隧道衬砌专项施工方案

隧道衬砌专项施工方案1编制依据1.1《公路隧道施工技术规范》JTG/T3660-20201.2《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015（2019版）1.3《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-20181.4项目施工图设计文件、地质勘察报告1.5现场实际踏勘及周边环境调查资料1.6本单位同类隧道工程施工经验及现有技术装备水平2工程概况2.1隧道基本参数本隧道为双向六车道高速公路分离式隧道，左洞起讫桩号ZK12+340~ZK15+670，长度3330m；右洞起讫桩号YK12+360~YK15+690，长度3330m，属特长隧道。隧道设计净宽14.75m、净高5.0m，衬砌内轮廓采用三心圆曲墙式，半径分别为R1=5.7m、R2=8.2m，仰拱半径R3=11.2m。2.2衬砌结构设计衬砌按“新奥法”原理设计，采用复合式衬砌结构：初期支护：由喷射混凝土（C25，厚度22~28cm）、系统锚杆（Φ25中空注浆锚杆，长度3.0~4.5m，间距1.2m×1.0m）、钢筋网（Φ8@200×200mm）、钢拱架（I18/I20工字钢，间距0.8~1.2m）组成；二次衬砌：C35防水钢筋混凝土，厚度45~55cm，抗渗等级P8；防排水层：初期支护与二次衬砌间设置1.5mm厚EVA防水板+350g/㎡无纺土工布缓冲层，环向排水盲管Φ100HDPE，间距10m，纵向排水盲管Φ150HDPE，沿隧道两侧边墙脚通长设置，横向导水管Φ100HDPE，间距10m，接入中心排水沟。2.3地质条件隧道穿越地层主要为中风化花岗岩、片麻岩，局部段穿越断层破碎带，围岩级别以Ⅲ、Ⅳ级为主，其中Ⅲ级围岩占比62%，Ⅳ级占比30%，Ⅴ级占比8%。地下水主要为基岩裂隙水，正常涌水量120m³/d，最大涌水量380m³/d。3施工总体部署3.1施工段落划分隧道衬砌按12m/模组织施工，左洞划分为278个衬砌段，右洞划分为278个衬砌段，每个洞口各配置1套全液压钢模衬砌台车，采用左右洞同步流水作业，衬砌施工滞后掌子面安全距离：Ⅲ级围岩≤90m，Ⅳ级围岩≤70m，Ⅴ级围岩≤50m，符合规范及设计要求。3.2资源配置3.2.1人员配置单工作面配置施工人员42人：施工负责人1人、技术主管1人、质检工程师1人、安全员1人、测量员2人、试验员2人、钢筋工12人、模板工8人、混凝土工6人、防水工6人、机械操作手2人。3.2.2机械设备配置设备名称规格型号数量备注全液压衬砌台车12m长，净空满足设计要求2套钢模厚度10mm，刚度≥50MPa混凝土拌合站HZS1202座自动计量，误差±1%以内混凝土输送泵HBT602台泵送压力≥16MPa插入式振捣器ZN50/ZN30各10台振捣频率12000r/min附着式振捣器ZF220-5016台/台车功率1.5kW，间距1.5m交错布置钢筋加工设备数控弯曲机、切断机、调直机各2套加工精度误差≤2mm防水板焊接机自动爬行双缝焊机4台焊接速度0.8~1.5m/min养护台车12m长，自动喷雾2套覆盖全断面二次衬砌钢筋采用HRB400E级，混凝土采用集中拌合，骨料粒径5~25mm连续级配，粉煤灰采用Ⅰ级，减水剂采用聚羧酸系高性能减水剂，减水率≥25%，所有材料进场前需检验合格，见证取样通过率100%。4施工工艺及操作要点复合式衬砌施工流程：初期支护验收→基面处理→防排水层铺设→钢筋绑扎→台车就位及校验→模板封堵及预埋件安装→混凝土浇筑→养护→拆模及缺陷修补。4.1初期支护验收及基面处理4.1.1初期支护验收：衬砌施工前对初期支护断面进行三维激光扫描，净空偏差不大于50mm，超欠挖控制：欠挖值≤50mm且不影响衬砌厚度，超挖最大不超过250mm，超挖部分采用同强度等级混凝土回填，严禁采用虚渣回填。初期支护表面平整度用2m靠尺检查，允许偏差≤50mm，无明显空鼓、开裂、露筋现象。4.1.2基面处理：割除初期支护表面外露的锚杆头、钢筋头，切割点低于基面5mm以上，采用1:2水泥砂浆抹平覆盖；尖锐突出部分凿除后抹平，确保基面平顺，凹凸处矢跨比≤1/6，避免刺破防水板。4.2防排水层施工4.2.1缓冲层铺设：采用350g/㎡无纺土工布，从拱顶向两侧环向铺设，用热熔衬垫及水泥钉固定，固定点间距：拱部0.5~0.8m，边墙0.8~1.0m，底部1.0~1.5m，梅花形布置，土工布搭接宽度≥100mm，采用热风焊接，铺设松紧适度，预留10%~15%的松弛量。