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隧道工程二次衬砌施工 中铁二十局集团沪昆客专杭长湖南段第二项目分部二 一 年十二月 一 准备工作二 设计参数三 技术要求四 施工要点五 仰拱施工工艺及填充六 仰拱施工注意事项七 二次衬砌混凝土施工八 机械人员配备九 质量标准十 质量控制及检验十一 安全及环保要求 一 准备工作1 在施工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计 阅读 审核施工图纸 澄清有关技术问题 熟悉隧道规范和二次衬砌的技术标准 制定施工安全保证措施 提出应急预案 对施工人员进行技术交底 对参加施工人员进行上岗前技术培训 考核合格后上岗 2 根据施工需要配备机械设备 并对输送泵进行调试 试验室提前做好施工配合比 二 设计参数采用模筑混凝土施工 具体设计参数见下表 三 技术要求1 二衬施工前先对初期支护质量和净空断面检测 只有在初期支护的质量符合设计和规范要求 并且断面净空能保证二衬厚度的情况下才能进行二衬施工 变形基本稳定应符合下列条件 隧道周边变形速率明显趋于减缓 拱脚水平收敛小于0 2mm d 拱顶下沉收敛速度小于0 15mm d 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 初期支护表面裂隙不再继续发展 2 二衬台车就位前 要检查防水板的挂设质量 纵向排水盲沟安装质量 确保排水系统完善 畅通 检查钢筋网 若有 的焊接质量 3 混凝土在拌合站集中搅拌 施工前按设计提供的强度要求进行室内试验 确定设计配合比 再根据现场粗细骨料的含水量 确定施工配合比 混凝土配合比应保证其抗压强度 抗渗强度达到设计及规范要求 4 衬砌模板台车的加工必须符合设计和规范要求的尺寸 并经验收合格后方可投入使用 5 为加强混凝土结构强度及耐久性 拱墙二衬中添加纤维素纤维 掺量0 9kg m3 6 二衬钢筋净保护层厚度为50mm 钢筋采用钢筋接驳器连接 施工中根据实际情况分段 相邻连接位置应相互错开 同一区段内钢筋接头面积不大于全部的50 且连接位置不得位于拱顶 焊 连 接接头在受弯构件的受拉区不得大于50 轴心受拉构件不得大于25 钢筋接头应避开钢筋弯曲处 距弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍 在同一根钢筋上应少设接头 同一截面 内 同一根钢筋上不得超过一个接头 注 两焊 连 接接头在钢筋直径的35倍范围且不小于500mm以内 两绑扎接头在1 3倍搭接长度范围且不小于500mm以内 均视为 同一截面 7 素混凝土二次衬砌结构加强 1 洞口段150m范围内的素混凝土二次衬砌 采用在拱墙二次衬砌内设置三肢钢架与单层钢筋网片相结合以及掺加纤维素纤维的方式对结构进行加强 2 洞口段150m范围以外的素混凝土二次衬砌 采用在拱墙二次衬砌中掺加纤维素纤维的方式进行加强 如需下锚或设置接触网悬挂时 则另外设置单层钢筋网片进行加强处理 3 三肢钢架纵向间距2m一榀 钢架主筋采用 22钢筋 单层钢筋网位于衬砌内侧 采用 16钢筋 间距200mm 200mm 四 施工要点1 深埋段二次衬砌施工在围岩和初期支护变形基本稳定后进行 浅埋段岩堆等不稳定地段应及早施作二次衬砌 二次衬砌距掌子面的距离 级围岩不得大于120m 级围岩不得大于90m 级围岩不得大于70m 2 隧道混凝土衬砌标准断面采用全断面液压钢模衬砌台车 台车长10 5m 采用混凝土输送车运输 砼输送泵泵送入模 台车中 间门架结构的净空预留足够的高度及宽度 供其它施工机械通行 门架结构 支撑系统及模板的强度和刚度满足各种荷载的承压 模板台车的外轮廓在灌注混凝土后保证隧道净空 模板台车墙部作业窗分层交错布置 层高不大于1 5m 每层设置4个窗口 其净空50 50cm 两端设检查孔 并设有相应的混凝土输送管支架或吊架 