云桂铁路5标隧道施工经验介绍

1、云桂铁路5标隧道施工经验介绍-中铁十七局集团公司云桂铁路5标项目经理部一、工程概况四公司承建的云桂铁路5标段，正线全长59.219km，主要工程量包括隧道36.54km/9座，桥梁4.22km/12座，涵洞1469.27横延米/52座，路基土石方415.3万m3/18.05km。隧道长度占全线总长62.2%，其中特长隧道六郎隧道（14090m）一座，长大隧道对门山隧道（9578m）一座，本标段的施工难点和重点主要是长大隧道和软弱围岩隧道施工。7月份云桂公司组织全线施工、监理、设计单位在六郎隧道进口召开了隧道仰拱施工、止水带定位工艺现场观摩会，六郎隧道现场标准化施工工艺、工法得到了与会人员的一致

2、好评。现将我标段隧道施工坚持标准化工艺工法，以工艺工法工序保质量，全面提升隧道施工作业水平的经验做法介绍如下，不足之处请批评指正。二、隧道施工工艺工法云桂线地质复杂，施工安全质量风险高，我们重点强化了隧道关键工序卡控。认真贯彻“三超前、四到位、一强化”的施工技术要求，深入研究了隧道开挖工法、湿喷混凝土、超前支护施做、锁脚施做、止水带安装、防水板铺设、仰拱钢筋预弯、仰拱端模和背模施做等重要工序的作业标准和工艺要求。2.1隧道开挖工艺工法浅埋和软岩地段采用“三台阶工法”，硬质岩地段采用“两台阶工法”，施工过程中根据地质情况和监控量测变形情况，必要时设置临时横撑和临时仰拱，开挖进尺严格按铁道部120

3、号文规定，级围岩上台阶每开挖循环进尺不大于2榀钢架间距，围岩上台阶每开挖循环进尺不大于1榀钢架间距。、级围岩边墙每循环开挖不大于2榀钢架间距。严格按照铁道部120号文规定控制安全步距，如果步距超标，坚决停止掌子面的开挖。2.2隧道初期支护湿喷工艺工法湿喷工艺一方面能提高初支混凝土的强度，另一方面大大改善隧道掌子面作业环境。为此，每座隧道口均设置了小型湿喷混凝土拌合站，拌合站安装了自动计量系统，能够打印电脑小票。为全面推行湿喷工艺，全标段集中采购了69台成都岩峰TK600型湿喷机，统一配发给隧道作业队。我们多次进行工艺试验、作业人员培训和现场观摩活动，强力推行湿喷工艺。目前我标段所有隧道均采用湿

4、喷工艺，工效也有了很大提高，、级围岩上台阶施作时间大都在3小时。2.2.1搅拌运输喷射混凝土采用湿喷工艺；混凝土采用自动计量配料、强制搅拌机拌和；混凝土采用轮胎式搅拌运输车运输。 2.2.2喷砼2.2.2.1素喷砼1、待喷面处理：检查待喷面尺寸、几何形状是否符合设计要求；拆除待喷面影响喷射作业的障碍物，对不能拆除者应加以保护；为保证施工质量和施工作业安全，施工前喷射面要进行如下处理：清除浮面和有害的粘着的杂物等；有涌水的地方要做好引排水；喷射面吸水性较强时要预先洒水；当设有加强钢筋时，为了防止反弹，要将钢筋牢固地固定在喷射基层面上。在不设钢拱架的段，设置控制喷射混凝土厚度的标志，采用埋设钢筋头

5、做标志，在支护完成后的钻孔检查时发现了喷层偏薄而补厚困难甚大。2、喷射砼：采用湿喷喷射混凝土，粉尘少，回弹少，砼质量易保证，且降低工人的劳动强度，改善隧道施工作业环境。砼喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔20mm），以免超粒径骨料进入喷射机。喷射时，送风之前先打开计量泵（注意：此时喷嘴应朝下，以免速凝剂流入输送管内），以免高压砼拌合物堵塞速凝剂环喷射孔。喷射手应保持喷头具有良好的工作状态，以喷射砼回弹量小，表面湿润有光泽，易粘着为好，同时喷射机司机与喷锚手要密切配合，根据喷射手反馈的喷射情况及时调整风和计量泵，控制好风压和速凝剂掺量。喷头与受喷面的距离以1.52.0m较为适宜。喷射时

