隧道仰拱、仰拱填充施工方案

隧道仰拱、仰拱填充施工方案1适用范围与编制依据1.1适用范围本方案适用于时速≤350km/h的钻爆法铁路隧道、时速≤120km/h的公路隧道及城市轨道交通矿山法区间，围岩等级Ⅲ～Ⅴ级，断面形式为单线、双线及大断面，仰拱厚度0.6～1.2m，仰拱填充层厚度0.3～1.5m。1.2编制依据(1)《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB104172018(2)《公路隧道施工技术规范》JTG/T36602020(3)《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB502042015(4)《地下工程防水技术规范》GB501082011(5)《隧道施工安全技术规程》AQ42132019(6)设计图纸、地勘报告、风险评估报告、超前地质预报成果2工程概况与重难点2.1工程概况××隧道全长3785m，最大埋深285m，Ⅳ级围岩占62%，Ⅴ级围岩占21%，洞身穿越F8、F11两条区域性断层，正常涌水量420m³/h，最大涌水量1200m³/h。设计仰拱为C35钢筋混凝土，厚度80cm，仰拱填充为C20素混凝土，厚度110cm，内设中心水沟及φ600mm钢筋混凝土预制仰拱盖板。2.2重难点(1)断层带高水压、易突泥涌水，仰拱基底易软化；(2)Ⅴ级围岩段基底承载力不足，设计允许沉降15mm，控制难度大；(3)单线隧道净空5.2m，大型仰拱模板无法整体进洞，需分块；(4)仰拱填充层内需预埋中埋式止水带、横向排水管、接地端子，交叉作业多；(5)工期压缩至18个月，仰拱与掌子面步距≤35m，工序衔接紧凑。3施工准备3.1技术准备(1)超前地质预报：采用TSP303+地质雷达+超前水平钻，每循环30m，验证基底5m以内是否存在软弱夹层、空洞、承压水；(2)测量放样：使用LeicaTS16全站仪，以隧道中线为基准，每5m放设仰拱底标高及两侧起拱线，高程误差≤2mm；(3)基底承载力检测：采用30t级平板荷载试验，每50m检测一次，要求极限承载力≥250kPa，沉降≤1%板宽；(4)配合比设计：仰拱C35P8，水胶比0.38，掺8%硅灰+0.9kg/m³聚丙烯纤维；填充C20，水胶比0.55，坍落度160±10mm；(5)技术交底：项目部总工对施工员、班组、质检、安全进行书面+视频交底，签字率100%。3.2材料与设备(1)水泥：P·O42.5低碱，碱含量≤0.60%，比表面积≥350m²/kg；(2)骨料：5～25mm连续级配碎石，含泥量≤0.5%，压碎值≤10%；(3)外加剂：聚羧酸高性能减水剂，减水率≥25%，与水泥相容性试验合格；(4)仰拱模板：12m液压仰拱自行式模板台车，分3块（左、右、中心），每块设4根φ200mm液压油缸，模板面板10mmQ355B，单块重量≤6.5t；(5)混凝土运输：洞内采用4m³防爆柴油罐车，洞外8m³搅拌车，运输时间≤45min；(6)插入式振捣器：φ50mm高频振捣棒6台，振捣频率200Hz，振幅1.2mm；(7)真空吸水泵：2.2kW，扬程35m，用于仰拱底部积水抽排；(8)视频监控：模板台车顶部安装2台4G红外球机，实时上传至项目部调度室。3.3人员配置(1)工点负责人1名（一级建造师，隧道专业）；(2)技术主管1名（高工，8年隧道经验）；(3)质检员2名（持铁路质检员证）；(4)安全员2名（持注册安全工程师证）；(5)测量员3名；(6)混凝土工12名，模板工8名，电焊工4名，电工2名，普工10名；(7)实行“四班三运转”，每班8h，确保仰拱连续作业。