通风管采取穿越形式 附着式振动器能单独启动 模板台车拱顶预留 3个混凝灌注口 灌注完成后封孔 检查孔在拱顶沿中线每2 3m设一孔 3 仰拱及仰拱填充采用仰拱栈桥 超前二次衬砌施作 不留纵向施工缝 4 钢筋混凝土衬砌浇筑前做好钢筋绑扎工作 钢筋角隅要加强振捣 浇筑前按图纸规定预留沟 槽 管洞或预埋构件 混凝土自模板窗口左右对称同时灌筑 由下向上 对称分层 先墙后拱灌筑 倾落自由高度不超过2 0m 5 灌注前清除防水层表面杂物并洒水润湿 6 模板台车走行轨道的中线和轨面高程误差不大于 10mm 台车就位后启动微调机构 用仪器校正模板外轮廓与设计净空相吻合 并锁定台车 7 钢筋混凝土衬砌地段 必须用与衬砌混凝土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块 垫块的位置和数量应符合设计要求 当无设计要求时 不少于4个 m2 确保钢筋保护层的厚度 主筋保护层尺寸应不小于30mm 迎水面主筋保护层不小于50mm 8 钢筋表面的污渍 水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净 9 检查现场施工机械设备和风 水 电等管线路 并试运转 确保各项作业正常运行 保证混凝土连续灌注 10 每衬砌段拱顶部位应预留不少于3个注浆孔 11 衬砌混凝土抗压强度试件每200m应采用同条件养护试件检测结构实体强度1次 混凝土抗渗性每200m应制作检查试件1组 6个 不足200m时也应留置1组 当使用的材料 配合比或施工工艺发生变化时 应另行制作检查试件1组 12 混凝土生产和运输 混凝土的生产 混凝土集中拌和 在拌和站内设置2套jsp750强制式混凝土搅拌机和全自动计量系统 为保证混凝土下料准确 拌合站的自动控制和自动计量系统定期检查标定 砂 石质量严格控制 混凝土运输 从拌和站用砼罐车运输到作业现场 由混凝土输送泵灌筑 13 钢筋加工加工时钢筋应平直 无局部曲折 如遇有死弯时 应将其切除 钢筋表面应洁净 无损伤 油漆和锈蚀 钢筋级别 钢号和直径必须符合设计要求 所有加工好的钢筋 一律按规格 型号挂牌 分别存放 并作好防锈工作 设专人负责 钢筋的安装位置 间距 保护层及各部钢筋大小的尺寸应符合施工图的规定 钢筋制作及安装严格按验标 施工指南及设计图纸要求 由钢筋预制加工厂统一制作 现场人工绑扎 焊接 施工时应防止损坏防水板和注意预埋件的安装 五 仰拱施工工艺及填充仰拱施工工艺流程见 仰拱施工工艺流程图 移动栈桥构造如下图所示意 1 隧底清理施工前 应将隧底虚渣 杂物 泥浆 积水等清除干净 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 钢筋连接仰拱钢筋布置见杭长 隧 参01 钢筋净保护层厚度为5cm 采用钢筋接驳器连接 同一区段内钢筋接头面积不大于全部钢筋面积的50 移动栈桥构造示意图仰拱与边墙衔接处预留连接钢筋 接头要错开 连接质量要保证 使仰拱与边墙衔接成为一个整体 3 立模 要求使用钢模板 面板厚度为 5mm 在保证仰拱衬砌厚度的情况下 严格控制模板顶面标高 立模要求模板表面平整 安装到位 支撑牢固 当仰拱采用分段施工时 注意预留纵向钢筋搭接位置 按测量班放样位置 标高准确立模并固定牢固 避免混凝土浇筑时出现跑模现象 4 仰拱浇筑浇筑仰拱应从仰拱中心向边墙方向两边对称进行 混凝土所用材料应符合设计规范要求 并严格按试验室提供的配合比进行施工 控制好粗骨料粒径 水灰比 坍落度及拌和时间 振捣采用插入式振捣器振捣 振捣过程中应避免出现过振 漏浆现象 要求振捣密实 绝不能出现蜂窝状 保证混凝土强度 混凝土表面高程不得高于设计值 施工中要按照混凝土施工工艺进行 采用插入式振捣器振捣 振捣均匀 密实 施工完成后抹面 拉毛 保证找平层厚度 但严格控制顶面高程 不得出现正偏差 在砼浇筑过程中 观察模板 支架 钢筋 预埋件和预留孔洞的情况 