隧道二次衬砌施工方案

1 隧道二次衬砌施工方案隧道二次衬砌施工方案 一 编制说明一 编制说明 1 1 编制依据 编制依据 1 1 舟山金塘岛互通至大浦口疏港公路两阶段施工图设计第 1 合同第四册 1 2 公路隧道施工技术规范 JTG F60 2009 1 3 公路隧道施工技术细则 JTG T F60 2009 1 4 公路工程质量检验评定标准 JTG F80 1 2004 1 5 公路工程施工安全技术规程 JTJ 076 95 1 6 实施性施工组织设计 1 7 隧道施工安全专项方案 2 2 编制目的 编制目的 为了保证石蛋岭隧道二次衬砌的施工安全和施工质量 确保二 次衬砌工程顺利施工 3 3 适用范围 适用范围 本方案适用于石蛋岭隧道二次衬砌的施工 二 工程概况二 工程概况 1 1 工程简介 工程简介 石蛋岭隧道为分离式隧道类型 左线起讫桩号为 ZK1 100 ZK1 770 长 670 米 右线起讫桩号为 K1 116 K1 781 长 665 米 左右线设计线间距 23 米 洞口采用削竹式设计 2 2 隧道工程地质概况 隧道工程地质概况 石蛋岭隧道表部覆盖碎石含粘土角砾 下伏基岩为凝灰岩 隧 道穿越强 微风化岩体 地下水主要为基岩风化裂隙水 地下水水量 2 贫乏 水文地质条件较简单 3 3 隧道衬砌结构 隧道衬砌结构 3 1 明洞 明洞结构为现浇钢筋混凝土等截面直墙式衬砌结构 3 2 暗洞衬砌结构 暗洞衬砌结构按新奥法原理 采用复合式支护结构形式 初期 支护以锚杆和钢筋网喷砼组成联合支护体系 二次衬砌采用模筑砼 结构 初期支护与二次衬砌结构之间设防水排水夹层 二次衬砌采 用 C30 泵送砼结构 抗渗标号应达到 S8 三 主要施工技术方案三 主要施工技术方案 1 1 技术参数 技术参数 本合同段隧道有 四种围岩级别 共八种衬砌型式 其中 Sma S5 JQ S5 S4JQ S4 衬砌类型设仰拱 S3 衬砌类型不 设仰拱 其分类长度见表 3 1 隧道衬砌类型表 1 1 衬砌设计参数 见表 3 2 衬砌厚度设计参数表 表 3 1 隧道衬砌类型表 衬砌级别长度 m 隧道名称起止里程长度 m SmaS5 JQS5S4 JQS4S3 ZK1 100 ZK1 770670403258120420石蛋岭隧 道 K1 116 K1 7816653823176960458 表 3 2 衬砌厚度设计参数表 衬砌类型 部位 SmaS5 JQS5S4 JQS4S3 拱墙 65cmC30 防 水钢筋砼 45cmC30 防 水钢筋砼 45cmC30 防 水钢筋砼 40cmC30 防 水钢筋砼 35cmC30 防 水钢筋砼 35cmC30 防 水钢筋砼 3 2 2 施工工艺 施工工艺 图图 3 13 1 衬砌施工工艺流程图衬砌施工工艺流程图 3 3 排水管施工 排水管施工 喷砼面处理 排水盲管安装 报 验 铺设防水板 设钢筋段钢筋制安 报 验 去污 涮脱模剂 衬砌台车就位 台车定位 预埋件安装 报 验 立堵头板 安止水带 条 灌 注 砼 脱 模 养 护 砼制备 不合 格 合格 不合 格 不合 格 合 格 合 格 养 护 报 验 合 格 不合 格 4 3 1 衬砌背后排水设施有环向 50 软式透水管 边墙纵向盲沟 为 100HDPE 打孔波纹管 横向 50HDPE 排水管 富水区段 断层 带开挖后拱部滴水淋水区段 衬背排水土工布后设环向盲沟 具体 视隧道开挖后的富水情况 按 涌水 淌水 淌水 渗水 渗 水 滴水 三种形态确定 级围岩区段环向排水盲沟按纵向 间距 1 5 3 0m 设置 级围岩区如仅有少量渗水 滴水地段 环向 排水盲沟应使情况按纵向间距 