4.2.2防水板铺设：采用1.5mm厚EVA防水板，采用自动爬行双缝焊机焊接，单条焊缝宽度≥15mm，双缝间预留20mm宽充气检测空腔。防水板铺设从拱顶向两侧展开，与土工布采用热熔焊接固定，禁止穿钉固定。防水板搭接宽度≥150mm，焊缝强度不低于母材强度的80%。铺设完成后进行充气检测：充气压力0.25MPa，保持15min压力下降≤10%为合格，若压力下降过快，采用肥皂水涂刷焊缝查找漏点，补焊后重新检测。4.2.3排水盲管安装：环向盲管沿初期支护表面环向布设，采用卡扣固定，间距10m，断层破碎带段加密至5m，与纵向盲管采用三通接头连接，连接处密封牢固，防止堵塞。纵向盲管坡度与隧道纵坡一致，采用土工布包裹，固定在边墙脚预留槽内，管底标高偏差≤±20mm。横向导水管间距10m，接入中心排水沟，坡度≥5%，接口处采用防水胶密封。4.2.4施工缝、变形缝防水：环向施工缝每12m设置1道，设置中埋式橡胶止水带（宽度350mm，厚度10mm）+背贴式橡胶止水带（宽度300mm，厚度8mm），止水带安装时居中埋设，接头采用热硫化焊接，搭接长度≥150mm，接头强度≥母材强度的90%。变形缝设置在围岩级别突变处及明暗交接处，宽度20mm，设置中埋式钢边橡胶止水带+背贴式止水带+泡沫板填充+聚硫密封胶嵌缝，嵌缝深度≥30mm。4.3钢筋工程施工4.3.1钢筋加工：钢筋在洞外数控加工车间集中下料、弯曲，加工尺寸偏差：受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸±10mm，弯起钢筋的弯折位置±20mm，箍筋内净尺寸±5mm。加工完成的钢筋分类编号堆放，挂牌标识，运输至洞内采用专用台车，避免变形、污染。4.3.2钢筋绑扎：采用定位卡具控制钢筋间距，主筋直径Φ22，间距200mm，分布筋直径Φ12，间距250mm，拉结筋直径Φ8，间距600×600mm，梅花形布置。钢筋保护层厚度：迎水面≥50mm，背水面≥40mm，采用C35混凝土垫块，强度与衬砌混凝土一致，垫块间距≤1.0m，梅花形布置，每平方米不少于4块。钢筋连接采用机械连接，接头等级Ⅰ级，同一截面接头百分率≤50%，相邻接头错开距离≥35d（d为钢筋直径）且≥500mm。机械连接接头拧紧力矩值符合下表要求：钢筋直径（mm）16~1820~22252832拧紧力矩（N·m）1602002302803204.4台车就位及模板安装4.4.1台车校验：衬砌台车进场后进行试拼装，验收合格后方可使用，钢模表面平整度偏差≤2mm，相邻模板错台≤1mm，台车整体刚度满足浇筑混凝土时变形≤2mm的要求。每浇筑10模混凝土后对台车进行一次全面校验，包括模板平整度、液压系统、支撑系统。4.4.2就位调整：采用全站仪放样台车定位点，每2m一个断面，每个断面设置拱顶、左右拱腰、左右边墙5个控制点，台车移动就位后，调整液压系统使模板内轮廓符合设计要求，偏差≤±10mm，高程偏差≤±5mm，中线偏差≤±5mm。台车就位后安装底部丝杠支撑，横向支撑间距0.8m，纵向支撑间距1.0m，丝杠预紧力不小于10kN，防止浇筑过程中台车上浮、移位。4.4.3端头模板安装：采用定制钢模板，厚度8mm，根据衬砌厚度及钢筋间距开槽，模板与防水板、钢筋间隙采用海绵条密封，防止漏浆。端头模板安装牢固，垂直度偏差≤3mm，相邻模板错台≤1mm。4.4.4预埋件安装：预留洞室、通风管线、照明管线、消防设施预埋件按设计位置安装，采用螺栓固定在台车模板上，位置偏差≤±10mm，安装牢固，浇筑过程中安排专人值守，防止移位。4.5混凝土浇筑施工4.5.1混凝土拌合：混凝土配合比由试验室提前试配确定，坍落度：拱部160~180mm，边墙140~160mm，初凝时间≥8h，终凝时间≤12h。拌合时严格按照施工配合比计量，计量偏差：水泥、矿物掺合料±1%，粗细骨料±2%，水、外加剂±1%，拌合时间≥120s，入模温度控制在5~30℃，夏季施工时骨料采用遮阳降温，冬季施工时采用热水拌合，水温≤60℃。4.5.2混凝土运输：采用混凝土搅拌运输车运输，运输过程中保持2~3r/min的转速搅拌，入模前检查坍落度，损失超过20mm时不得使用，严禁中途加水。运输时间：常温下≤90min，冬季≤120min。4.5.3混凝土泵送：采用混凝土输送泵泵送入模，输送管沿隧道侧壁布设，接头密封牢固，泵送前先泵送同配合比的水泥砂浆润滑管道，泵送过程中保持连续作业，若中断时间超过30min，每隔10min开泵一次，防止堵管。