隧道二衬专项施工方案

隧道二衬专项施工方案1编制依据1.1国家及行业规范《公路隧道施工技术规范》（JTG/T3660—2021）《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》（TB10223—2017）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2015）《隧道防水板铺设技术规程》（Q/CR562—2017）《生产安全事故应急预案管理办法》（应急管理部令第2号）1.2设计文件××设计院《××隧道两阶段施工图设计》第三册（衬砌结构）《××隧道防排水设计变更通知单》（编号：202305SD07）1.3合同与业主要求《××高速第3标段施工合同》专用条款第13.2.4条：二衬施工“零渗漏、零错台、零空洞”目标；业主2023年3月15日《隧道质量提升推进会会议纪要》：二衬强度合格率≥98%，厚度合格率≥95%，且不允许出现Ⅲ级及以上空洞。2工程概况2.1隧道参数××隧道为分离式双向六车道，左线长2980m，右线长3015m，最大埋深268m，Ⅳ级围岩占62%，Ⅴ级围岩占21%，其余为Ⅲ级。二衬采用C35防水钢筋混凝土，抗渗等级P10，环向主筋HRB400Φ22@200，纵向分布筋HRB400Φ16@250，拱墙厚550mm，仰拱厚650mm。2.2水文地质隧道正常涌水量3200m³/d，最大涌水量5800m³/d；地下水pH6.8，SO₄²⁻含量1120mg/L，具弱腐蚀性。2.3施工难点（1）出口端Ⅴ级浅埋段埋深仅18m，地表有省道S219，允许沉降10mm；（2）DK2+340～DK2+480段穿越F8断层，岩体破碎，易涌水突泥；（3）衬砌背后注浆需与超前地质预报（TSP+地质雷达）联动，确保注浆圈厚度≥1.5m。3施工准备3.1技术准备（1）图纸会审：2023年4月2日由项目经理部总工组织，形成《二衬图纸会审记录》27条，设计回复闭合率100%。（2）测量复测：采用0.5″级全站仪对线路中线、水准点进行复测，闭合差＜5mm，经监理签认后启用。（3）混凝土配合比：试验室经56次试配，确定水胶比0.38，掺8%硅灰+0.9kg/m³聚丙烯纤维，56d电通量980C，满足P10抗渗。3.2材料准备（1）防水板：1.5mm厚EVA，幅宽3m，拉伸强度≥18MPa，断裂伸长率≥650%，每批进场抽样做20℃低温弯折试验。（2）土工布：400g/m²长丝针刺，单位面积质量偏差≤3%，CBR顶破强度≥2.8kN。（3）钢筋：HRB400，原材进场100%扫码溯源，见证取样复试39组，合格率100%。3.3设备准备（1）12m全液压自行式仰拱栈桥1套，行走速度6m/min，承载60t；（2）智能二衬台车2台（12.1m），带激光定位+液压收模，面板厚10mm，窗口设置两排@1.2m；（3）车载式混凝土湿喷机械手1台，理论排量25m³/h；（4）插入式+附着式高频振捣器共计48台，其中变频附着式振捣器（200Hz）专用于拱顶。3.4人员配置成立“二衬零缺陷攻坚小组”，项目经理任组长，下设技术、质量、安全、设备、物资五大员，劳务班组采用“两班倒”模式，每班定员28人：台车操作6人、混凝土浇筑10人、防水板铺设8人、杂工4人，全部持证上岗。4施工工艺流程4.1总体流程初支验收→断面扫描→防水板铺设→土工布铺设→钢筋绑扎→台车定位→预埋注浆管→混凝土浇筑→带模注浆→养护→拆模→外观检测→背后注浆→雷达扫描→数据入库。4.2关键工序分解4.2.1初支验收采用LeicaScanStationP40三维激光扫描仪，点云密度≥5mm，利用CloudCompare软件与理论断面比对，突出部分＞3cm必须凿除，凹陷＞5cm采用C25喷混凝土补平。4.2.2防水板铺设（1）缓冲层：土工布采用热熔垫圈+射钉固定，垫圈间距0.8m×0.8m，梅花形布置，拱顶90°范围加密至0.5m；（2）防水板：采用双焊缝爬焊机（温度420℃±10℃，速度1.8m/min），搭接宽度≥10cm，每条焊缝均需做充气试验，气压0.2MPa，保持5min下降＜20%为合格；（3）破损修补：采用补丁法，补丁边缘距破损边≥7cm，且补丁四角修圆，半径≥2cm。4.2.3钢筋安装（1）定位：采用5mm厚钢卡具控制主筋间距，误差≤±5mm；（2）接头：环向筋采用直螺纹套筒连接，套筒等级Ⅰ级，现场抽检10%做扭矩值检测，要求≥200N·m；（3）保护层：采用“锥形高性能砂浆垫块”@0.8m，垫块强度≥50MPa，颜色与衬砌一致，拆模后无锈斑。4.2.4台车定位（1）激光放样：台车顶部安装两台LeicaLinoL2激光标线仪，十字线与隧道中线、轨面标高重合，偏差≤2mm；（2）支撑：共设置12组液压油缸，初撑压力8MPa，复测模板最大变形＜3mm；（3）封堵：采用“气囊+钢插板”组合，气囊直径300mm，充气压力0.4MPa，防止混凝土窜模。