5m 铺设 3 2 环向排水管的安装 在排水管安装之前 根据设计间距要 求 在初期支护表面画线标出环向 50 透水管的位置 采用间距 1m 的铁皮带固定 铁皮带用膨胀螺栓固定 将排水管抱紧固定在初 期支护表面 3 3 在环向排水管安装完毕以后 施工纵向 100HDPE 打孔波 纹管 纵向排水管设置在边墙基础内 与环向排水管 横向排水管 用三通管连接 施工纵向排水管的时候 要求在施工完成防水板的 时候 防水板应卷绕过纵向排水管 并将纵向排水管裹紧 避免在 混凝土浇注的过程中将纵向排水管或横向排水管损坏 3 4 纵向 环向排水管要求超前衬砌有 30m 以上 防水板施工 要求超前衬砌 24m 形成平行流水作业 4 4 防水板施工 防水板施工 4 1 防水层铺设前基面准备 防水层铺设前 应先对隧道初期支护喷射砼表面进行处理 钢 筋网等凸出部分 先切断后永锤铆平抹砂浆素灰 切除锚杆头和钢 筋露头 通过补喷或凿除使初期支护表面平整圆顺 凹凸量不得超 过 5cm 5 4 2 铺设无纺布 首先用简易作业台车将单幅无纺布固定到预定位置 然后用专 用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射砼上 专用热熔衬垫及射钉 按梅花型布置 拱部间距 0 5 0 7m 边墙 1 0 1 2m 无纺布铺设要 松紧适度 使之能紧贴在喷射砼表面 不致因过紧被撕裂或因过松 使无纺布褶皱形成人为蓄水点 无纺布幅间搭接宽度大于 10cm 4 3 铺设 EVA 防水板 先用简易作业台车将 EVA 防水板固定在预定位置 防水板间搭 接缝应与变形缝 施工缝等防水薄弱环节错开 1m 以上 防水板吊环 间距需根据其铺挂松弛率要求来确定 环向松弛率经验值一般取 10 纵向松弛率一般取 6 根据初期支护表面平整程度适当调整 4 4 防水板间自动热熔焊接 防水板之间用自动双缝热熔焊接机按照预定的温度 速度焊接 单条焊缝的宽度不小于 1cm 焊接后两条缝间留一条空气道 用空 气检测器检测焊接质量 焊接前先除尽防水板表面的灰尘再焊接 防水板搭接宽度须大于 10cm 4 5 焊缝检测 采用检漏器现场检测防水板焊接质量 先堵住空气道的一端 然后用空气检测器从另一端打气加压 直至压力达到 0 1 0 5Mpa 并能稳定 3 5 分钟 说明完全粘合 否则 须用检测液 如 肥皂水 找出漏气部位 用手动热熔器焊接修补后再次检测 直到完 全粘合 4 6 防水板破损处修理 如发现防水板有破损 必须及时修补 先取一小块防水板 除 6 尽两防水板上的灰尘后 将其置于破损处 然后用手动电热熔器熔 接 熔接质量用真空检测器检测 若不合格必须重接新修补 5 5 橡胶止水带 条 施工 橡胶止水带 条 施工 5 1 衬砌施工缝处设置带注浆管的膨胀止水条 变形缝处设置 中埋式止水带 5 2 止水条的安装 环向施工缝采用在端头模板中间固定木条 或金属构件 混凝土浇筑后形成凹槽 槽的深度为止水条厚度的一 半 宽度为止水条宽度 拆模后进行清洗 在浇筑下一环混凝土之 前 对预留槽进行清理 清除残渣 磨光槽壁 最后将止水条粘贴 在槽中 然后模板台车定位 浇筑下一循环的混凝土 5 3 止水带的安装 沿衬砌环线每隔 0 5 1 0m 在端头模板上钻 一个 12 的钢筋孔 将制成的钢筋卡穿过挡头模板 内侧卡紧止水 带的一半 另一半止水带平靠在挡头板上 待混凝土凝固后拆除挡 头板 将止水带拉直 然后弯曲钢筋使其卡紧止水带 挡头板外侧 应加设一背托钢筋 采用穿板铁丝将钢筋卡与其连接 以确保安装 止水带不变形 6 6 二次衬砌施工 二次衬砌施工 6 1 