4仰拱开挖与基底处理4.1开挖轮廓控制(1)采用“激光断面仪+红油漆”双控，每循环3m，超挖≤10mm，局部突出≤5mm；(2)预留5cm人工清底，严禁机械一次到底，避免挠动基底；(3)对断层带采用“预留核心土+径向注浆”预加固，注浆孔间距0.8m×0.8m，注浆压力1.5～2.0MPa，水泥水玻璃双液浆，体积比1:0.6，凝胶时间30s。4.2基底验收(1)目测无积水、无浮渣、无软化；(2)轻型动力触探N10≥15击/10cm；(3)地质雷达检测基底1m深度无空洞信号；(4)以上三项全部合格，由监理工程师签认《仰拱基底验收记录表》后方可进入下道工序。5仰拱钢筋安装5.1钢筋加工(1)采用数控弯曲中心，主筋φ20mmHRB400，弯曲半径≥4d，弯曲角度误差≤2°；(2)套筒连接：采用Ⅰ级滚轧直螺纹套筒，丝头长度25mm，拧紧力矩200N·m，现场每500个接头抽检一次，单向拉伸强度≥母材标准值；(3)保护层垫块：C50砂浆垫块，尺寸40mm×40mm×50mm，梅花形布置，每平米≥4个。5.2安装定位(1)仰拱主筋双层双向，下层纵筋φ20@150，上层纵筋φ16@150，环向筋φ12@200；(2)采用φ25mm定位钢筋马凳，纵横间距1m，与主筋点焊牢固；(3)中心水沟位置预埋φ12mmU型锚筋，间距300mm，锚入深度180mm；(4)钢筋安装完成后，使用激光扫描仪复核，保护层厚度允许偏差+10mm、5mm。6仰拱模板台车就位与校核6.1走行轨道(1)采用24kg/m钢轨，轨枕间距60cm，轨面标高误差≤2mm，两轨高差≤1mm；(2)每5m设轨距拉杆，防止模板台车跑偏。6.2台车就位(1)台车走行速度≤6m/min，距掌子面≥30m；(2)就位后启动12根液压油缸，顶升压力16MPa，模板与初支面密贴间隙≤2mm；(3)在模板最低处设置2处φ100mm观察窗，用于检查混凝土是否充盈；(4)台车两端设4道φ600mm充气式止浆带，充气压力0.5MPa，防止漏浆。7仰拱混凝土浇筑7.1浇筑顺序“中心低→两侧高→对称分层”三步法：第1层：中心水沟底板，厚度30cm，坍落度160mm；第2层：仰拱下部50cm，左右对称下料，层厚≤40cm；第3层：仰拱上部30cm，同步升高，保证模板两侧高差≤20cm。7.2振捣要求(1)插入式振捣棒移动间距≤1.5倍作用半径（约30cm），振捣时间20～30s，以混凝土不再显著下沉、表面泛浆为准；(2)禁止触碰模板、钢筋、止水带；(3)每2m设1名振捣手，配LED头灯，确保视线清晰；(4)对钢筋密集区（中心水沟拐角）采用φ30mm振捣棒辅助。7.3表面处理(1)混凝土初凝前用刮尺整平，表面高程误差≤3mm；(2)二次抹面后，立即覆盖0.2mm厚塑料薄膜+棉被保温，养护温度≥10℃，湿度≥90%；(3)养护时间≥14d，每4h记录一次温湿度，形成《仰拱养护记录表》。8仰拱填充施工8.1填充范围仰拱顶面至轨底下30cm，内设中心水沟、横向排水管、接地钢筋、电缆槽垫层。8.2基底清理(1)采用高压风+高压水（压力1.2MPa）冲洗仰拱顶面，确保无浮浆、无积水；(2)对仰拱施工缝采用φ200mm钢丝刷打磨，露出新鲜混凝土面；(3)在仰拱顶面弹墨线，放出中心水沟、横向管位置，误差≤2mm。8.3排水预埋(1)横向排水管：φ100mmHDPE双壁波纹管，环向间距5m，坡度≥2%，与中心水沟采用135°弯头连接，接头用双组分PVC胶密封；(2)中心水沟：采用C35预制钢筋混凝土U型槽，壁厚8cm，节长1m，接口设10mm橡胶止水条，安装后内侧涂刷1mm厚聚氨酯防水涂料；(3)接地端子：每25m设1处，采用50mm×50mm×5mm热镀锌扁钢，与仰拱接地钢筋单面焊接≥100mm，焊缝厚度≥6mm。