引洞衬砌施工方案

引洞衬砌施工方案一、工程概况本工程为引洞衬砌施工项目，主要包括引水隧洞段和压力钢管段的混凝土衬砌施工。引水隧洞采用圆形断面设计，根据围岩类别不同分为多个衬砌类型，其中Ⅱ类围岩段衬砌厚度为50cm，Ⅲ类围岩段衬砌厚度为70cm，Ⅳ类围岩段衬砌厚度为100cm，Ⅴ类围岩段衬砌厚度为120cm。衬砌混凝土强度等级主要为C25，压力钢管回填段采用C20混凝土。隧洞全长2850m，其中引水隧洞段长2600m，压力钢管段长250m，共计衬砌混凝土工程量约12800m³，钢筋制安总量约980t。工程地质条件复杂，隧洞穿越地段主要为太古界变质岩系，局部穿越断层破碎带及节理裂隙发育区。根据地质勘察资料，洞身段以Ⅱ-Ⅲ类围岩为主，占总长度的65%；Ⅳ-Ⅴ类围岩段占35%，主要分布在进出口段及断层破碎带区域。施工区域地下水位较高，最大涌水量约30m³/h，需采取有效的排水措施。二、施工布置2.1施工道路布置洞外运输道路：利用已建成的施工便道作为主要运输通道，路面宽度6m，采用20cm厚C20混凝土硬化处理。在拌和站至隧洞进口段设置会车平台，每500m设置一处，平台长度20m，宽度8m。洞内运输道路：沿隧洞一侧设置施工通道，宽度3.5m，采用15cm厚C15混凝土硬化。通道内侧设置排水沟，尺寸为30cm×30cm，坡度与隧洞纵坡一致（i=0.006）。每隔100m设置一处错车平台，平台长度15m，宽度5m。2.2风水电系统布置供风系统：在洞口附近设置2台20m³/min电动空压机，通过Φ150mm无缝钢管向洞内供风，主管路沿洞壁顶部布置，每隔50m设置支管接口，配备压力表和阀门。供水系统：从距离洞口1km处的水库取水，设置高位水池（容量500m³），通过Φ100mm镀锌钢管向洞内供水。主管路沿洞壁右侧布置，工作面上设置高压水枪和冲洗设备，供水压力不小于0.3MPa。供电系统：在洞口设置2台630kVA变压器，采用双回路供电。洞内干线采用VV22-3×120+1×70mm²电缆沿洞壁左侧敷设，每隔50m设置配电箱。作业面照明采用36V安全电压，每隔10m设置一盏防爆灯，照度不低于50lux。2.3混凝土系统布置拌和站：在洞口300m处设置一座HZS90型混凝土拌和站，配备2台JS1500型搅拌机，理论生产能力90m³/h。设置4个水泥罐（容量100t/个）、2个粉煤灰罐（容量50t/个）、4个骨料仓（分仓容积80m³），并配备自动配料系统和外加剂添加装置。混凝土运输：配置6台8m³混凝土罐车，负责从拌和站到洞内工作面的运输。洞内设置2台HBT60型混凝土输送泵，分别布置在上平段和下平段，泵管采用Φ125mm高压耐磨管，沿洞壁架空敷设，转弯处设置柔性管节。2.4施工排水布置排水系统：采用三级排水方案，在掌子面设置集水坑（尺寸2m×1.5m×1.5m），配备2台Φ150mm污水泵（扬程50m，流量100m³/h）；在洞中段设置中继排水站，配备2台Φ100mm污水泵（扬程30m，流量50m³/h）；洞口设置总排水泵站，配备2台Φ200mm污水泵（扬程20m，流量150m³/h）。排水管路采用Φ200mm螺旋钢管，沿洞壁底部敷设。防水措施：对断层破碎带及涌水点采用超前注浆处理，注浆材料为水泥-水玻璃双液浆，注浆压力2-3MPa。施工缝处设置橡胶止水带（651型），变形缝处设置铜片止水（厚度1.2mm），并配合BW-Ⅱ型止水条使用。三、衬砌施工工艺3.1施工总体流程测量放样→基面处理→钢筋制安→模板安装→止水及预埋件施工→混凝土浇筑→养护→脱模→缺陷处理→验收3.2测量放样采用全站仪按设计坐标进行洞轴线和衬砌轮廓线放样，每10m设置一个控制断面，每个断面布设5个控制点（顶拱1点、左右边墙各2点）。使用水准仪测量高程，误差控制在±5mm以内。放样数据经监理工程师复核确认后，方可进行下道工序。3.3基面处理岩面清理：采用人工配合反铲清除基岩表面的浮渣、泥土及松动岩石，使用高压水冲洗干净。