南水北调中线穿黄工程穿黄隧洞内衬边顶拱施工技术总结与启示-2019年精选文档

1、南水北调中线穿黄工程穿黄隧洞内衬边顶拱施工技 术总结与启示一、工程概况穿黄隧洞位于河南省郑州市以西 30km处孤柏山弯横穿黄 河。穿黄隧洞由由南、北岸竖井、过河隧洞和邙山隧洞组成。穿 黄隧洞全场4250m北岸竖井井深50.5m,过河隧洞长3450m, 南岸竖井井深39.5m，邙山隧洞水平投影长 800m穿黄隧洞为全圆断面，内径 7.0m，外径8.7m。隧洞衬砌由 内外两层组成，内、外衬之间设排水垫层。外衬采用先进的泥水 加压盾构掘进， 7 块钢筋混凝土预制管片错缝拼装，采用 C50 高强防水钢筋混凝土，管片厚 40cm,环宽1.6m;内衬采用现浇 法施工（二次衬砌），为后张法预应力钢筋混凝土整

2、体结构，采 用C40W12F20预应力混凝土，厚45cm,标准分段长度为9.6m 预应力锚索间距为45cm,每束由12根预应力钢绞线集束而成。 底部为便于运行期检修车辆通行,底部设 3.1m 宽平台。隧洞内 衬共分为 454 段进行浇筑。二、工程难点南水北调穿黄隧洞内衬边顶拱工程 2011 年 2 月具备施工条 件,但考虑内衬边顶拱为薄壁砼结构且有排水垫层、 21 条波纹 管、21 个预留槽模板等内部构件,降低了砼的流动性,进行了 多达8次的地面、地下模型试验，修改 C40砼级配为一级配，灌 注砼采用顶冲法（考虑能较好排气），但砼浇筑均未完全成功， 各种质量问题仍然存在。 经行业专家及企业内部

3、经验汇总， 放弃 传统钢模台车以附着式振动器振动为主的施工工艺， 改用以“插 入式振捣器振捣为主， 附着式为辅”的施工工艺， 对原有钢模台 车进行改装窗口设计，最终获得成功。长距离深埋狭长隧洞竖井垂直吊运、 洞内水平交通运输组织 是施工另一大难点。三、砼浇筑方案确立穿黄隧洞内衬施工在技术难度大、 组织难度大、 施工难度大、 进度压力大等困难重重下， 2011年 10 月 21 日22 日第 224 段试 验段浇筑成功。验证了我部边顶拱浇筑方案的正确性及可行性。 即采用以“常规混凝土浇筑方法，从下向上、从中间向两侧、左 右对称均衡布料，左右两侧布料高差不能超过100cm。从底板至高位槽顶采用 5

4、0-60cm/ 层的布料高度”的多窗口布料方式（整 个台车布置有 45 个进料口）；采用以“腰线以下采用插入式振 捣为主， 附着式振动为辅， 腰线以上以附着式振动为主”的振捣 方式（附着式振动器每侧共设置 5 排， 16 个，两侧共计 32 个）。四、排水弹性垫层施工防排水垫层敷设采用胶粘法将排水垫层粘贴在管片上。 垫层 分块铺设时，搭接处应注意格栅连续，不得断开，采用绑扎丝连 接牢固。敷设时，垫层应粘贴平顺、平整、牢固，并应做到无气 囊、无破损、不下垂、不鼓包，不留空隙。五、钢筋制安施工 钢筋安装：提前测设高、低位预留槽位置，并将其四边用红 彩笔明显标识，钢筋安装顺序为：安装外层钢筋架力筋f

5、安装外层分布筋f穿箍筋（大致固定位置）f安装加固外层主筋f焊接内层架力筋f安装内层主筋（穿于箍筋下）f安装内层分布筋f安装锚具槽自身的主筋、分布筋及加强钢筋六、模板加固1、堵头模板加固 根据分段缝处的设计结构形式，铜止水将堵头模板分为内、 外（指铜止水至管片部分）两部分。我部结合其它工程经验对不 同部位的模板进行不同的加固形式。（1） 止水与管片间的模板：面板采用厚度为10mm竹胶或塑料面板（面板内紧贴2cm硬泡沫板用以补缝）。在顶拱范围（180° 以上）采用对拉外撑的加固方法。 即两头采用螺杆焊接在同一根 分布筋上固定外模，外撑采用在管片手孔回填预埋钢筋（22间距1.0m,长度50

