海底隧道明挖段大断面衬砌内外模配套技术

海底隧隧道明明挖段段大断断面衬衬砌内内外模模配套套技术术中铁隧隧道集团有限公公司厦门第第二西西通道道（海海沧隧隧道））A1标段段项目目经理理部二0一一七年十一一月厦门第第二西西通道道工程程起于于马青青路与与海沧沧大道道交叉叉口附附近（（起点点桩号号，左左线BZK11+525.317，右右线BYK11+519.746），，与海海沧隧隧道海海沧接接线工工程对对接，，自西西向东东，在在海警警三支支队北北侧进进入厦厦门西西海域域，穿穿西海海域后后在象象屿码码头14号号泊位位附近近至本本岛，，过疏疏港路路，沿沿兴湖湖路前前行，，下穿穿石鼓鼓山立立交后后至本本项目目终点点（终终点桩桩号：：BK18+598.816）。。项目目路线线左线线长7073.499m，右右线长长7101.815m，，隧道道长6280m（以以左线线计）），跨跨海域域宽度度2Km。。一工程简简介—1.1工程概概况BZK12+060～BZK12+350（BYK12+056～BYK12+340）明明挖段段宽度度约100m，，开挖挖深度度23.3m，，共开开挖土土石方方38万m³；；采用用放坡坡开挖挖+喷喷、锚锚、网网支护护，放放坡分分为二二级放放坡和和三级级放坡坡，二二级放放坡分分别为为上级级坡度度1:1.25、下下级坡坡度1:1、1:0.75，，两级级中间间设置置2.0m平台台。上上、中中级坡坡面防防护采采用φφ42×3.5mm注浆浆小导导管，，L=4.0m，间间距1.2×1.2m梅梅花型型布置置，垂垂直于于坡面面设置置，注注浆浆浆液水水灰比比1:1，，注浆浆压力力：0.5～1.0MPa，，单孔孔注浆浆量0.12m3；；下级级坡面面防护护采用用φ22砂砂浆锚锚杆，，L=4.0m，间间距1.2×1.2m梅梅花型型布置置，垂垂直于于坡面面设置置；坡坡面钢钢筋网网采用用φ8盘条条（网网格20cm*20cm），，钢筋筋网搭搭接一一个网网格，，与坡坡面锚锚杆及及小导导管进进行连连接固固定；；喷射射混凝凝土采采用15cm厚厚C25砼。。一工程简简介—1.1工程概概况BZK12+060～BZK12+350（BYK12+056～BYK12+340）段段：明明挖暗暗埋段段，一一层主主要为为第四四系杂杂填土土和海海泥层层，厚厚度约约6.6m，结结构疏疏松，，海泥泥层厚厚约3.2m；；二层层为粉粉质粘粘土，，厚度度约2.8m，，富含含水量量大；；三层层为全全风化化花岗岗岩，，厚度度约3.4m；；四层层为砂砂粒状状强风风化花花岗岩岩，厚厚度约约2.5m；五五层为为弱风风化花花岗岩岩，厚厚度约约2.7m；六六层为为微风风化花花岗岩岩，厚厚度约约7.2m。本本段基基岩全全、强强风化化层较较发育育，厚厚约5.9m，，裂隙隙两侧侧中风风化带带发育育，厚厚约1.9m，，中风风化带带风化化裂隙隙发育育，透透水性性较好好，自自稳性性能差差。微微风化化岩埋埋深17.3m，节节理裂裂隙较较发育育，贯贯穿性性较好好的裂裂隙以以75°～～80°最最多，，其次次为45°～～60°，，微风风化岩岩体结结构面面结合合度一一般都都较好好，岩岩体多多呈块块状结结构，，透水水性弱弱，岩岩质坚坚硬。。本段段隧道道埋深深较浅浅，洞洞顶及及洞身身主要要为杂杂填土土和残残积粉粉质黏黏土及及全、、强风风化层层，全全强风风化层层可能能夹有有微风风化残残留体体。一工程简介介—1.2工程地质质条件二方案的提提出及确确定根据明洞洞衬砌施施工段落落长度（（564m）及及整体工工期安排排，为确确保明洞洞二次衬衬砌内实实外美且且快速、、高效、、安全的的完成施施工任务务，施工工前期对对常规内内模加组组合钢模模及内模模加整体体式钢外外模台车车进行选选型比较较。序号项目施工进度投入费用安全系数成品外观质量1常规内模加组合钢模绑扎钢筋、台车定位、立模加固需要96h，砼浇筑28h，砼养护20h，拆模、等强及模板修正48h，合计8天/环，共计456天。