内的温度在任何条件下不能超过80。8、 低温早强混凝土施工低温早强混凝土是在混凝土内掺入少量氯盐，并采用热拌合物灌筑和一定的保温措施，在灌筑后初期保持正温硬化，有利于早强，而后可在一定范围的负温条件下继续硬化并获得设计的抗压强度。8.1、低温早强混凝土的氯盐掺入量，应根据混凝土灌筑后最初三天内预计达到的最低气温，按下表选定。低温早强混凝土因掺入氯盐，其适用条件与一般掺氯盐的混凝土相同。早强混凝土的氯盐掺入量参考值三天内构件周围的最

18、低气温（）掺氯盐量（氯化钙氯化钠）按水泥重量计混凝土表面系数混凝土灌筑温度（）保 温 措 施混凝土未获得抗冻强度前允许降温范围（）48小时末降温极限0150.50.5或01.046410205151 顶面覆盖一层草袋和5cm厚锯末2 木模板厚4cm01016251.01.046310205151 顶面覆盖一层草袋和10cm厚锯末2 木模板厚5cm再加一层草袋01526402.02.048152510201、 顶面覆盖一层草袋和10cm厚锯末2、 木模板厚5cm再加两层草袋020注：、表面系数是以结构物的冷却表面积与结构物的全部体积之比表示。、混凝土的灌筑温度系指灌筑捣固后在次一层混凝土覆盖前，

19、或在开始养护前，观测离模板5cm深处的温度。8.2、灌筑低温早强混凝土应符合下列规定：1 拌合温度不应高于30。2 拌合时氯盐先溶于拌合水中，以免氯盐与水泥加气剂直接接触，加气剂应在混凝土拌合一段时间约30s后加入。拌合的材料重量和氯盐掺入量须严格掌握。3 灌筑低温早强混凝土时，其相邻接触面的温度在5以上时，可不予加热，但应提高灌筑温度和加强保温覆盖。4 灌完混凝土应及时进行防冻保温，一般应铺设防水的油毛毡卷材，然后再铺保温隔热材料。（二） 衬砌施作1 拱部衬砌11、 拱架拱模隧道拱架分钢制和木制两种。钢拱架制造简单，便于拆装，不易损坏，拱下空间大，便于施工操作，宜普遍使用。不推荐使用木拱架。

20、单线隧道常用钢拱架的主要钢材规格为：大于等于38kg/m的钢轨或H150mm的工字钢（H为工字钢高度），一般分成二节。单线隧道拱架一般分直线、曲线两种，按W10，W50的断面尺寸制成。曲线加宽值变化时，用与拱架同型的短节钢材调整。加工时考虑两侧的加工误差，误差一般定为5cm。每榀钢拱架的配套零件如下表：单线隧道钢拱架配套零件表（以每榀计）零件名称说 明单位数量拱脚垫板用1015mm钢板制成，其尺寸应与钢拱架所用钢轨或工字钢尺寸相适应块2节点夹板用1622mm钢板制成块2夹板螺栓用1925mm的圆钢制成个812加宽垫块用拱架同型的短节钢材制作，各长100、200、300mm，基本加宽垫块各1块块

21、3纵向拉杆用1619mm的圆钢制成，用于拱架榀与榀间纵向连结根3拱圈钢模板要制成一定的拱度以适应拱架弧形，每块长度为100cm，宽度为50cm，且宽度不宜太大，以便能适应曲墙。拱圈封顶处三块模板宽度各为30cm，以适应各种加宽值的调整需要。组合钢模板采用U型卡连接，使模板间的接缝处十分密贴，混凝土浆液不易向外渗漏，但在装拆和搬运时注意防止变形和丢失配件。12、 拱架架立方法1.2.1、一般要求1 拱架位置在预定的拱圈灌筑段中，根据该段的线路中线和高程，定出起拱线和内拱顶位置，按法线方向和拱架间距立拱架。在曲线隧道中应注意加宽值和线路中线与隧道中线的偏移值。2 拱架间距拱架间距应根据围岩压力决定

22、，使用定型钢模板时，则根据模板长度决定，一般为1m。如围岩压力过大，使拱架有变形可能时，可缩小间距架立拱架，或在钢拱架下加设木支撑加强。3 预留沉落量单线隧道拱圈的预留沉落量，在先墙后拱法施工时，一般不大于5cm；在先拱后墙法施工时，按下表办理：单线隧道拱圈先拱后墙法施工预留沉落量规定值围 岩 类 别类类类类及以上预留拱圈沉落量（cm）2015151010551.2.2、单线隧道立拱架的方法和步骤1 先拱后墙法施工：将每榀拱架节点连接好，先按照大致间距立起，用临时木撑固定；并在拱架和两侧拱脚绷线，用首尾两榀拱架按绷线调整其位置和高程，拱架脚铁垫板下加好木楔，拱架与岩壁间用短木顶紧，然后依次将中

23、间各榀拱架调整妥善，并随灌筑进度逐步加装模板。2 先墙后拱法施工：边墙筑好后，先立排架并加纵梁和横梁，搭设平台，于其上立拱架。3 立好的拱架应在拱弧与岩壁间用短撑撑稳；拱弧下有可能时也用木撑加固，或可与脚手平台连结好，以确保拱架不变形。13、 砌筑拱圈、确定筑拱环节筑拱环节的长短，主要视围岩类别与操作条件而定，并尽可能消除间歇灌筑，一般参照下表：筑拱环节围 岩 类 别类类类类类筑拱环节长度（m）224466881214、 灌筑拱圈混凝土1.4.1、所有木支撑都应拆除。坍方地段或松软围岩不能事先拆除时，应边灌筑边拆除，必要时可用预制混凝土短柱顶替支撑。在衬砌断面以外，围岩压力特大而拆除支撑确有困