6、cm）作为底部支撑筋，环向采用 10x10cm的 方木与支撑筋固定环向整体受力（见图四），在面板的侧面经由 水平支撑传递在环向方木上。（2） 止水与台车间的模板：面板采用 10mm的钢板，端部采 用螺栓与台车连接， 外侧用角钢斜撑。 钢板与钢板接头处采用螺 栓连接，环向围囹采用两根 © 22的钢筋，竖向围囹采取在台车上每个模板接头处焊接4个“U型卡，中插入2根短钢管加固 模板接头处。2、预留槽处模板预留槽处模板采用我部加固的定型钢模板， 预留槽固定应牢 固，防止浇筑砼时跑模。3、钢模台车抗浮及防移位措施 钢模台车的浮力与混凝土的塌落度、 浇筑强度及施工方法有密切关系。本台车浇筑时间实

7、际为 1518h 内，混凝土初凝时间 8h。 钢模台车设计时已考虑抗浮措施即在钢模台车的前后有四 个抗浮装置， 浇筑砼时将这四个抗浮液压油缸顶升至管片上； 在 腰线以下砼浇筑过程中严格控制砼浇筑速度且对称均衡下料， 在 钢模台车的四个轨轮上设置楔子阻止钢模台车的前后位移。七、砼入仓及振捣1、入仓布料：我部在台车上布置了 5 排 42 个窗口，顶拱 3 个窗口（见窗口布置图五）。采取从左到右，从下向上，逐层下 料，随层振捣的方法。每层砼入仓采用从对应窗口进入，从中间 向两头分别布料的方式 （根据布料情况可调整） 高位槽以下共布 料 5 层，布料层高 5060cm。超过高位槽箍筋密集区后，砼流动通

8、道较为顺畅 , 左右第四 排窗口及顶拱的窗口均从相应中间窗口进行布料。封拱时混凝土泵在一定时间内 （通过观察端头模板上漏浆情况判断，当顶拱处模板浆液充分外流时，判定已浇筑密实，及总 方量法控制）应保持一定压力（不大于8MPa，连续泵入砼，使混凝土充填密实。2、振捣方式：在第三排窗口以下， 每层按照布料窗口顺序下料后利用软轴 振捣器振捣。特别是钢筋密集区、止水及锚具槽位置，采用© 35 型软轴振捣棒振捣， 混凝土振捣时间以混凝土表面不再显著下沉 不出现气泡并开始泛浆时为准；其它部位采用 © 50 型软轴振捣 棒振捣。振捣上层混凝土时应将振捣器插入下层混凝土 5 厘米左 右以加

9、强上下层砼的结合。待每层窗口关闭后立即启动高频振捣器（第一、二、三层振 动器）振动，时间为30s。第四排窗口范围内采用低频振动器， 分两次振动，共振动 100s。从顶拱中间泵口下料，当剩余15m3时（顶拱至两侧1.7m范 围），振动了 90s。当封拱完毕时，再振动180s，浇筑完毕。模板上安装的附着式振动器布置位置见附图六， 开启顺序为 同排附着式振动器同时开启。八、砼拆模及养护浇筑完砼后， 1518 小时后拆端头模板， 24 小时后脱掉钢模 台车，脱模后用高压水枪进行喷湿养护，养护时间为7d。十、启示1、内衬施工图设计工作至关重要，要抓住细节及考虑施工 环境。 1）设计方案中关于弹性排水垫层中由于当初未考虑施工 操作及安全等原因，造成工期严重滞后（约 350 天）及较大的经 济损失； 2）设计方案中分段缝的设置距离端部预留槽过近（仅 14cm）,当初方案考虑欠妥，后期施工难度很大。此处设计无法 变更，此薄弱环节存在后期隐患。 3）设计分段缝处用铜止水全 圆焊接进行止水， 施工中较橡胶止水带难度大， 建议以后设计采 用橡胶止水带。2、长距离预应力砼隧洞内衬施工工序循环多，洞内交叉作 业多，工期较长，施工组织和洞内运输调度是关键， 其中材料（钢 筋、砼等）运输是关键中的关键，各工序有效快速衔接是保证进 度的根本。3、内衬施工钢模板台车周转次