当发现有变形 移位时 应及时采取加固措施 混凝土浇筑应连续进行 当因故间歇时 其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间 当超过允许间歇时间时 按接缝处理 衬砌砼接缝处必须进行凿毛处理 5 仰拱填充在混凝土强度达到设计值的70 以上后 清除仰拱上面的碎碴杂物 并清洗干净 无积水 方可浇筑仰拱填充 仰拱填充采用整幅浇筑 其表面高程不得大于设计高程 仰拱填充采用c20混凝土 严禁使用片石回填 6 预留预埋在明暗交界处设置变形缝 为减少变形缝两侧沉降 仰拱部位二次衬砌内设 32双层抗剪钢筋 钢筋环向间距20cm 单根长50cm 仰拱变形缝空隙采用填缝料填塞密实 仰拱环向施工缝设置中埋式止水带 按照设计图纸 当仰拱填充时 埋入纵向中心管沟 要保证纵向水沟的坡度 以利于排水 埋入横向 100的pvc排水管 纵向间距10m 一端接入纵向中心管沟 另一端接入隧道边沟 保证2 的流水坡度 7 养护仰拱填充混凝土施工完成后 采用通体洒水保湿养护 且养护不得中断 养护时间为14d 8 拆模仰拱衬砌混凝土强度应达到8 0mpa以上 特殊情况 应根据试验及监控量测结果确定拆模时间 砼生产 运输 浇注砼 仰拱立模定位 捣固 养护 隐检 清浮碴 栈桥定位 测量 中埋式止水带 设槽形挡头模 抽排水 接缝防水处理 仰拱施工工艺流程图 六 仰拱施工注意事项1 仰拱施工采用移动式栈桥跳槽施工 由中心向两侧对称进行 仰拱与边墙衔接处机械捣固密实 为改善洞内作业环境 保护好隧道基底 仰拱及铺底超前二次衬砌施工 一次成型 仰拱施工采用自行式移动栈桥 分段开挖 整体浇筑砼 并与二次衬砌矮边墙同时施工 2 仰拱成型采用浮放模板支架 配大块钢模 仰拱超前拱墙二次衬砌 其超前距离保持3倍以上衬砌循环作业长度 清理完毕经检查符合设计要求后施作结构防水 再绑扎钢筋或安设钢架 立模 中埋式止水带 最后整体灌注仰拱混凝土设槽形挡头模 3 施工前 应将隧底虚渣 杂物 泥浆 积水等清除干净 并用高压风将隧底吹洗干净 超挖应采用同级混凝土回填 填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑 不得同时浇筑 仰拱开挖后及时施作仰拱 防基软化及早形成闭合环 4 仰拱的整体浇筑应采用防干扰作业栈桥等架空设施 以保证作业空间和新浇筑混凝土结构不受损坏 5 隧底开挖后应及时施作仰拱 仰拱混凝土应整体浇筑 一次成形 填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后进行 6 仰拱施工缝和变形缝应作防水处理 7 仰拱填充混凝土强度达到5mpa后允许行人通行 达到设计强度的100 后允许车辆通行 仰拱栈桥配置数量根据开挖支护进度及仰拱混凝土强度增长情况确定 8 仰拱二次衬砌模板与混凝土的接触面应平整光滑 安装必须稳固牢靠 接缝严密 不得漏浆 模板与混凝土的接触面应平整光滑 清洗干净 涂刷隔离剂 9 混凝土应对称 分层浇筑 分层捣固 捣固应采用插入式振动器 插入式振动棒需变换其在砼中的位置时 应竖向缓慢拔出 分层浇筑 不得用插入式振动棒平拖驱赶堆积的拌合物将其推向远处 振捣时间宜为10 30s 10 仰拱混凝土抗压强度试件每500m应采用同条件养护试件检测结构实体强度1次 混凝土抗渗性每500m应制作检查试件1组 6个 不足500m时也应留置1组 11 砼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 12 仰拱施工缝应埋设中埋式止水带 13 混凝土的运输 浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间 同一施工段的混凝土应连续浇筑 14 仰拱表面应平顺 确保水流畅通 高程允许偏差为 15mm 表面平整度允许偏差为20mm15 混凝土浇筑完毕后 