24、难时，才允许留有支撑木和填塞木。1.4.2、两个灌筑拱圈工作面的合拢封顶一般选在围岩较稳定地段和超挖较少的地方预留一个40cm左右的方孔，先将方孔立好模板和支撑，将其周围的拱圈混凝土灌完。待混凝土达到一定强度后拆除方孔模板，孔下安设木盒，木盒顶部无盖，底板能在盒内推移，木盒高度应根据合拢封顶所需的拱圈体积及拱圈背后回填空隙在内的全部混凝土的容量而定。将千斤顶预置于木盒底板下，用千斤顶将混凝土推送入方孔内。2 墙部衬砌21、 墙架架立和放样墙架用于灌筑混凝土边墙，要求结构简单、牢固，尺寸定型，不阻塞运输，并能承受衬砌荷载。曲墙地段应特制弧形墙架，两侧墙架中间用横撑支撑牢固，防止变形跑模。在需要通

25、行大型机械地段或其他不能安设水平横撑时，墙架支撑立柱应设法与边墙背后岩壁连结牢固，可采用可卸式锚杆或用镀锌铁丝与岩壁固结。边墙放样应根据中线桩进行，只有在先拱后墙法地段回头马口立墙架时，才能按其相邻两端已筑好的边墙立模，并应从拱脚吊下线砣以核对。仰拱的拱座应结合曲墙施工一次放样做好。22、 混凝土灌筑灌筑混凝土地速度不宜过快，从下往上依次灌筑，组合钢模板也边灌边立。灌筑上部边墙时，混凝土的坍落度宜较下部酌情减小。边墙背后有排水设施时，应与边墙混凝土同时进行施工。两侧边墙同时灌筑，高度差不得大于0.5m。3 避车洞修筑避车洞前，宜先定出其位置，在其相邻前后两端边墙完成后进行，可与衬砌同时施工。3

26、1、 大小避车洞的拱架避车洞的拱架和墙架也有钢木之分，一般用钢木混合结构。对于小避车洞而言，木结构的拱弧板用双层5cm厚木板，其余均为1010cm方木或12cm圆木制成；钢木混合结构的拱架用12kg/m小钢轨和6363mm等边角钢制成，墙架均用1010cn方木。每座小避车洞一般都用2榀拱墙架组成。32、 施工注意事项3.2.1、边墙施工时，应注意不要漏设或错设避车洞。避车洞位置应与衬砌断面变化处及沉降缝或伸缩缝的位置错开。3.2.2、避车洞位置要符合规定，特别要注意与内轨顶面高有关的h值，因它在直线和曲线隧道不同；而曲线隧道的内侧和外侧又有不同，故应按照规定要求计算。3.2.3、避车洞施工时，

27、为操作方便，应先灌背墙，后灌边墙，再灌背墙的拱圈下弧形部分，最后灌筑拱圈。3.2.4、避车洞应在前后两端边墙完成后随即做好，避免集中修筑，增加避车洞拱、墙架和模板的用量。4 底部衬砌41、 仰拱4.1.1施工方法和步骤边墙完成后，仰拱应紧跟进行。仰拱施工时应保证洞内运输畅通，且应采用分段间隔作业，施工方法有两种：1 围岩侧压力不很大时，常采用架设钢管或钢轨束承托运输轨道的方法：开挖仰拱前，先在轨道枕木两端的下部，个挖出能设置一根钢管的位置，放入不小于160mm的钢管，并将钢管与每根枕木两端用镀锌铁丝捆扎牢固。钢管的长度应基本一致，钢管愈长，仰拱开挖和灌筑的分段愈少，但受力状况也愈差。挖出的仰拱

28、断面经检查后，随即灌筑仰拱。2 围岩压力较大时，宜采用横梁支撑两侧墙脚的方法：施工前先将20cm以上的圆木横梁两端架设抵住边墙脚（应在仰拱拱座位置的上部）并用木楔楔紧，横梁纵向的间距常为1.21.0m。架好1020m长度后，即将运输轨道移钉于横梁上，然后进行仰拱施工。4.1.2、施工注意事项1 隧底围岩松软时，尽可能使用风镐开挖，必须爆破时，要严格控制装药量。2 仰拱不能欠挖，超挖在允许规定内用同标号混凝土灌筑；超挖较多时，先用浆砌片石回填后再做仰拱。3 灌筑仰拱混凝土时，应使用仰拱大样的样板，每间距2m设置一个，以检查和控制仰拱断面。灌筑时由仰拱中心向两侧扩展至拱座为止。42、 隧道铺底4.2.1、施工步骤隧道主体工程基本完成后，即可进行铺底工作。为了圬工结合良好，一般先做水沟电缆槽，再做铺底。短隧道的铺底由隧道中心点向两端从洞内向洞口铺筑。4.2.2、施工注意事项1 铺底的顶面高层，应根据轨顶标高正确量测，以免影响道碴厚度。2 隧底应保持正确的纵向和横向坡度，表面平整。隧底铺筑后，要紧贴隧底面用凿岩机在水沟侧壁上钻下斜眼作泄水孔，孔眼间距最大为40cm。3 隧底超挖过多时，先用浆砌片石回填后再进行铺筑。