高铁衬砌施工方案设计

高铁隧道二次衬砌施工方案设计一、施工总体部署1.1施工原则隧道衬砌施工遵循"仰拱超前、墙拱整体衬砌"的原则，初期支护完成后，仰拱施工紧跟开挖面，全幅一次性浇筑。仰拱及填充施工采用移动栈桥解决洞内运输问题，拱墙二次衬砌采用液压整体式衬砌台车，实现混凝土一次性整体灌注。施工前需通过监控量测确定二次衬砌施作时机，确保围岩及初期支护变形基本稳定，具体控制指标为：水平收敛（拱脚附近7d平均值）小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d，累积位移值达到极限相对位移值的80%以上。1.2施工组织设立衬砌施工专业工班，配置钢筋组（12人）、模板组（15人）、混凝土组（18人）及防水施工组（8人），各班组实行工序负责制。施工设备按"三机配套"原则配置，包括9m液压衬砌台车（1台）、混凝土搅拌运输车（3辆）、输送泵（2台）、移动栈桥（1套）及防水板铺设台车（1台）。二、施工准备2.1技术准备施工前组织技术人员进行图纸会审，重点复核衬砌断面尺寸、钢筋配置及防水构造。编制详细的技术交底文件，对施工班组进行专项培训，培训内容包括：衬砌台车操作流程及安全注意事项钢筋焊接及绑扎工艺标准混凝土浇筑顺序及振捣要点防水板铺设及焊接质量控制2.2材料准备2.2.1混凝土原材料水泥：采用P.O42.5低碱普通硅酸盐水泥，C3A含量≤8%，碱含量≤0.6%骨料：5-25mm连续级配碎石（5-16mm占45%，16-25mm占55%），中砂（细度模数2.6），含泥量分别≤1%和≤3%掺合料：F类粉煤灰（Ⅱ级）及S95级矿渣粉，掺量分别为25%和20%外加剂：聚羧酸高性能减水剂（减水率≥18%）及引气剂，掺量分别为1.0%和0.4%2.2.2防水材料防水板：1.5mm厚EVA复合防水板，耐穿刺强度≥300N止水带：中埋式橡胶止水带（宽度350mm）及背贴式止水带（宽度400mm）排水盲管：φ50mm软式透水管，环向间距5-10m2.3设备调试衬砌台车进场后进行组装调试，重点检查：模板平整度（允许偏差5mm/2m）液压系统工作压力（16-18MPa）走行机构同步性（偏差≤10mm）侧向支撑稳定性。模板台车侧壁分层布置作业窗，层高≤1.5m，每层设置4-5个45cm×45cm窗口，拱顶预留3个注浆孔。三、关键施工工艺3.1仰拱及仰拱填充施工3.1.1施工流程基底清理→测量放线→安装仰拱钢筋→立模→浇筑仰拱混凝土→养护→施工仰拱填充→养护3.1.2操作要点基底采用高压水冲洗，清除浮碴及积水，局部欠挖处人工凿除仰拱钢筋保护层厚度不小于50mm，采用C30混凝土垫块，间距1m×1m布置模板采用钢模板，安装时确保中线偏差≤10mm，高程偏差≤15mm混凝土浇筑采用泵送工艺，分层厚度30cm，插入式振捣器振捣，直至表面泛浆、无气泡逸出仰拱填充采用C20混凝土，顶面按设计要求设置排水坡度（2%），采用刮杠找平3.2防水层施工3.2.1基面处理初期支护表面采用喷射混凝土找平，平整度控制在D/L≤1/10（D为两凸面间距离，L为其间距离），尖锐物采用砂浆覆盖处理，阴角部位做成半径≥5cm的圆弧。