在12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护 16 回填注浆应在衬砌混凝土强度达到设计强度的70 后进行 七 二次衬砌混凝土施工1 净空量测拱墙衬砌施工前 先对隧道净空进行量测 合格段落可以直接按照设计铺设防水板 不合格段落需采取相应措施进行整理合格 2 防水板挂设防水板应保持松弛适度 表面无破损 焊缝密实 不漏气 3 衬砌钢筋钢筋加工弯制前应调直 并将表面油渍 水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净 加工后的钢筋 表面不应有削弱钢筋截面的伤痕 按照设计要求进行衬砌钢筋制做 钢筋接头应设置在承受应力较小处 并应分散布置 配制在 同一截面 内受力钢筋接头的截面面积 占受力钢筋总截面面积的百分率 应符合设计要求 钢筋的布置形式必须符合设计要求 钢筋绑扎时 不能烧伤防水板 4 模板台车就位拱墙二次衬砌采用全断面整体钢模衬砌台车 施工前对施工缝界面进行处理 浮浆清理干净 并涂抺界面剂 保证台车走行轨道中线和隧道中线 重合误差在台车设计调整范围内 施工前准确测量使衬砌台车定位 保证衬砌台车中线与隧道中线一致 高程达到要求 测量复核无误 拱墙模板成型后固定 模板安装必须稳固牢靠 接缝严密 不得漏浆 模板表面要光滑 与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂 涂刷时均匀且不污染混凝土表面及钢筋 当台车就位后 用螺杆将台车和模板锁定 然后清理基底杂物 积水和浮碴 装设钢制或木制挡头模板 并按设计要求装设橡胶止水带 模板台车安装完毕并自检合格后报请监理工程师检查 合格后开始衬砌混凝土灌注 堵头板分层设排水孔排出泌浆水 在堵头板上沿竖向每20 30cm设可以封闭的孔 10 14的螺钉孔即可 浇筑时根据混凝土的层面 依序打开孔排水 排完水及时封孔 灌注混凝土自下而上 先墙后拱 对称浇筑 5 浇筑衬砌混凝土混凝土采用集中拌合站拌合 搅拌运输车运输 输送泵泵送混凝土入模灌注 插入振捣器捣固 混凝土泵送软管从模板台车的进料窗口 从最低一级窗口逐渐上移 处注入混凝土 混凝土应对称 分层浇筑 分层捣固 每层浇注高度不大于50cm 为保证混凝土的密实性 采用高频振捣器振捣 附着式震动器振捣 防止钢模台车偏移 倾落自由高度不超过2 0m 在砼浇筑过程中 观察模板 支架 钢筋 预埋件和预留孔洞的情况 当发现有变形 移位时 应及时采取加固措施 混凝土浇筑应连续进行 当因故间歇时 其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间 当超过允许间歇时间时 按接缝处理 衬砌砼接缝处必须进行凿毛处理 混凝土浇筑分层厚度 指捣实后厚度 宜为振捣器作用部分长度的1 25倍 但最大摊铺厚度不宜大于600mm 在新浇筑完成的下层混凝土上再浇筑新混凝土时 应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土 采用模板台车浇筑钢筋混凝土二衬地段 先绑扎钢筋骨架 然后台车就位 钢筋与模板间的距离 混凝土保护层 钢筋与防水板间的距离 防止损伤防水板 应进行调整 通过作业窗用支撑 垫块将钢筋固定在其间 边灌注混凝土边拆除支撑 若采用穿透防水板的锚杆固定时 穿孔部位应压止水橡胶垫 单面或双面 确保以后不会渗水 混凝土运到场后应作坍落度检查 泵送混凝土一般以15 18cm为宜 掺加高效减水剂的混凝土随运输时间的延长 坍落度的损失较大 加上隧道施工不可见因素较多 往往造成泵送困难或堵管的现象发生 成品混凝土到场 输送泵 后 应检测坍落度 若与要求不符 应调整配合比或增加缓凝剂 由试验决定 拱部泵送压力不能过大 以防导致模板台车变形 所以拱顶往往会形成月牙状空腔 特别是线路标高较高的一端 采用在模板台车拱尖处设预留注浆孔措施能达到在二次衬砌背后注浆的目的 