钢筋的加工和安装 1 横向钢筋和纵向钢筋的每个节点均必须进行绑扎或焊接 2 受力主筋的搭接采用单面焊接 焊接搭接长度不小于 10d d 为钢筋直径 位于同一连接区段内的搭接接头面积百分率 不大于 50 3 相邻主筋搭接位置应错开 错开距离应不小于 100cm 4 仰拱浇筑时注意主筋预留 当于拱部主筋间采用绑扎连接 7 搭接长度为 100cm 5 同一受力钢筋的两处搭接 距离不小于 150cm 6 箍筋连接点应在纵横向筋的交叉连接处 必须进行绑扎或焊 接 以保证两层主筋之间的间距 7 受力主筋于模板之间设符合设计要求保护层厚度的混凝土垫 块 6 2 模板台车就位 1 台车拼装调试 衬砌台车工厂制造 现场拼装 衬砌前对模板表面进行彻底打 磨 清除锈斑 涂油防锈 2 台车就位调整 台车模板定位采用五点定位法 即 以衬砌圆心为原点建立平 面坐标系 通过控制顶模中心点 顶模与侧模的铰接点 侧模的底 脚点来精确控制台车就位 曲线隧道应考虑内外弧长差引起的左右 侧搭接长度的变化 以使弧线圆顺 减少接缝错台 台车模板应与混凝土有适当的搭接 10cm 曲线地段指内侧 撑开就位后检查台车各节点连接是否牢固 有无错动移位情况 模 板是否翘曲或扭动 位置是否准确 保证衬砌净空 为避免在浇注 边墙砼时台车上浮 还须在台车顶部加设木撑或千斤顶 同时检查 工作窗状况是否良好 3 预留洞室和预埋件的固定 钢筋砼衬砌地段 预留 预埋件固定在钢筋骨架上 无筋衬砌地段采取在衬砌台车模板上钻孔 用螺栓固定预留 预埋件 4 安装挡头板 8 台车端部的挡头模板应能保证设计衬砌厚度 并可适当调整以 适应其不规则性 挡头模板结构应能保证衬砌环接缝榫接 以保证 接头处质量 增强其止水功能 顶部应留有观察小窗口 以观察封 顶混凝土情况 6 3 混凝土浇筑 1 二衬砼灌注前应重点检查以下几点 复查台车模板及中心高是否符合要求 仓内尺寸是否符合要 求 台车及挡头模安装定位是否牢靠 止水条 止水带安装是否符合设计及规范要求 模板接缝是否填塞紧密 脱模剂是否涂刷均匀 基仓清理是否干净 施工缝是否处理 预埋件位置是否符合要求 输送泵接头是否密闭 机械运转是否正常 输送管道布置是否合理 接头是否可靠 2 混凝土浇注采用泵送浇注工艺 机械振捣密实 泵送前应采用按设计配合比拌制的水泥浆或按骨料减半配制 的混凝土润滑管道 砼由下至上分层 左右交替 对称灌注 为防止浇注时两侧 侧压力偏差过大造成台车移位 两侧砼灌注面高差宜控制在 50cm 以 内 同时应合理控制砼浇筑速度 砼输送管端部应设接软管控制管口与浇筑面的垂距 砼不得 直冲防水板板面流至浇筑位置 垂距应控制在 1 5m 以内 以防砼离 9 析 施工过程中 输送泵应连续运转 泵送连续灌筑 宜避免停 歇造成 冷缝 间歇时间超过规范要求时 按施工缝处理 当砼浇至作业窗下 50cm 作业窗关闭前 应将窗口附近的砼 浆液残渣及其它赃物清理干净 涂刷脱模剂 将其关紧 防止窗口 部位砼表面出现凹凸不平的补丁甚至漏浆现象 隧道衬砌起拱线以下的反弧部位是砼浇注作业的难点部位 应对砼性能 坍落度及捣固方法进行有效控制 以减少反弧段气泡 有效改善衬砌砼表面质量 封顶采用顶模中心封顶器接输送管 逐渐压注砼封顶 当挡 头板上观察孔有浆溢出 即标志封顶完成 6 4 拆模 砼浇筑完成后 明洞砼强度不小于 5MPa 暗洞砼强度达到 2 5MP 时 方可拆模 否则 应达到设计强度 70 方可拆模 拆模时 应按以下几步进行 拆掉所有丝杆千斤顶和堵头板 操作手动换向阀手柄 控制侧向油缸 使钢模板台车侧模板 脱离衬砌面 油缸收缩行程为 150mm 200mm 收起竖向千斤顶 