6、呈小螺旋形绕圈运动，绕圈直径30cm左右为宜。后一圈压前一圈的1/31/2，喷射路线呈“S”形运动，每次“S”形运动长度为34m，喷射纵向第二行时，要依顺序从第一行的起点处开始，行与行间须搭接23cm，料束旋转速度，原则上要均匀不宜太慢或太快，喷射区段划分和喷头活动顺序如下图。53412159734862106拱脚线拱顶中心拱脚线拱 部边 墙1.52.0m1.52.0m1.5m1.5m1.5m拱圈喷头活动顺序喷射区段划分图前进方向边墙喷头活动顺序前进方向喷头与受喷面的角度，一般应垂直于受喷面，但在喷边墙时，宜将喷头略向下俯10°左右，使砼束喷射在较厚的砼顶端，可避免料束中的粗骨料直接

7、与受喷面撞击，减少回弹量。喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。一次喷射厚度，主要由喷砼颗粒间的凝聚力和喷层与受喷面间的粘结力而定，厚度太薄会增大回弹率，厚度太大会使砼颗粒间的凝聚力减弱，同时会引起大片坍落或形成喷砼与岩面脱离，形成空隙，一次喷射厚度不宜超过10cm。分层喷射时，后一层喷砼应在前一层喷砼终凝后进行，时间间隔一般为1520min，若终凝1小时后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。喷射混凝土的一次喷射厚度：拱部为60100mm，边墙为80150mm。初喷混凝土在开挖后及时进行，复喷应根据掌子面的地质情况和一次爆破药量分层、分时段进行喷射作业，以确保

8、喷射混凝土的支护能力和喷层的设计厚度。喷射砼施工中的回弹率，同喷射砼材料和水灰比，混合物喷射速度，喷头至受喷面的距离与角度及喷射手技术熟练程度等因素有关，而回弹率的高低对喷射砼质量、材料消耗、施工效率等都有重大影响，喷砼的回弹率边墙不应大于15%，拱部不应大于25%。喷射速度（即喷头出口处的工作风压）是影响喷射砼质量和回弹的重要因素之一。当风压过小，即喷射速度太小时，由于喷射冲击力太小，粗骨料不容易嵌入新鲜砼中，则回弹率增大，也影响喷射强度；当风压过大，即喷射冲击力太大时，回弹率也高，也会使粉尘浓度增大。当喷头处的工作风压为0.1MPa左右时，在其它影响因素符合规定时，喷射砼回弹率较小，强度较

9、高，粉尘浓度较低。喷头方向，喷头与受喷面的距离都影响着回弹率，在施工中要保持合理的方向和距离。在喷射作业中要及时协调好坍落度、风压、喷射距离、角度、速凝剂掺量、喷面状况（初喷、复喷、找平）之间相互影响的关系，则喷射的质量便有保证。3、养护：为使水泥充分水化，减少和防止收缩裂缝，在喷射砼终凝后2h即开始洒水养护。养护时间和洒水次数，取决于水泥品种和空气湿度，在任何情况下，养护时间不小于14d。气温低于+5时不得喷水养护。4、喷砼厚度控制喷射混凝土厚度的检查除采用埋钉法外，可在喷射混凝土8h后用钢钎凿孔，若混凝土与围岩的颜色相近不易区别时，可用酚酞试液涂抹孔壁，呈现红色者为混凝土厚度。喷射混凝土的