当混凝土浇筑面接近顶部 以高于模板台车顶部为界限 进入封顶阶段 为了保证空气能够 顺利排除 在堵头的最上端预留两个圆孔 安装排气管 其大小以 50mm为宜 排气管采用轻质胶管或塑料管 以免沉入混凝土之中 将排气管一端伸入仓内 且尽量靠前 以免被泵管中流出来的混凝土压住堵死 另一端即露出端不宜过长 以便于观察 随着浇筑继续进行 当发现有水 实为混凝土表层的离析水 稀浆 自排气管中流出时 以泵压 0 5mpa为宜 即说明仓内已完全充满了混凝土 立即停止浇筑混凝土 撤出排气管和泵送软管 并将挡板的圆孔堵死 封顶混凝土按规范严格操作 从内向端模方向灌注 排除空气 保证拱顶灌注厚度和密实 6 脱模养护在初期支护已稳定地段二衬混凝土强度达到8mpa以上时即可脱模 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 应根据设计 试验及监控量测结果决定拆模时间 砼灌注完毕12h小时以内开始对混凝土加以覆盖并保湿养护 混凝土养护的最低期限应符合有关要求 且养护不得中断 混凝土强度达到5mpa前 不应再其上安装模板 当环境气温低于5 时不应浇水 八 机械人员配备机械 全断面液压衬砌台车1台 拌合站1座 混凝土输送车3台 砼输送泵2台 钢筋切断机1台 钢筋弯曲机1台 电弧焊机4台 仰拱栈桥1 3台 根据施工进展到位 人员 30人 施工准备 台车移位 台车定位 1 中线水平放样检查2 铺设衬砌台车轨道 1 水平定位立模2 拱部中心线定位立模3 边墙模板净空定位4 清理基底 涂脱模剂 1 自检2 监理工程师隐检 隐蔽检查 灌筑混凝土 脱模 台车退出 养护 混凝土拌合 混凝土运输 混凝土泵送 二次衬砌施工工艺流程图 九 质量标准1 隧道竣工后衬砌轮廓线严禁侵入设计轮廓线 2 衬砌混凝土的强度 耐久性 耐腐蚀性 抗渗性及抗冻性必须符合设计要求 防水混凝土所使用的粗 细骨料必须是现行国家标准 建筑用卵石 碎石 gb t14685 93 和 建筑用砂 gb t14684 93 规定的优等品或一等品 3 衬砌混凝土使用的粗 细骨料 当更换产地或同一产地连续使用2年以上时 应做选料源检验 其检验内容应包括颗粒级配 坚固性 有害物质含量和碱活性 4 衬砌混凝土必须采用强制式搅拌机搅拌 高频机械振捣 搅拌时间不应小于3min 振捣时间宜为10 30s 避免漏振 欠振 超振 掺外加剂时 应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间 掺引气剂或引气型减水剂时 应采用高频插入式振捣器振捣 5 拌制混凝土时 原材料称量应采用自动计量装置 衡器应定期检定 每次使用前应进行零点校核 保证计量准确 6 混凝土应采用运输搅拌车 轮式或轨式 运送 其运输能力应与搅拌设备的搅拌能力配合适 宜 应确保运输设备不漏浆和不吸水 装料前要清除容器内粘着的残渣 装料要适当 运输设备使用前须湿润 7 混凝土衬砌采用全断面一次成型法施工 有仰拱的衬砌应先施作仰拱 8 二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作 特殊条件下 如松散堆积体 浅埋地段 的二次衬砌应在初期支护完成后及时施作并采用加强措施 9 有仰拱的衬砌 应先浇筑仰拱后再进行仰拱回填 仰拱拱座应与墙基同时浇筑 10 隧底混凝土施工前应清除基底虚碴 淤泥 积水和杂物 11 仰拱和底板混凝土强度达到5mpa后行人方可通行 达到设计强度的100 后车辆方可通行 12 混凝土运输 浇筑及间歇的全部用时不应超过混凝土的初凝时间 底层混凝土初凝后浇筑上一层混凝土时 应按施工缝处理 13 初期支护与二次衬砌应密贴 空隙应通过预留孔回填注浆填满 14 当工地昼夜平均气温连续3d低于5 或最低气温低于 3 时 应采取冬期施工措施 当工地昼夜平均气温高于30 时 应采取夏期施工措施 15 衬砌模板 钢筋 混凝土 底板 仰拱