4.5.4分层浇筑：混凝土从两侧边墙对称分层浇筑，分层厚度≤30cm，两侧混凝土面高差≤50cm，严禁单侧浇筑导致台车偏移。浇筑顺序：从下往上依次浇筑边墙、拱腰、拱顶，拱顶采用逐窗进料工艺，每个浇筑窗口间距1.5m，浇筑至拱顶位置时，采用注浆管回填注浆工艺，确保拱顶混凝土密实。4.5.5振捣：边墙及拱腰采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入深度超过下层混凝土50~100mm，移动间距≤300mm，与模板间距≥100mm，避免触碰钢筋、止水带、预埋件，振捣时间15~30s，以混凝土表面泛浆、不再下沉、无气泡冒出为准，严禁漏振、过振。拱部采用附着式振捣器振捣，每次振捣时间20~30s，间隔1.5m交错振捣，辅助插入式振捣器从浇筑窗口伸入振捣。4.5.6拱顶带模注浆：衬砌台车拱顶设置4个注浆孔，间距3m，采用RPC注浆管，注浆压力0.1~0.2MPa，注浆材料采用微膨胀水泥砂浆，水灰比0.8~1.0，在混凝土浇筑完成后2h内进行注浆，注浆至出浆口流出连续均匀的浆液后停止，封堵注浆孔，确保拱顶无脱空。4.6养护及拆模4.6.1养护：混凝土浇筑完成后12h内开始养护，采用自动喷雾养护台车全断面喷雾养护，养护时间≥14d，养护期间保持混凝土表面湿润，湿度≥90%。冬季施工时采用棉被覆盖保温，养护温度≥5℃，避免混凝土受冻。4.6.2拆模：拆模时混凝土强度需达到设计强度的100%，且混凝土表面温度与环境温度差≤15℃，避免温差开裂。拆模顺序：先拆除端头模板，再松开丝杠支撑，最后收回液压系统使模板脱离混凝土面。拆模过程中避免碰撞衬砌表面，防止缺棱掉角。4.7缺陷修补拆模后及时检查衬砌表面质量，对轻微麻面、蜂窝、气泡采用1:2水泥砂浆抹平压实；对大于0.2mm的裂缝采用环氧树脂注浆修补；对较大的蜂窝、孔洞采用比原混凝土强度高一级的微膨胀混凝土修补，修补后打磨平整，颜色与原混凝土一致。5质量控制标准及检验要求5.1主控项目5.1.1混凝土强度、抗渗等级符合设计要求，每浇筑1模混凝土留置抗压强度试件3组，抗渗试件1组，试件强度合格率100%。5.1.2钢筋品种、规格、数量、质量符合设计要求，连接接头合格率100%。5.1.3防水板、止水带、排水盲管等防水材料质量符合设计要求，防水板焊缝检测合格率100%，衬砌背后无积水、无大面积脱空。5.1.4衬砌厚度符合设计要求，采用地质雷达每10m检测一个断面，每个断面检测5个点，厚度合格率100%。5.2一般项目5.2.1衬砌表面平整度≤5mm/2m，相邻模板错台≤2mm，蜂窝、麻面面积≤总面积的0.5%，深度≤10mm。5.2.2钢筋保护层厚度偏差±5mm，合格率≥90%。5.2.3衬砌中线偏差≤10mm，高程偏差±10mm，净空偏差符合设计要求，无侵限现象。5.2.4施工缝、变形缝平顺，无渗漏水现象。6安全保障措施6.1台车作业安全：台车行走前检查行走系统、制动系统，行走时设专人指挥，行走范围内严禁站人，就位后所有支撑丝杠必须锁紧，设置防溜车装置，台车临边设置1.2m高防护栏杆，挂密目安全网。6.2高处作业安全：钢筋绑扎、防水板铺设作业高度超过2m时，搭设牢固的操作平台，作业人员佩戴安全带，安全带高挂低用，严禁向下抛掷物料。6.3用电安全：洞内施工用电采用三相五线制，所有用电设备接地接零，设置漏电保护器，漏电动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s，电线架空布设，高度≥2.5m，严禁随地拖放。6.4混凝土浇筑安全：泵送混凝土时，输送管接头连接牢固，泄压前严禁拆卸接头，堵管时按规定程序拆管疏通，严禁人员正对管口。6.5通风安全：衬砌作业面设置通风机，风量≥3m³/（人·min），空气质量符合规范要求，有害气体浓度在允许范围内。7文明施工及环保措施7.1洞内施工垃圾集中堆放，定期清运，严禁随意丢弃，施工废水经三级沉淀池沉淀达标后排放，严禁直接排入自然水体。7.2材料堆放整齐，挂牌标识，防水板、钢筋等材料采取防雨、防潮措施，避免锈蚀、污染。7.3采用低噪声设备，混凝土振捣采用低噪声振捣棒，减少噪声污染，洞内作业面噪声控制在85dB以下。7.4洞内定期洒水降尘，作业人员佩戴防尘口罩，防止粉尘危害。8应急处置措施8.1混凝土堵管应急：发生堵管时立即停止泵送，反泵抽吸2~3次，若无法疏