10、厚度应符合下列要求：喷射混凝土平均厚度应大于设计厚度。喷射混凝土厚度检查点数的80及以上大于设计厚度。喷射混凝土最小厚度不小于设计厚度的2/3。2.2.2有钢架地段的喷砼在有钢架喷射砼时，关键是保证钢架与壁面之间的砼充填密实，在施工时首先喷射钢架与壁面之间的砼，待钢架与壁面之间及钢架周围填满砼之后，再喷射钢架之间的砼。在设钢拱架的地段，绝大部分工程都存在在钢拱架处喷层厚，基本上将拱架覆盖，而在两拱架之间则薄，使喷层表面沿轴向呈波浪起伏。这也成为近年来施工的不良习惯。在喷层和模筑衬砌间要铺设防水板时，喷层表面的过大起伏，将导致在两层衬砌之间出现空间和空段，而且难以作充填注浆；甚至会在灌注混凝土衬

11、砌时挤破防水板。形成二层衬砌间的空区，衬砌完成后再打孔注浆充填，不仅费时费工，还可能钻破防水板造成漏水。在本工程中必须使喷砼平顺，达到验标要求，杜决此类事情发生。在喷射边墙下部（台阶法施工上半断面拱脚）及仰拱时，需将上半断面喷射时的回弹物清理干净，防止将回弹物卷入下部喷层中形成“蜂窝”，而降低支护强度。网片的保护层厚不得小于2cm，钢架的保护层厚度不得小于4cm,沿钢架外缘每隔2m应用楔子楔紧。 2.3锁脚施做工艺工法锁脚锚管以前主要用于铁路隧道先拱后墙法施工衬砌时，在开挖下断面前，于拱脚垂直于岩壁打入12排锚杆，以防止拱脚收缩和掉拱；锁脚锚管施做的好坏，直接影响到初期支护的变形大小，因此在施

12、工中，我们特别重视锁脚锚管的施做质量。在多次的检查中发现，锁脚锚管与钢架的焊接不能很好的连接，在施工中，经过多次的试验及总结，我们采用了“L型焊接和U型焊接”的方法，解决了锁脚锚管不能与钢架有效连接的弊端。 2.4仰拱钢筋预弯、仰拱背模施做工艺工法为保证仰拱钢筋、混凝土几何尺寸和线形与设计一致，仰拱钢筋采用钢筋弯曲胎具，绑扎仰拱钢筋前先对主筋进行预弯，仰拱、填充专门加工了端模，仰拱顶面上弧部分加工了背模及支架。2.4.1仰拱钢筋预弯1、仰拱底部半径较大，钢筋本身具有弹性，仰拱底部的钢筋不需要进行预弯，现场绑扎时，只要根据定位钢筋就能保证仰拱底部钢筋平顺的形成设计弧形。2、仰拱与边墙连接部位的钢

13、筋相对仰拱底部钢筋半径较小，采用钢筋弯曲机很难将此弧形弯曲出来。我们经过多次试验，探索出了一种简易方法，即根据设计的半径在简易弯曲台具上进行放线，并按照弧形焊上钢筋头，然后人工进行预弯。因钢筋的弹性较大，预弯后有一定的回弹量，按照设计的弧形进行预弯后达不到设计的弧形。为了保证预弯出设计的弧形，我们考虑钢筋的回弹量，在现场经过多次调整简易弯曲台具的弧度，多次试验，终于预弯出了与设计相同的弧形。为了保证预弯出来的钢筋不存在死弯点，我们又在钢筋头外面背上了一块钢板，这样预弯出来的钢筋弧形就非常平顺了。 2.4.2仰拱钢筋定位1、仰拱底部钢筋定位截取仰拱钢筋层间距1.5倍长度的钢筋（22或25钢筋）后

14、置入仰拱初支中，纵向和横向各80cm100cm的间距布置，按照设计要求在埋入的钢筋上用油漆标出主筋绑扎的高度，以定位主筋及绑扎主筋时确保层间距符合设计要求；按照设计间距布设钢筋，同时应及时、准确、高频率的测量相邻钢筋间的间距，保证其符合设计要求。2、仰拱横向边墙主钢筋定位考虑到钢筋的绑扎连接，施工时要求拱墙与仰拱内、外环钢筋在隧道纵向、环向均按照长短相间布置，因此在边墙的位置用红油漆标出长短钢筋的高度，保证钢筋外露仰拱的高度统一。截取仰拱钢筋层间距1.5倍长度的钢筋（22或25钢筋）后置入边墙初支中，纵向按照100cm的间距布置，按照设计要求在埋入的钢筋上用油漆标出主筋绑扎的层间距位置，以定位