综合考虑常规内模加组合钢模共计费用256.3万元人员高空作业增加，安全风险加大；加固措施较麻烦，易爆模，质量控制难度加大一般2内模加整体式钢外模台车钢筋绑扎24h，浇筑砼16h，等强及拆模32h，3天/环，共计171天。内模加整体式钢模台车共计花费80.9万元操作简单，安全、质量有保障优综上所述述，①全全液压衬衬砌外模模台车劳劳动力、、机械投投入少，，节约工工期285天；；②可节节约成本本175.4万万元；③③操作简简单，安安全、质质量、外外观相对对有保障障。经安安全、质质量、经经济、功功效等综综合对比比后，项项目部采采用整体体式装配配内模台台车+整整体式钢钢外模板板台车进进行明挖挖段衬砌砌施工。。三台车设计计情况—内模台车车设计本项目建建成后为为福建省省最长的的海底隧隧道项目目，海底底隧道防防排水至至关重要要，为提提高防水水质量，，设计加加工台车车时增加加小边模模至仰拱拱回填下下方，比比以往内内模台车车减少边边墙施工工工序及及人为留留置纵向向施工缝缝，提高高了二衬衬外观质质量及防防水质量量。3.1内内模模板板台车设设计情况况内模台车车长度为为10m，单块块模板2m，面面板厚度度1.2cm，，预留行行车空间间尺寸3.3*4.3m，台台车总重重量113t；；每循环环浇筑C50P12砼砼方量240m³，根根据受力力验算模模板上部部垂直荷荷载、模模板中部部侧向荷荷载、组组合荷载载、模板板面板、、腹板、、模板支支架、丝丝杆稳定定性、底底部大梁梁、整体体稳定性性的计算算，该台台车的刚刚度及强强度满足足设计要要求。内模台车车设计图图防脱空、、不密实实预留注注浆孔三台车设计计情况—整体式钢钢外模板板台车通过咨询询、检索索等台车车宽度17.6m，高高度13.43m的大大断面属属于首次次应用。。本项目目整体式式钢外模模台车长长度为10m，，单块模模板2m，面板板厚度0.8cm，台台车总重重量133t，，每循环环浇筑C50P12砼砼方量240m³。根根据受力力验算模模板上部部垂直荷荷载、模模板中部部侧向荷荷载、组组合荷载载、模板板面板、、腹板、、模板支支架、丝丝杆稳定定性、底底部大梁梁、整体体稳定性性的计算算，该台台车的刚刚度及强强度满足足设计要要求。整体式钢钢外模台台车侧视视图整体式钢钢外模台台车侧视视图四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一仰拱基底底处理仰拱开挖挖后，测测量工程程师及时时进行测测量，确确认无欠欠挖后，，对基底底进行处处理。对对于松动动的岩块块及杂物物、泥块块清除干干净，对对未风化化的岩石石，采用用高压风风水进行行清洗干干净。保保证基底底无虚碴碴、积水水等，然然后采用用C20砂浆填补补抹平。。仰拱施工工工艺流流程仰拱基底底处理四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一仰拱钢筋筋绑扎钢筋在钢钢筋厂集集中加工工、预制制好后运运至现场场进行绑绑扎。钢钢筋连接接采用镦镦粗直螺螺纹连接接。先布环向向钢筋，，再布纵纵向钢筋筋。底层层钢筋需需先布设设垫块，，每平方方面积垫垫块数量量不数于于4块，，垫块采采用预制制采购，，其强度度不小于于C50砼。上上层钢筋筋布设前前先架设设支撑筋筋，保证证钢筋层层间距满满足设计计要求。。钢筋预制制加工钢筋绑扎扎四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一仰拱砼浇浇筑仰拱混凝凝土设计计为C50钢筋筋混凝土土，砼采采用商品品砼，混混凝土罐罐车运送送至现场场。混凝凝土采用用分层浇浇注，每每层厚度度控制在在30cm～50cm之间，，上层混混凝土必必须在下下层混凝凝土初凝凝前进行行浇筑。。浇筑时时采用插插入式振振捣棒振振捣密实实。仰拱拱混凝土土强度达达到5Mpa后后，方可可在其上上踩踏进进行模板板拆除。。端头堵头头模板、、内弧顶顶模采用用钢板加加工，组组合拼装装而成。。加固方方式为内内顶外撑撑方式加加固。