对局部凹凸不平处进行凿除或填补处理，确保岩面平整度误差不超过5cm/2m。施工缝处理：先将施工缝表面凿毛，露出新鲜混凝土面，深度不小于5mm，然后用高压水冲洗干净，涂刷一层水泥净浆（水灰比0.4），厚度2-3mm，在浇筑前2小时内完成。排水处理：在基面设置排水盲沟，采用Φ50mm软式透水管，间距2m，环向布置，盲沟与洞内排水沟相连。对集中涌水点采用导管引流，导管采用Φ100mmPVC管，深入岩面10cm，并用速凝混凝土固定。3.4钢筋制安钢筋加工：钢筋在洞外加工厂集中加工，采用数控钢筋切断机（GQ50型）和弯曲机（GW40型）进行加工，加工误差控制在：受力钢筋长度±10mm，弯起钢筋角度±2°，箍筋尺寸±5mm。加工完成的钢筋分类编号堆放，挂牌标识，注明规格、数量、使用部位。钢筋安装：采用钢筋台车进行安装，先安装架立筋（Φ20mm，间距1.2m），再安装主筋和分布筋。主筋采用机械连接（直螺纹套筒），连接套筒等级为Ⅰ级，接头错开布置，同一截面接头率不大于50%，错开距离不小于35d（d为主筋直径）。钢筋保护层厚度为50mm，采用C25混凝土垫块，垫块强度不低于设计强度，每㎡布置4个。焊接工艺：钢筋焊接采用电弧焊，搭接长度双面焊不小于5d，单面焊不小于10d，焊缝宽度不小于0.8d，厚度不小于0.3d。焊接时设置临时支撑，防止焊接变形，焊接完成后清除焊渣，检查焊缝质量，不合格的焊缝应重新焊接。3.5模板施工模板选型：采用全液压钢模台车（9m/节），模板面板厚度12mm，采用Q235钢板，背部设置型钢骨架，刚度满足规范要求（挠度不大于1/400）。台车配备液压系统（工作压力16MPa）、行走系统（电动驱动）和振捣系统（附着式振捣器）。模板安装：轨道铺设：采用P43钢轨，轨距2.4m，轨道基础采用C20混凝土浇筑，厚度30cm，设置排水沟。轨道安装偏差：轨距±5mm，高程±10mm，直线度±3mm/2m。台车就位：通过行走系统将台车移动至浇筑位置，利用液压千斤顶调整模板位置，误差控制在：轴线偏差±5mm，高程偏差±10mm，断面尺寸±15mm。模板加固：台车就位后，采用Φ20mm拉杆加固，每1.5m设置一道，拉杆两端设置垫片和螺母，预紧力不小于50kN。顶拱设置斜撑，间距3m，与台车门架连接牢固。封头模板：采用组合钢模板（1.2m×0.6m），背楞采用Φ48mm×3.5mm钢管，间距50cm，通过穿墙螺栓与台车模板连接，接缝处粘贴5mm厚海绵条，防止漏浆。模板拆除：混凝土强度达到设计强度的70%后方可拆模（通过同条件养护试块确定）。拆模顺序：先拆封头模板，再松台车液压系统，使模板与混凝土面脱离，最后通过行走系统将台车移至下一工作面。拆模后及时清理模板表面，涂刷脱模剂（机油与柴油按1:3混合）。3.6混凝土施工配合比设计：C25混凝土配合比为水泥:粉煤灰:砂:石:水:外加剂=320:80:760:1120:175:4.5（kg/m³），坍落度控制在180±20mm，初凝时间≥6h，终凝时间≤12h。采用二级配骨料，粗骨料最大粒径31.5mm，砂细度模数2.6-3.0。混凝土搅拌：搅拌时间不小于90s，外加剂采用后掺法，粉煤灰与水泥同步加入。每盘混凝土搅拌前测定砂石含水率，根据测试结果调整用水量。搅拌完成后，按规定制作混凝土试块，每100m³制作一组抗压试块，一组抗渗试块（P8等级）。混凝土运输：采用混凝土罐车运输，运输时间不超过45min，运输过程中保持罐体转动（2-4r/min）。入仓前检查混凝土坍落度，损失大于30mm时，经试验人员同意后加入适量外加剂，严禁直接加水。混凝土浇筑：入仓方式：采用混凝土输送泵入仓，泵管出口距浇筑面高度不大于2m，防止混凝土离析。布料采用分层浇筑，每层厚度30-50cm，沿洞轴线方向均匀布料，两侧对称上升，高差不大于50cm。振捣工艺：采用插入式振捣器（Φ50mm和Φ30mm）和附着式振捣器联合振捣。插入式振捣器移动间距不大于1.5倍振捣半径（约30cm），振捣时间15-30s，直至混凝土表面泛浆、不再下沉、无气泡溢出为止。