15、主筋及绑扎主筋时确保层间距符合设计要求；按照设计间距布设纵向钢筋，同时应及时、准确、高频率的测量相邻钢筋间的间距，保证其符合设计要求。然后采用Ø22钢筋固定仰拱钢筋的纵间距固定时原则上采用两端固定，中间部分可根据实际情况予以固定，同时应严格控制相邻钢筋间距，确保钢筋间距符合设计。3、在混凝土的浇筑过程中，受混凝土的浇筑冲力及人工振捣混凝土的影响，会引起局部钢筋变形，需进行个别的局部调整，另外必须加强工人的教育，对绑扎好的钢筋进行保护。2.4.4、仰拱背模施做1、工作原理利用纵向工字钢作为固定模板的支架，组合弧形钢模板之间通过螺栓连接拼装成一个整体结构。在浇筑混凝土前，由挖掘机吊装弧形

16、钢模板，人工进行调整模板至设计位置。仰拱底部中线两侧部位仰拱弧度平缓，施工中通过减小混凝土的坍落度，并适当降低仰拱底部混凝土的浇筑速度来控制仰拱的成型。仰拱与边墙侧的混凝土采用仰拱背模来形成模板的线性，并且能够保证仰拱混凝土的振捣质量。仰供混凝土浇筑完毕强度达到要求后，再浇筑仰拱填充混凝土。（1）仰拱的中间部位弧形半径大，坡度比较平缓，浇筑混凝土时，混凝土通过自然摊铺的方法从中间向两边浇筑，对混凝土的振捣和混凝土的线性不会产生很大的影响，在设计仰拱背模时，只考虑了仰拱与边墙的连接部位采用模板。现场实践中，采用环向长度1.0米、1.25米、1.5米的多次实践，最终确定仰拱模板环向长度采用1.5米

17、长为宜。（2）采用稳定的三角形结构，把仰拱弧形模板单独安装，容易脱模，能快速方便施工。安装时按照测量控制点位，使模板纵向横担水平，位置正确，即可方便进行模板拼装定位。 仰拱模板图2.5止水带安装工艺工法1、纵向钢边止水带固定纵向钢边止水带定位普遍采用钢筋卡局部单点定位和纵向钢筋拉通式柔性定位，受混凝土的上浮力和平面推动力的影响，加之钢边止水带固有的弹性形变，浇筑仰拱混凝土时极易发生钢边止水带上浮扭曲和横向扭曲，致使纵向线性不顺直。以刚性定位替代柔性定位，充分利用仰拱钢筋弯曲后的固有弹性和钢边止水带的固有弹性，增加钢边止水带的固定点，使之与刚性定位构件连接成一整体，防止出现上浮扭曲和横向扭曲。根

18、据现场的实际情况，现场的施工中，采用以下方法进行纵向钢边止水带的定位。根据一次性的浇筑仰拱长度选择角钢的长度，采用6.3×4不等边角钢作为定位模具，用两根角钢卡住钢边止水带，纵向每隔1米上固定角钢的螺栓来使角钢卡紧钢边止水带，两根角钢采用通过后植入钢筋的方式在边墙的初期支护上进行固定，以保证角钢不移动来达到固定钢边止水带的目的。2、中埋式止水带固定中埋式止水带的长度应根据施工要求向生产厂家定制，尽量避免接头，如确需接头，粘结前接头表面要清刷与打毛，接头处应选在衬砌结构应力较小的部位，避免容易形成壁后积水的部位。粘结可采用热硫化连接的方法，搭接长度不小于10cm，焊接缝不小于50cm。