仰拱混凝凝土浇筑筑四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一拱墙衬砌砌施工工工艺流程程拱墙衬砌砌砼施工工工艺流流程四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一内外模台台车验收收台车加工工严格按按照设计计图纸进进行加工工，加工工质量符符合钢构构件加工工质量要要求。拼拼装完成成对台车车净空进进行验收收，模板板轮廓符符合衬砌砌断面要要求，模模板安装装光滑平平整，接接缝严密密，相邻邻模板错错台不大大于2mm。走走行、制制动系统统和液压压系统正正常，经经三方验验收合格格后投入入现场使使用。内外模台台车验收收四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一拱墙衬砌砌钢筋绑绑扎BZK12+110～～BZK12+345（BYK12+106～BYK12+335））SMb共464m，，衬砌为为80cm厚C50钢钢筋混凝凝土，布布双层钢钢筋，环环向主筋筋为Φ25螺纹纹钢@14.3cm，，纵向分分布筋为为Φ12螺纹钢钢@30cm，，箍筋为为φ8圆圆钢@30cm×28.6cm（环环×纵））梅花型型布置，，沿环向向钢筋斜斜向交叉叉勾住，，同环箍箍筋间隔隔设置。。BZK12+060～～BZK12+110（BYK12+056～BYK12+106））SMa共100m，，衬砌为为70cm厚C50钢钢筋混凝凝土，布布双层钢钢筋，环环向主筋筋为Φ25螺纹纹钢@16.7cm，，纵向分分布筋为为Φ12螺纹钢钢@30cm，，箍筋为为φ8圆圆钢@30cm×28.6cm（环环×纵））梅花型型布置，，沿环向向钢筋斜斜向交叉叉勾住，，同环箍箍筋间隔隔设置。（1）钢钢筋连接接①拱墙钢钢筋与仰仰拱钢筋筋连接成成环，同同一截面面接头不不大于50%。。主筋镦镦粗车丝丝后采用用套筒连连接，套套筒要经经过检测测试验合合格后方方可使用用，分布布筋采用用单面焊焊接。②搭接接接头钢筋筋的端部部应预弯弯，搭接接钢筋的的轴线应应位于同同一轴线线上，采采用单面面搭接焊焊，焊缝缝长度为为10d。③焊缝高高度应等等于或大大于0.3d，，并不得得小于4mm；；焊缝宽宽度应等等于或大大于0.8d，，并不得得小于8mm。。④同一截截面内钢钢筋接头头面积不不大于全全部钢筋筋面积的的50%，且主主筋连接接位置不不得位于于拱顶。。（2）钢钢筋加工工钢筋在钢钢筋厂集集中加工工、预制制好后运运至现场场进行绑绑扎、焊焊接，钢钢筋连接接采用镦镦粗直螺螺纹连接接和焊接接。四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一拱墙衬砌砌钢筋绑绑扎钢筋绑扎扎钢筋绑扎扎钢筋绑扎扎钢筋绑扎扎人员分分布四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一外模台车车定位3、外模台台车定位位台车经验验收通过过后，整整个台车车依靠底底纵梁两两端行走走机构通通过已浇浇筑的仰仰拱面上上铺设钢钢轨，行行走至衬衬砌位置置。由测测量组对对外模台台车进行行中线、、高程定定位，确确保衬砌砌外轮廓廓线符合合设计要要求。同同时利用用外模台台车对钢钢筋吊挂挂，保证证钢筋骨骨架不变变形、不不坍塌。。外模台车车定位四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一沉降缝、、施工缝缝施工及及预埋件件安装沉降、施施工缝施施工衬砌沉降降缝在明明暗交界界处、围围岩变化化处、衬衬砌类型型变化处处、且在在浅埋地地质条件件差地段段毎50m设置置一道：：采用三三道防水水措施：：衬砌外外侧增设设2.0mm厚厚双面自自粘复合合防水卷卷材，中中间设置置中埋式式钢边橡橡胶止水水带，内内侧预留留13××38cm槽，，内设可可卸式止止水带，，并在可可卸式止止水带外外设置环环向接水水盒。