附着式振捣器布置在模板外侧，每2m设置一台，振捣时间30-60s/次，与插入式振捣器交替进行。特殊部位处理：止水带部位：振捣时避免振捣棒直接接触止水带，确保止水带位置准确、平顺，无扭曲、破损。预埋件部位：预埋件周围混凝土加强振捣，确保预埋件与混凝土结合紧密，预埋件位置偏差控制在±10mm以内。施工缝部位：在施工缝处增加一层Φ8mm钢筋网（间距10cm×10cm），宽度50cm，与两侧混凝土连接牢固。混凝土养护：浇筑完成后12h内开始养护，采用洒水养护，保持混凝土表面湿润，养护时间不少于14d。低温季节（低于5℃）采用保温养护，覆盖棉被和电热毯，确保混凝土表面温度不低于5℃。高温季节（高于30℃）采用遮阳棚覆盖，洒水频率增加至每2h一次。3.7压力钢管回填施工钢管安装：压力钢管采用工厂预制，现场组焊，安装偏差控制在：轴线偏差±5mm/m，高程偏差±10mm，垂直度偏差≤1‰。钢管安装完成后，进行水压试验，试验压力为设计压力的1.5倍，稳压30min无压降为合格。回填混凝土施工：模板安装：采用钢模板（1.5m×0.6m），背楞采用双拼Φ48mm钢管，间距50cm，通过对拉螺栓固定，螺栓间距80cm×80cm。模板与钢管之间设置3cm厚柔性垫层，防止混凝土浇筑时损伤钢管防腐层。混凝土浇筑：采用C20细石混凝土，坍落度200±20mm，通过溜管入仓，溜管出口距浇筑面高度不大于1.5m。分层浇筑，每层厚度30cm，采用Φ30mm振捣棒振捣，振捣时避免碰撞钢管，振捣时间以混凝土表面泛浆为准。排气措施：在钢管顶部设置排气孔（Φ20mmPVC管），间距2m，混凝土浇筑至排气孔溢出浓浆后封堵。回填混凝土应连续浇筑，间隔时间不超过2h，若超过初凝时间，按施工缝处理。四、施工进度计划4.1施工总进度本工程总工期为18个月，具体里程碑节点如下：施工准备：第1个月引水隧洞Ⅱ-Ⅲ类围岩段衬砌：第2-10个月引水隧洞Ⅳ-Ⅴ类围岩段衬砌：第6-15个月压力钢管安装及回填：第12-16个月缺陷处理及验收：第17-18个月4.2进度保证措施资源保障：投入2套钢模台车（9m/套），3个混凝土作业班组，实行三班制连续施工。配备备用设备：混凝土输送泵1台、发电机（200kW）1台、空压机1台，确保设备故障时能及时替换。工序衔接：各工序采用平行作业方式，钢筋安装与模板施工同步进行，混凝土养护与下一仓面准备工作并行。合理安排施工顺序，避免交叉作业干扰，关键线路工序优先保证资源供应。进度控制：每周召开进度协调会，分析进度偏差原因，制定纠偏措施。采用Project软件进行进度管理，实时跟踪计划执行情况，当偏差超过5%时，及时调整施工参数或增加资源投入。五、施工资源配置5.1机械设备配置设备名称型号规格单位数量备注钢模台车9m液压型台2配备附着式振捣器混凝土输送泵HBT60台31台备用混凝土罐车8m³辆6拌和站HZS90座1双机配置钢筋切断机GQ50台2钢筋弯曲机GW40台2电焊机BX-500台8含2台直流焊机空压机20m³/min台31台备用污水泵Φ150mm台4扬程50m全站仪TS06台1精度1mm+1ppm水准仪DSZ2台2精度±2mm/km5.2劳动力配置工种人数主要工作内容备注管理人员8施工组织、技术管理、质量安全监督含项目经理、总工等测量工4施工放样、断面测量钢筋工24钢筋加工、安装、焊接分3个班组木工18模板安装、拆除、维修分2个班组混凝土工30混凝土浇筑、振捣、养护分3个班组，轮班作业机械操作工16泵车、罐车、空压机等设备操作电工4供电系统维护、设备用电管理焊工8金属结构焊接、预埋件安装普工20材料转运、场地清理、辅助工作安全员3现场安全巡查、隐患排查质检员3工序质量检查、试验取样5.3材料供应计划水泥：P.O42.5水泥，月需用量约800t，从水泥厂直供，现场存储量不小于300t。粉煤灰：F类Ⅱ级，月需用量约200t，与水泥同车运输，单独存储。