检查平移小车边夹板是否固定好 操作手动阀手柄 使钢模板台车侧模板和顶模板脱离衬砌面 油缸收缩时 必须分次收缩 切忌一次行走 拆模时先拆堵头板 再拆连接件及支撑 然后用垂直与侧向 丝杠收缩模板使台车处于运行状态 拆除模板时应清除模板表面粘结的砼 喷涂脱模剂 10 6 5 养生 拆模前用水冲洗模板外表面 拆模后用高压水喷淋混凝土表面 以降低水化热 养护期不少于 14 天 6 6 衬砌混凝土质量保证措施 根据宁波穿好公路 7 合同段隧道衬砌模板台车专项方案评审会 专家组意见 进一步完善衬砌施工工艺及对衬砌裂缝的控制措施 保证衬砌混凝土施工质量 1 严格按设计图纸要求进行配合比设计 衬砌混凝土所用原材 料按规范要求频率进行抽检 确保原材料的质量合格 保证混凝土 的拌和质量 2 泵送混凝土塌落度宜控制在 120mm 180mm 根据混凝土灌 注部位的不同 墙部混凝土塌落度宜小 拱部混凝土塌落度宜大 在保证混凝土可泵送的情况下 尽量减少混凝土的塌落度 提高混 凝土的和易性 保水性 避免混凝土离析 泌水 3 混凝土拌合站计量器具需经具备资质的计量单位进行标定 并定期校核 每次混凝土拌制前对计量系统进行检查 确保混凝土 计量准确 4 加强衬砌反弧段的施工 提高砼的外观质量 衬砌砼反弧段 的施工由于捣固较困难 容易产生气泡影响混凝土的外观质量 在 保证混凝土强度的情况下 适当掺入减水剂 改善混凝土的性能 提高衬砌混凝土表面质量 5 消除混凝土接缝错台 加强台车支撑 保证台车整体受力 防止台车上浮造成拱部错台 台车作业窗关闭前 必须将窗口边框 混凝土浆液残渣清理干净 并用湿布擦拭后锁紧 防止台车作业窗 11 处错台和漏浆 形成施工接缝和表面缺陷 6 衬砌混凝土封顶 采用顶模中心封顶器接输送管 逐渐压注 混凝土封顶 当挡头板上有浆溢出完成封顶 达到拱部衬砌混凝土 的密实与完整 7 混凝土的入模温度按洞内温度调整 冬季施工时 混凝土的 入模温度不应低于 5 C 夏季施工时 混凝土的入模温度不宜高于 洞内温度且不宜超过 30 C 8 拆模于养护控制 按施工规范采用最后一盘封顶混凝土试件 现场养护试压达到的强度来控制 明洞拆模强度不小于 5MPa 暗洞 不小于 2 5MPa 以保证混凝土表面不受损及后期强度的发展 拆模 前用水冲洗模板表面 拆模后用水淋喷混凝土表面 以降低高温季 节施工混凝土表面温度 提高衬砌混凝土周边环境的温度以利于养 生 防止混凝土早期裂缝的发生 养护用水温度与混凝土表面之差 控制在 15 C 以内 四 二次衬砌砼的裂缝控制措施四 二次衬砌砼的裂缝控制措施 1 1 裂缝的类型 裂缝的类型 隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有 干缩裂缝 温度裂缝 外荷 载作用产生的变形裂缝 施工缝处理不当引起的接茬缝等 1 干缩裂缝 混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失 使水泥石中的凝结胶体 干燥收缩产生变形 由于受到围岩和模板的约束 变形产生应力 当应 力值超过混凝土的抗拉强度时 就会出现干缩裂缝 干缩裂缝多为表 面性的 走向没有规律 影响混凝土干缩裂缝的因素主要有 水泥品 种 用量及水灰比 骨料的大小和级配 外加剂品种和掺量 12 2 温度裂缝 水泥水化过程中产生大量的热量 在混凝土内部和表面间形成温 度梯度而产生应力 当温度应力超过混凝土内外的约束力时 就会产 生温度裂缝 裂缝宽度冬季较宽 夏季较窄 温度裂缝的产生与二次 衬砌混凝土的厚度及水泥的品种 用量有关 3 荷载变形裂缝 仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净 混凝土浇筑后 基底产生不 均匀沉降 模板台车或堵头板没有固定牢固 以及过早脱模 或脱模 时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝 4 施工缝 接茬缝 施工过程中由于停电 机械故障等原因迫使混凝土浇筑中断时 间超过混凝土的初凝时间 继续浇筑混凝土时 原有的混凝土基础表 面没有进行凿毛处理 或者凿毛后没有用水冲洗干净 也没有铺水泥 砂浆垫层 就在原混凝土表面浇筑混凝土 致使新旧混凝土接茬间出 现裂缝 2 2 裂缝形成的原因分析 裂缝形成的原因分析 混凝土裂缝形成的原因非常复杂 往往是多种不利因素综合作用 的结果 施工不规范造成的混凝土裂缝占 80 左右 材料质量差或配 合比不合理产生的裂缝占 15 左右 设计不当引起的裂缝可能占 5 1 施工工艺或现场操作不规范 隧道开挖成型差 衬砌混凝土厚度严重不均匀 欠挖或初期支 护侵入衬砌限界 造成衬砌混凝土厚度不足 个别隧道衬砌混凝土背 后存在脱空现象 混凝土生产时原材料计量误差大 尤其外加剂的掺加随意性大 没 13 有根据砂 石料的实际含水率及时调整施工用水量 造成混凝土水灰 比增大 在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍 混凝土浇筑时不振捣或漏振 混凝土均质性差 盲目追求施工进度 随意提前脱模时间 使低强度混凝土过量 承受荷载 破坏了混凝土结构 脱模后没有进行混凝土的潮湿养护 夏季施工时砂 石料露天堆放 无切实有效的降温措施 混凝 土入模温度高 冬期施工时采取的防寒保温措施不力 2 原材料质量差 配合比设计不合理 水泥品种选择不当 安定性不良 不同批次的水泥混用 碎石 砂级配差 含泥量超标 碎石中石粉含量大 针 片状物过多 影响了 水泥与骨料的胶结 进行配合比设计时 忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响 错误认为水泥用量越多 混凝土强度越高 3 3 混凝土裂缝的控制措施 混凝土裂缝的控制措施 1 把好材料进场关 严格控制原材料的质量和技术标准 水泥 施工现场使用普通硅酸盐水泥 尽量减少单位水泥用量 不同品 牌 不同规格 不同批次的水泥不能混用 碎石 根据泵送管路的内径 尽可能选用较大粒径的碎石 严格控制含 泥量 1 针 片状物含量 15 粒径以 5 31 5mm 为宜 最大不超 过 40mm 砂 14 采用级配良好的中砂 细度模数应为 3 0 2 3 粒径小于 0 315mm 的颗粒含量所占比例宜为 15 20 严格控制含泥量在 3 以 内 为方便混凝土的运输 泵送和浇筑 砂率取 35 45 水 选用自来水 水灰比越大 混凝土的干燥收缩越大 严格控制泵 送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施 施工中水灰比在 0 45 0 55 之间 混凝土入泵塌落度控制在 12 2 cm 掺合料 掺加粉煤灰等量替代水泥 以减少水泥用量 粉煤灰比表面积小 需 水量低 不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值 还可以改善混凝土的 流动性 粘聚性和保水性 在水泥中掺入原状或磨细粉煤灰后 可以 降低混凝土中水泥的水化热 推迟水化热峰值的出现 减少绝热条件 下的温升 有利于控制温度裂缝的产生 外加剂 高效减水剂能够有效减少拌合用水 降低水化热 