衬砌环向向施工缝缝每9.9m一一道：采采用三道道防水措措施：衬衬砌外侧侧增设2.0mm厚双双面自粘粘复合防防水卷材材，中间间设置中中埋式钢钢边橡胶胶止水带带，内侧侧设置遇遇水膨胀胀止水胶胶。纵向施工工缝通长长设置，，采用两两道防水水措施，，中间设设置中埋埋式钢板板止水带带，内侧侧设置遇遇水膨胀胀止水胶胶。预埋件安安装隧道预埋埋件主要要有内容容有：通通风系统统、供电电照明系系统、消消防系统统、监控控系统、、隧道洞洞口预埋埋管道等等五部分分。施工工前严格格复核设设计图纸纸，统计计出预埋埋件位置置、数量量、规格格、型号号。四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一内模台车车定位及及加固内模台车车定位(1)衬衬砌内外外模采用用10m长的移移动模筑筑混凝土土台车，，自行式式带液压压系统。。定位前前先进行行涂抹脱脱模剂。。(2)台台车就位位：台车车就位前前，先复复核中线线、水平平，注意意标高和和宽度。。须找平平基底，，铺设走走行轨。。走行轨轨应根据据仰拱填填充面所所标中线线桩，向向左右两两侧量出出其位置置。(3)堵堵头模板板安装：：堵头模模板待止止水带安安装完成成进行安安装。堵堵头采用用钢模板板配合木木模加固固牢固。。(4)为为防止台台车外模模在浇筑筑过程中中涨模，，在衬砌砌端头采采用倒链链及对拉拉丝杆对对内外模模台车进进行加固固处理。。台车定位位台车加固固台车端头头加固四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一拱墙衬砌砌砼浇筑筑拱墙混凝凝土采用用C50P12塌落度度200±30温控商商品砼，，测试并并记录混混凝土入入模温度度和衬砌砌内外侧侧温度变变化，内内外温差差小于20度。。混凝土土采用输输送泵泵泵送入模模，入模模的自由由倾落高高度应保保证其不不发生离离析，一一般不应应超过2m。灌灌筑应左左右两侧侧对称分分层进行行，使用用附着式式平板振振捣器配配合插入入式振捣捣棒振捣捣,分层层厚度一一般为30cm，两侧侧灌筑高高差最大大不超过过50cm，灌灌筑砼不不宜间断断进行。。若必必须终止止则不应应超过混混凝土初初凝时间间，否则则应作间间歇浇筑筑处理。。衬砌混凝凝土入模模温度记记录表埋设测温温线测量量记录衬砌中心心与表面面温度四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一拱墙衬砌砌超模后后养护衬砌脱模模应先拆拆除堵头头模，再再脱外模模，后脱脱内模。。1）脱模模：衬砌砌混凝土土强度达达到8MPa以以上方可可拆模，，以同条条件试件件试压结结果为准准（待实实测后确确定）。。2）养护护：衬砌砌外侧采采用土工工布覆盖盖温水喷喷淋养护护，用水水水温与与测试时时段衬砌砌温度不不大于20℃；；内模脱脱模后立立即喷洒洒环保无无污染新新型养护护剂进行行养护。。内模喷洒洒养护剂剂养护外模保湿湿养护四明洞二次次衬砌施施工工艺艺一拱墙衬砌砌施工图图集衬砌施工工效果图图五施工要点点及解决决办法1、钢筋骨骨架存在在沉降变变形、垮垮塌风险险钢筋绑扎扎时利用用钢筋台台架对定定位筋及及结构钢钢筋进行行支撑固固定，钢钢筋绑扎扎完成后后先利用用外模台台车对整整体结构构钢筋进进行吊挂挂（防止止钢筋台台架前移移后钢筋筋骨架沉沉降变形形、坍塌塌），前前移钢筋筋台架进进行内模模台车定定位，完完成后拆拆除外模模吊挂（（结构钢钢筋与内内模台阶阶间采用用砼垫块块确保钢钢筋保护护层厚度度）。2、内模台台车上浮浮、定位位、倾覆覆风险内模台车车抗上浮浮：采取内模模台车定定位完成成后对台台车底梁梁及底边边模竖向向斜支撑撑进行加加固（间间距2.0m）），确保保内模台台车不上上浮；内模台车车抗倾覆覆：采取在内内模台车车纵向主主梁增设设斜支撑撑加固（（间距2.0m），防防止台车车倾覆。。内模台车车加固五施工要点点及解决决办法3、内模模底模边边墙混凝凝土质量量风险