砂石料：砂（中砂）月需用量约3500m³，碎石（5-31.5mm）月需用量约5000m³，从当地料场采购，汽车运输至拌和站。钢筋：HRB400E级，规格Φ12-Φ25mm，月需用量约60t，分批次进场，每批进场需进行力学性能检验。外加剂：聚羧酸系高效减水剂，月需用量约15t，桶装存储，避免阳光直射。止水材料：651型橡胶止水带、铜止水片（1.2mm）、BW-Ⅱ止水条，按施工进度提前1个月采购。六、质量保证措施6.1原材料质量控制材料检验：所有进场材料必须具有出厂合格证和检验报告，水泥、钢筋、外加剂等主要材料进场后按规定进行取样复试，合格后方可使用。砂石料每批进场进行级配、含泥量、针片状颗粒含量检验，不符合要求的材料严禁使用。材料存储：水泥、粉煤灰采用罐仓存储，底部垫高30cm，防止受潮。钢筋架空堆放，覆盖防雨布，防止锈蚀。砂石料分仓堆放，设置隔墙，防止混料，使用前进行筛分和冲洗。6.2施工过程质量控制测量复核：施工放样实行“三检制”（自检、互检、专检），测量成果经监理工程师复核签字后方可使用。每浇筑5个仓面进行一次断面复测，确保衬砌厚度符合设计要求。混凝土质量控制：严格控制配合比，每班测定砂石含水率，调整用水量。混凝土坍落度每2h检测一次，允许偏差±20mm。混凝土试块按规范留置，标养试块与同条件养护试块分开存放，试块强度未达设计要求不得拆模。工序验收：每道工序完成后，施工班组自检合格，报质检员检查，再报请监理工程师验收，验收合格签署意见后，方可进行下道工序。隐蔽工程验收留存影像资料，建立验收台账。6.3质量通病防治蜂窝麻面：控制混凝土坍落度在设计范围内，振捣密实，避免漏振和过振。模板接缝严密，表面清理干净，涂刷均匀脱模剂。发现蜂窝麻面，及时采用高一强度等级的细石混凝土修补，修补面积大于缺陷面积的1.5倍。空洞露筋：钢筋保护层垫块数量充足，固定牢固，避免振捣棒碰撞钢筋。混凝土浇筑时确保下料均匀，分层厚度不超过50cm。若出现露筋，将松动混凝土凿除，清理干净后涂刷界面剂，再用C30细石混凝土填补。裂缝控制：混凝土入仓温度控制在5-30℃，夏季采用骨料预冷、加冰拌和等措施降低混凝土温度；冬季采用热水拌和（≤80℃）、骨料预热等措施提高混凝土温度。混凝土内外温差控制在25℃以内，必要时采取表面保温措施。七、安全保证措施7.1施工安全管理安全教育培训：所有施工人员进场前进行三级安全教育培训，考核合格后方可上岗。特种作业人员必须持证上岗，证书在有效期内。每月组织一次安全技术交底，针对各工序特点制定安全操作规程。安全检查：建立日检、周检、月检制度，安全员每日巡查现场安全状况，重点检查高空作业、用电安全、机械设备等。每周进行专项检查，每月进行综合检查，对发现的隐患下发整改通知书，限期整改并复查。应急预案：编制触电、火灾、坍塌等事故应急预案，配备应急物资（急救箱、灭火器、担架等），每季度组织一次应急演练，提高应急处置能力。7.2专项安全措施高空作业安全：作业人员佩戴安全帽、安全带，安全带高挂低用。脚手架搭设牢固，脚手板满铺，设置防护栏杆（高度1.2m）和挡脚板（高度18cm）。高空作业平台设置限载标识，严禁超载使用。用电安全：洞内供电采用TN-S系统，设置三级配电两级保护。配电箱安装漏电保护器（动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s），设备金属外壳可靠接地。照明线路与动力线路分开敷设，电缆架空或穿管保护，严禁拖地泡水。机械设备安全：机械设备定期进行维护保养，建立设备台账和检修记录。操作人员严格遵守操作规程，严禁违章操作。机械设备运转时，严禁进行维修或调整，停机后方可进行作业。防火防爆：施工现场严禁吸烟，动火作业办理动火许可证，配备灭火器材。氧气瓶与乙炔瓶间距不小于5m，距明火点不小于10m，严禁暴晒。洞内设置消防水管，每隔50m设置消火栓，配备水龙带和水枪。八、环境保护措施8.1施工废水处理在洞口设置沉淀池（三级，总容积100m³），施工废水经沉淀处理后回用，用于洒水降尘