延缓水化热释 放速度 从而减少温度裂缝 但掺量过多 会引起混凝土的肿胀和开裂 施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量 2 严格混凝土施工工艺 提高钻眼技术水平 优化钻爆参数 提高光面爆破效果 加强隧 道开挖断面检测 严格控制超欠挖 为衬砌施工创造良好的条件 二次衬砌施作时间 应在围岩和初期支护变形基本稳定时进行 当围岩变形较大 流变特性明显 需提前进行二次衬砌时 必须对初 期支护或衬砌结构进行加强 混凝土的拌合 15 a 严格按施工配料单计量 定期检查校正计量装置 加强砂石 料含水率检测 及时调整拌合用水量 b 控制混凝土的入模温度 夏季施工时 当气温高于 32 时 砂石料 搅拌机应搭设遮阳棚 用冷水冲洗碎石降温 尽量安排在夜 间浇筑混凝土 混凝土的灌注 a 混凝土在运输和泵送过程中严禁加水 b 适当放慢灌注速度 两侧边墙对称分层灌注 到墙 拱交界处 停 1h 1 5h 待边墙混凝土下沉稳定后 再灌注拱部混凝土 c 混凝土灌注过程中必须振捣 提高混凝土的密实度和均质性 减少内部微裂缝和气孔 提高抗裂性 混凝土的脱模 养护 a 混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求 严禁未经试 验人员同意提前脱模 脱模时不得损伤混凝土 b 传统的混凝土洒水养护方法 增加了隧道内的文明施工难度 洒水也不均匀 使混凝土早期强度得不到保证 要求使用喷涂混凝土 养护液的方法进行养护 五 隧道二次衬砌施工安全保证措施五 隧道二次衬砌施工安全保证措施 5 15 1 安全目标安全目标 坚持 安全第一 预防为主 的方针 建立健全安全管理组织 机构 完善安全生产保证体系 杜绝安全特别重大 重大 大事故 杜绝死亡事故 防止一般事故的发生 创建安全生产标准工地 5 25 2 安全生产保证体系安全生产保证体系 建立以项目经理为首的安全保证体系 见图 5 1 坚持 安全 16 第一 预防为主 和坚持 管生产必须管安全 的原则 明确承担 安全施工的责任和义务 图图 5 15 1 安全保证体系框图安全保证体系框图 5 35 3 安全保证制度安全保证制度 1 建立健全各项安全制度 根据本合同段隧道洞身衬砌的特点 制定具有针对性的各项安 全管理制度 各类机械的安全作业制度 用电安全制度 防火 防 风等措施 各种安全标志的设置及维护措施等 2 安全生产教育与培训 开工前 对所有参建员工进行上岗前的安全教育 对从事电气 高空作业 焊接等特殊工种的人员 经过专业培训 获得 安全操 作合格证 后 方准持证上岗 安 全 技 术 措 施 交 底 制 定 施 工 安 全 技 术 措 施 制 定 操 作 标 准 司 机 安 全 教 育 车 辆 状 况 检 查 行 车 事 故 分 析 处 理 行 车 安 全 教 育 行 车 设 备 操 作 安 全 检 查 作 业 人 员 安 全 教 育 作 业 人 员 防 护 设 施 检 查 作 业 人 员 操 作 违 章 检 查 安 全 生 产 教 育 违 章 作 业 安 全 事 故 处 理 组 织 安 全 检 查 安 全 质 量 标 准 工 地 建 设 制 定 机 电 设 备 使 用 措 施 机 电 设 备 状 况 检 查 行 车 事 故 分 析 处 理 项目经理 各作业班组安全实施 工程部 项目副经理项目总工程师 设备物资部安质部 作业队安全管理 17 3 安全生产检查 开工前的安全检查 施工机械设备是否配齐安全防护装置 安 全防护设施是否符合要求 施工人员是否经过安全教育和培训 施 工安全责任制是否建立 施工