8.4填充混凝土浇筑(1)采用C20素混凝土，泵送入仓，坍落度160mm，每50m³留置1组试件；(2)分层厚度≤50cm，对称下料，自由倾落高度≤1.5m，超过时加设串筒；(3)振捣采用φ50mm振捣棒+平板振捣器组合，振捣时间15s，以表面泛浆为度；(4)填充顶面按设计设置2%双向排水坡，坡向中心水沟，用铝合金刮尺整平，表面高程误差≤5mm。8.5养护与保护(1)初凝后立即覆盖塑料薄膜，上铺5cm厚砂垫层保温；(2)24h后洒水养护，保持湿润≥7d；(3)养护期间禁止堆放重物，通行车辆≤20t，车速≤5km/h。9施工缝、变形缝与防水9.1施工缝(1)仰拱环向施工缝每12m一道，缝内预埋30cm宽钢边橡胶止水带，搭接长度≥15cm，现场热硫化对接；(2)仰拱与填充层间设2mm厚水泥基渗透结晶型防水涂料，用量≥1.5kg/m²。9.2变形缝(1)在断层带前后各10m设置变形缝，缝内填30mm厚聚乙烯泡沫板，迎水面设40cm宽外贴式止水带；(2)变形缝内设φ20mm注浆管，注浆材料为超细水泥浆，水灰比0.8:1，注浆压力0.3～0.5MPa。9.3防水质量检查(1)每200m做一次闭水试验，水深30cm，时间24h，渗漏量≤0.05L/m²·d；(2)采用5m长钢尺检测止水带居中度，偏差≤10mm；(3)不合格段落采用双液浆背后注浆补强，注浆孔间距1m，梅花形布置。10质量控制要点10.1允许偏差仰拱厚度：+20mm、5mm；仰拱顶面高程：±10mm；钢筋保护层：+10mm、5mm；填充顶面平整度：5mm/2m直尺；施工缝错台：≤3mm。10.2检测频次原材料：每批次抽检；基底承载力：每50m一次；钢筋安装：每循环全数检查；混凝土强度：每100m³1组，不足100m³按100m³计；仰拱背后空洞：地质雷达连续检测，异常点钻孔验证。10.3不合格处置(1)厚度不足：凿除重浇，新旧混凝土界面涂刷界面剂；(2)强度不足：取芯复测，仍不合格则返工；(3)背后空洞：钻孔注浆，注浆量≥空洞体积1.5倍，注浆后再次雷达扫描，直至无异常。11安全文明施工11.1风险源清单(1)突泥涌水：断层带超前探孔单孔流量≥10m³/h时，立即启动Ⅱ级响应；(2)模板台车倾覆：走行轨道设2%自锁坡度，台车设4套液压夹轨器；(3)混凝土泵管爆裂：采用20MPa耐高压管，接头设双道卡箍，每班试压1.5倍工作压力5min；(4)触电：洞内照明采用24V安全电压，配电箱设漏电保护器，动作电流≤30mA。11.2应急预案(1)突水预案：掌子面设φ600mm应急逃生通道，每100m设1处救生圈、10件救生衣；(2)台车故障：备用1台200t液压千斤顶、2台15kW发电机，30min内完成顶升复位；(3)混凝土堵管：备用1套φ125mm清洗球+高压水泵，堵管后10min内完成反泵清洗。11.3文明施工(1)洞内“五牌一图”齐全，照明亮度≥50lx；(2)混凝土罐车出洞口设自动冲洗平台，废水经三级沉淀池达标排放；(3)仰拱填充养护水采用喷雾降尘，回水经200m钢管引至洞外沉淀池，循环利用率≥80%；(4)每班清理散落混凝土，做到“工完料净场地清”。12进度计划与资源配置12.1循环时间（单线隧道12m段）基底清理及验收：2.0h钢筋安装：4.0h模板台车就位：1.5h混凝土浇筑：3.0h养护脱模：24h填充层施工：8.0h总循环：42.5h，即1.8d/循环，月进尺可达200m。12.2关键线路保障(1)拌和站设2座120m³/h机组，一用一备，料仓封闭，雪雨天气可正常供料；(2)罐车6台，泵车2台，备用1台，设备完好率≥95%；(3)钢筋提前2天下料成型，现场仅进行连接与安装，减少占用关键线路时间。13环保与职业健康13.1粉尘控制(1)仰拱基底喷射混凝土采用湿喷工艺，回弹率≤15%；(2)砂石料仓设8