19、中埋式止水带埋设位置宜按衬砌厚度的一半确定，其安装的径向位置，较设计允许偏差为±5cm，安装纵向位置允许偏离中心为±3cm。根据现场的实际情况，中埋式止水带固定采用的方法为：止水带垂直弯曲，一端垂直挡头模板，一端紧贴挡头模板，待第一节衬砌完成后将紧贴模板止水带垂直弯入第二节衬砌。仰拱混凝土中采用钢筋卡固定止水带，钢筋卡采用6钢筋制作，第一节衬砌通过铁丝将钢筋卡固定在挡头模板上，钢筋卡按环向间距0.5m设置，在第二节衬砌时扳直钢筋卡垂直固定第二节衬砌内的止水带。施工过程中，必须做好止水带的保护工作，避免在开挖下循环仰拱时破坏止水带。 2.6防水板铺设工艺工法2.6.1、施工工

20、艺控制情况1、无纺布铺设铺设无纺布，首先用作业台车将单幅无纺布固定到预定位置，然后用热熔垫片、金属垫片、射钉结合，材料规格：热熔热直径70mm、厚度56mm，金属垫片直径20mm、厚度2mm，射钉长度25mm30mm，采用射钉抢作业，射击固定无纺布，由下至上循环固定，无纺布搭接宽度不小于50mm。专用热熔衬垫及射钉按梅花型布置，拱部间距0.50.8m ，边墙0.81.0m。无纺布与喷砼表面密帖，铺设应平顺、无隆起、无褶皱。安装完毕，检查热熔垫片是否完好，确定能否达到防水板安装要求，如不合要求，需补钉热熔垫片。 2、防水板铺设铺设防水板，将防水板固定到预定位置，然后用手动电热熔压焊器加热，电压V

21、：220V，功率P：500W，加热温度0450，由下至上循环热熔固定，开始时电热熔压焊发热较慢，半小时后发热正常，压焊每块热熔垫片需35分钟，压焊器热熔头适宜温度在300400之间。手动电热熔压焊器与防水板之间采用隔热布垫层，防止加热时损坏防水板。使防水板焊接在固定无纺布的专用热熔垫片上。 防水板环向缝釆用莱斯特自动双缝防水板爬焊机；温度控制部分采用自动恒温PID控制；速度控制部分采用脉宽调制PWM自动稳压稳速电路；直流伺服电机驱动，输出力矩大，行走平稳。按预定的温度、速度焊接，电压V：220v，频率Hz：50Hz，功率P：800W，焊接速度V：0.55mmin，加热温度T：0450。焊接环向

22、单道接头需要2530分钟循环长度28m左右，温度需要操作员调控，按实际施作需求撑握调接，适宜温度在350400之间。搭接宽度：150mm，两条焊缝的宽度不小于15mm，中间空腔12mm，焊缝强度：85母材剪切方向抗拉。焊接后两条缝间有一条空气道，用于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，焊接时注意搭接15cm宽准确度，不能偏斜焊接，不能起包焊接，要平顺焊接，由下至上循环焊接；确保接缝密实度。 2.6.2、施工质量控制要点1、初支表面平整度要求防水层铺设前应先对隧道初期支护喷射混凝土表面进行处理，切除锚杆头和钢筋露头，并用细石混凝土抹平覆盖，凹坑深宽比应控制在1/10以内；

23、深宽比大于1/10的凹坑应用细石混凝土填平，确保喷射混凝土表面平整，无尖锐棱角并对初支平整度进行检测，采用平整度尺及塞尺检测合格后，方可进入下道工序施工。2、防水板安装要求铺设防水板先用作业台车将防水板固定到预定位置，然后用手动电势熔 器加热，使防水板焊接在固定无纺布的专用热熔衬垫上。防水板要松紧适度，避免过紧过紧被撕裂或过松形成人为蓄水点。防水板采用自动双缝热熔焊机，按预定的温度、速度焊接，单缝焊的有效焊缝宽度不小于15mm。焊接后两条焊缝间留一条空气道，用于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，防水搭接宽度须大于15cm。防水板搭接缝应与变形缝、施工缝、围岩集中出水处等防水薄弱环节错开，距离不应小于100cm。 3、防水板焊接质量检查焊缝检测