4.2.5混凝土浇筑（1）运输：采用3台8m³搅拌车+1台10m³背罐车，罐体转速2~4r/min，到场坍落度180~200mm，扩展度450~500mm；（2）入模：利用台车两排窗口“之字形”对称浇筑，每层厚度≤50cm，下落高度＜1.2m；（3）振捣：插入式振捣器间距≤40cm，时间15~30s，以混凝土表面泛浆无气泡为准；拱顶采用变频附着式振捣器，频率200Hz，连续振捣2min；（4）监控：预埋3组温度应变一体式光纤传感器，实时无线传输至云平台，温升峰值控制＜45℃。4.2.6带模注浆（1）注浆管：Φ20mmPVC透水管，纵向间距3m，埋设于拱顶120°范围；（2）浆液：微膨胀水泥浆，水灰比0.5，掺3%UEA膨胀剂，流动度≥260mm；（3）压力：0.3MPa恒压10min，注浆量≥设计空隙体积的1.2倍；（4）终止条件：相邻注浆管串浆或压力持续≥0.5MPa。4.2.7养护采用“两布一膜”滴灌养护，拱部安装雾化喷头，间隔1.5m，养护水温与混凝土表面温差＜15℃，时间≥14d，湿度≥90%。4.2.8拆模当同条件试件强度≥15MPa且芯样强度≥设计强度50%时方可拆模；拆模顺序：先侧模、后拱模，油缸分三级卸压，每级间隔10min，防止台车突然卸载造成衬砌开裂。5质量检验标准5.1主控项目（1）强度：每50m³取1组，不足50m³按1组计，28d抗压强度平均值≥38.5MPa，最小值≥33.5MPa；（2）厚度：采用500MHz地质雷达检测，每20m一个断面，每断面7条测线，允许偏差10mm~+20mm，合格率≥95%；（3）背后密实：雷达图谱无连续双曲线反射，空洞指数＜0.5%，Ⅲ级及以上空洞0处。5.2一般项目（1）轴线偏位：用全站仪检查，允许偏差15mm；（2）表面平整度：2m直尺检查，偏差＜8mm；（3）错台：相邻段高差＜5mm，采用塞尺检测。6风险源及应急预案6.1风险源清单（1）拱顶掉块：初支背后空洞导致；（2）混凝土堵管：坍落度损失过快；（3）防水板烧穿：爬焊机温度过高；（4）台车液压泄漏：高压油管爆裂；（5）人员高处坠落：作业平台临边防护缺失。6.2应急措施（1）掉块：立即启动Ⅲ级响应，封锁掌子面50m，采用φ108mm钢管注浆加固，2h内完成；（2）堵管：采用“反泵+水洗+拆解”三步法，备用1台150kW柴油发电机确保停电时泵送；（3）烧穿：现场配置2kg手提式CO₂灭火器4具，发现烧穿5s内压灭，并更换防水板补丁；（4）液压泄漏：台车液压站设置泄压阀，压力≥12MPa自动回油，备用200L不锈钢接油盘；（5）高处坠落：作业平台设置1.2m高钢筋网片+180mm高踢脚板，每班使用前由安全员签字确认。7进度计划采用网络图法编制，关键线路为“台车定位→混凝土浇筑→带模注浆”，单循环时间28h，月进尺目标180m。资源配置：2套台车交替作业，每套每月施工15次，备用1d用于检修保养。8职业健康与环保8.1粉尘控制喷射混凝土采用湿喷工艺，粉尘浓度＜2mg/m³；搅拌站料仓安装脉冲布袋除尘器，排放浓度＜10mg/m³。8.2噪声控制振捣器加装隔音罩，作业区噪声昼间＜75dB(A)，夜间＜55dB(A)。8.3污水处理洞口设置三级沉淀池（50m³+30m³+20m³），pH调节至6~9后回用，回用率≥80%。9成本控制措施（1）采用“BIM5D+二维码”技术，对每根钢筋、每方混凝土进行物料追踪，减少浪费1.8%；（2）台车模板贴3mm厚聚氨酯耐磨层，周转次数由50次提高到120次，节省模板费用约42万元；（3）优化配合比，每方混凝土节约水泥28kg，全隧道共节省水泥约1100t，折合成本下降66万元。10信息化管理10.1建立“隧道二衬数字孪生平台”（1）硬件：采用ZigBee无线传感网络，每10m布置1个节点，采集温度、湿度、应变、位移4类数据；（2）软件：基于Revit+Navisworks构建三维模型，与Project进度、Excel成本数据实时挂接；（3）应用：2023年7月15日在DK2+400段发现温度峰值47℃，平台自动推送短信至总工，立即启动冷却水管降温，避免温度裂缝。10.2二维码追溯每模衬砌生成唯一二维码，扫描后可查看：混凝土强度、钢筋间距、注浆量、雷达检测图谱、责任人签名，实现质量终身可追溯。11培训与考核11.1培训（1）岗前：三级安全教育+二衬专项培训共8学时，考试合格（≥90分）方可上岗；（2）过程：每周三晚“夜校”1h，采用VR体验混凝土振捣不实导致空洞的缺陷，提高质量意识。11.2考核建立“红黄牌”制度：（1）主筋间距误差＞10mm，直接红牌，清退出场；（2）防水板焊缝充气不合格，黄牌警告，罚款500元/处，累计3张黄牌转为红