3.2.2防水板施工铺设工艺：采用无钉孔铺设法，利用专用热熔衬垫与基面固定，间距：拱部0.5-0.8m，边墙1.0-1.2m焊接工艺：双缝热熔焊接机焊接，搭接宽度10cm，焊接温度180-200℃，行走速度1.5-2m/min，焊接后进行气密性检测，压力保持0.2MPa，30min内下降≤10%质量检查：采用真空检测法（负压≥0.02MPa，保持30s无气泡产生），每10m检查1处3.2.3止水带安装纵向止水带采用钢边橡胶止水带，安装时确保"居中布置、平展无皱"环向止水带采用"钢筋卡具+定型钢端模"固定，确保位置准确，接头采用热硫化焊接施工缝处设置遇水膨胀止水条，安装前清理表面并涂刷胶粘剂3.3钢筋工程3.3.1钢筋加工钢筋表面油渍、铁锈等清除干净，调直后允许偏差：Ⅰ级钢筋伸长率≤2%，Ⅱ级钢筋≤1%受力钢筋顺长度方向全长允许偏差±10mm，弯起钢筋弯折位置偏差≤20mm箍筋内净尺寸偏差控制在±3mm范围内3.3.2钢筋安装采用分层绑扎工艺，先施工外层钢筋，后施工内层钢筋，层间距通过定位筋控制钢筋接头设置在受力较小处，同一截面内焊接接头面积百分率≤50%，绑扎接头面积百分率≤25%保护层厚度：迎水面50mm，背水面30mm，采用与衬砌同强度等级的混凝土垫块，梅花形布置安装允许偏差：受力钢筋间距±20mm，分布钢筋间距±20mm，保护层厚度+10/-5mm3.4模板工程3.4.1台车轨道铺设轨道采用P43钢轨，轨距与台车轮距一致，左右轨面高差≤10mmⅠ、Ⅱ级围岩段轨道铺设在10cm厚C25钢筋混凝土垫层上，Ⅲ～Ⅳ级围岩段铺设在填充混凝土面上轨道固定采用膨胀螺栓，间距1.5m，确保台车走行平稳3.4.2台车定位采用三维定位法：先调整高程，再校正中线，最后固定侧向支撑模板安装允许偏差：边墙角±15mm，起拱线±10mm，拱顶+10/0mm，表面平整度5mm/2m挡头模板采用钢制模板，与台车模板接缝处粘贴海绵条，防止漏浆3.5混凝土工程3.5.1配合比设计C40衬砌混凝土配合比（kg/m³）：水泥239，粉煤灰108，矿渣粉87，砂762，碎石1052，水152，减水剂4.34，引气剂1.74。技术指标：坍落度160-200mm，水胶比0.36，胶材总量434kg/m³，抗渗等级P14，抗硫酸盐侵蚀等级KS120，56d电通量＜1200C。3.5.2混凝土浇筑采用"分层对称、由下向上"的浇筑顺序，每层厚度30cm，左右侧混凝土高差≤50cm混凝土通过台车侧壁窗口入模，窗口分层布置，每层4-5个，逐窗浇筑振捣采用插入式振捣器与附着式振捣器结合，插入式振捣器移动间距≤30cm，振捣时间15-30s拱顶部位采用滑槽逐窗入模技术，防止混凝土离析，确保拱顶密实3.5.3带模注浆施工在混凝土初凝后（浇筑完成4-6h）进行拱顶带模注浆，注浆孔利用台车预留孔注浆材料采用无收缩水泥基浆液，水灰比0.8-1.0，注浆压力控制在0.2-0.4MPa注浆结束标准：注浆压力达到设计值并稳定5min，或相邻孔出浆3.5.4养护及拆模混凝土浇筑完成后12h内覆盖保湿，养护期不少于14d，养护用水采用饮用水拆模时间控制：混凝土强度达到设计强度的70%（≥28MPa），或根据不同地段承压要求达到100%强度拆模后及时修饰混凝土表面缺陷，蜂窝麻面面积不超过0.5%，深度不大于10mm四、质量控制措施4.1原材料质量控制建立材料进场检验制度：水泥每200t检验1次，砂石每400m³检验1次，外加剂每50t检验1次混凝土拌合站采用自动计量系统，每月校验1次，计量偏差控制在：水泥、水、外加剂±1%，骨料±2%拌合用水定期检测，pH值≥6.5，不含有害物质4.2施工过程控制实行"三检制"：班组自检、技术人员复检、监理工程师终检，每道工序检验合格后方可进行下道工序混凝土浇筑实行"开盘鉴定"制度，检查坍落度、和易性等指标，不合格混凝土严禁使用防水板焊接质量实行"双检制"，施工班组100%自检，质检人员按30%比例抽检建立混凝土强度追踪制度，每个作业面留置6组试块（3组标养，3组同条件养护）4.3质量通病防治4.3.1混凝土裂缝控制优化配合比，掺加粉煤灰和矿渣粉减少水泥用量，降低水化热控制混凝土入模温度（5-30℃），夏季采用骨料预冷、冬季采用热水拌合拆模后立即覆盖保温，防止温度骤降产生裂缝加强养护，保持混凝土表面湿润，避免早期脱水4.3.2拱顶脱空预防采用智能防脱空预警系统，在台车模板上布置压力传感器，实时监测混凝土浇筑密实度严格执行带模注浆工艺，确保拱顶注浆饱满混凝土浇筑时，拱顶部位最后浇筑，采用缓凝型混凝土，延长振捣时间4.3.3施工缝处理施工缝处混凝土进行凿毛处理，露出新鲜混凝土面积≥75%采用高压水冲洗，清除浮碴及杂物，保持湿润但无积水浇筑前铺设20mm厚与混凝土同配比的水泥砂浆，确保新旧混凝土结合良好五、安全保证措施5.1施工安全防护衬砌台车两侧设置1.2m高防护栏杆，底部安装18cm高挡脚板作业平台满铺脚手板，脚手板两端固定牢固，严禁探头板台车电气系统设置漏电保护器，接地电阻≤4Ω混凝土输送管道安装牢固，严禁在管道上站立或行走5.2应急预案配备应急电源（200kW发电机1台），确保停电时混凝土浇筑连续进行储备应急止水材料（快速堵漏剂、棉絮等），应对突发涌水制定模板坍塌应急救援预案，每季度组织1次应急演练现场配备急救箱，培训2名专职急救员，熟悉基本急救知识六、施工进度计划6.1循环作业时间单循环（9m）施工周期：仰拱施工12h→防水板铺设8h→钢筋绑扎16h→台车定位6h→混凝土浇筑8h→养护72h，合计122h。考虑工序衔接及设备维护，月有效工作日按25天计，月进度指标为：Ⅴ级围岩段54m，Ⅳ级围岩段72m，Ⅲ级围岩段90m。6.2进度保障措施储备2套台车模板，实现"台车定位→混凝土浇筑"与"钢筋绑扎→防水施工"平行作业建立设备维修保养制度，每日检查液压系统、电气系统及传动部位，确保设备完好率≥95%原材料储备量满足3个循环用量，避免因材料供应中断影响施工七、环境保护措施7.1施工废水处理洞口设置沉淀池（三级，总容积50m³），废水经处理达标后排放混凝土养护用水采用喷雾养护，减少用水量及废水排放7.2粉尘控制拌合站设置封闭式料仓，骨料堆场采用防尘网覆盖出洞口安装洗车平台，运输车辆必须冲洗干净后方可出场洞内采用洒水降尘，每200m设置洒水点7.3噪声控制高噪声设备设置隔音棚，噪声排放控制在昼间≤70dB，夜间≤55dB合理安排施工时间，避免夜间进行混凝土浇筑等强噪声作业八、验收标准与程序8.1验收标准混凝土强度：按《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）进行检验，合格率100%衬砌厚度：采用地质雷达检测，每10m检测1个断面，厚度不足点不超过5%，且最小厚度不小于设计值的90%表面平整度：2m靠尺检查，允许偏差5mm渗漏水：总湿渍面积≤0.5m²/100m²，单个湿渍面积≤0.1m²8.2验收程序施工单位自检→监理平行检验→第三方检测→业主验收。每