地铁工程竖井及横通道二次衬砌施工方法及施工工艺

地铁工程竖井及横通道二次衬砌施工方法及施工工艺在地铁工程的暗挖施工中，竖井与横通道作为重要的临时或永久结构，其二次衬砌的施工质量直接关系到结构的整体稳定性、耐久性以及后期运营安全。二次衬砌作为最终的受力结构层和防水屏障，其施工方法与工艺的选择和实施尤为关键。本文将结合工程实践，对地铁工程竖井及横通道二次衬砌的施工方法与工艺进行系统阐述。一、施工准备二次衬砌施工前的准备工作是确保后续工序顺利进行的基础，必须做到细致周全。首先，技术准备是前提。需组织技术人员进行详细的图纸会审，深刻理解设计意图，特别是关于衬砌结构形式、混凝土强度等级、钢筋配置、防水构造以及与初期支护的连接要求等。在此基础上，编制详细的施工方案，明确各工序的技术参数、质量标准和安全措施，并向施工班组进行全面的技术交底，确保每位作业人员都清楚施工要点。其次，材料准备需严格把关。所用的钢筋、水泥、砂石骨料、外加剂、掺和料等原材料必须符合设计及规范要求，并按规定进行进场检验，合格后方可使用。混凝土配合比应根据设计强度、耐久性及施工工艺要求（如泵送、自密实等）提前进行试配和优化，确保其工作性、强度及抗裂性能满足要求。模板及支撑体系的选材也需经过计算，保证其具有足够的强度、刚度和稳定性。再者，现场准备工作不容忽视。需对竖井及横通道的初期支护面进行彻底清理，清除浮渣、油污和松动岩体，对欠挖部位进行处理，确保基面平整、坚实。对于初期支护表面的渗漏水，应采取有效的堵水或引排措施，确保在干燥环境下进行二次衬砌施工。同时，测量放线工作需精确进行，根据设计图纸放出二次衬砌的内轮廓线、钢筋位置线及模板安装控制线，并设置必要的控制点和高程点。二、测量放线测量放线是保证二次衬砌结构尺寸准确的关键工序，必须严格执行测量规范，确保精度。施工前，应利用竖井内布设的控制点或地面控制网，将坐标和高程引入作业面。对于竖井二次衬砌，通常采用全站仪结合吊线坠的方法，在井壁上标出衬砌内模的圆心、半径及高程控制线。对于横通道，则需根据设计轴线和高程，在底板和侧墙上测设出衬砌结构的内轮廓线、拱顶高程以及钢筋绑扎的位置控制线。放线过程中，应进行多次复核，确保无误。特别是对于结构的转弯处、变截面处以及与其他结构的连接处，更应加强测量控制，避免出现尺寸偏差。测量成果需经监理工程师复核确认后方可进行下道工序。三、模板工程模板工程是决定二次衬砌外观质量和结构尺寸的关键环节，其安装质量直接影响混凝土浇筑后的成型效果。（一）模板选型与设计竖井二次衬砌模板多采用定制的钢模板或弧形木模板组合而成。钢模板具有强度高、刚度大、周转次数多、成型表面光滑等优点，适用于圆形或异形竖井。模板的分块应结合竖井直径、吊装能力和混凝土浇筑工艺综合确定，一般分块不宜过大，以方便安装和拆卸。模板之间的连接应采用螺栓连接，确保接缝严密，防止漏浆。横通道二次衬砌模板通常采用组合钢模板、大模板或小钢模拼装。对于直线段，可采用标准组合钢模板；对于曲线段或异形段，则需定制异形模板。模板的支撑体系应根据横通道的跨度、高度以及混凝土浇筑时的侧压力进行设计计算，常用的支撑方式有满堂脚手架、碗扣式脚手架或型钢支架等。支撑体系必须具有足够的稳定性，防止在混凝土浇筑过程中发生模板变形或失稳。（二）模板安装与加固模板安装前，应在其内侧涂刷脱模剂，以保证混凝土表面光洁和模板拆除顺利。安装时，应严格按照测量放线的控制线进行定位，确保模板的轴线、高程、截面尺寸符合设计要求。对于竖井模板，安装时通常从下往上逐段进行。每安装一段模板，需及时进行固定和调整，利用临时支撑或拉杆将其固定在初期支护上或专用的支撑架上。模板的接缝处应采用密封胶条或海绵条进行密封，防止漏浆。横通道模板安装时，先安装侧墙模板，再安装拱部模板。侧墙模板可利用对拉螺栓与另一侧模板或支撑体系固定，对拉螺栓的间距和规格应根据混凝土侧压力计算确定。拱部模板的安装应确保其弧线顺滑，并与侧墙模板紧密连接。模板安装完成后，需对其平面位置、高程、垂直度、接缝严密性以及支撑体系的稳定性进行全面检查，合格后方可进行下道工序。四、钢筋工程钢筋工程是二次衬砌结构受力的核心，其施工质量对结构安全至关重要。（一）钢筋加工与绑扎钢筋应在加工场地集中加工，严格按照设计图纸进行下料、弯制和绑扎。钢筋表面应洁净，无损伤、油渍、漆污和铁锈等。钢筋的规格、型号、数量、间距、保护层厚度等必须符合设计要求。对于竖井钢筋，其环向钢筋和纵向钢筋的绑扎应遵循设计要求的间距和搭接长度。环向钢筋一般沿竖井周长均匀分布，纵向钢筋则沿竖井高度方向排列。钢筋接头宜采用焊接或机械连接，当采用绑扎搭接时，搭接长度应符合规范要求，且接头应相互错开，避免在同一截面内集中布置。横通道钢筋绑扎应先绑扎底板钢筋，再绑扎侧墙和拱部钢筋。底板钢筋绑扎时，应注意保护层厚度的控制，可采用预制的混凝土垫块。侧墙和拱部钢筋绑扎时，应搭设临时脚手架作为操作平台，确保钢筋位置准确、绑扎牢固。钢筋网片之间的连接应牢固，避免在混凝土浇筑过程中发生移位。（二）预埋件及预留孔洞处理二次衬砌施工中涉及的预埋件（如排水管、电缆支架、接触网基础等）和预留孔洞，应严格按照设计图纸的位置和尺寸进行埋设和预留。预埋件在安装前应进行除锈处理，并固定牢固，防止在混凝土浇筑过程中发生位移。预留孔洞的模板应采用特制的木模或钢模，安装时应保证其位置准确、牢固，并在混凝土浇筑完成后适时拆除。五、混凝土工程混凝土工程是二次衬砌施工的关键工序，其施工质量直接影响结构的强度、耐久性和防水性能。（一）混凝土配合比与搅拌二次衬砌混凝土通常采用商品混凝土，其配合比应根据设计要求的强度等级、抗渗等级、工作性等指标进行设计，并经试验验证。混凝土的坍落度应根据浇筑部位和施工方法进行调整，一般竖井和横通道混凝土的坍落度宜控制在160mm至200mm之间。混凝土搅拌应严格控制原材料计量、搅拌时间和出机温度，确保混凝土的均匀性和各项性能指标符合要求。（二）混凝土运输与浇筑混凝土运输应保证连续、顺畅，避免在运输过程中出现离析、初凝等现象。对于竖井混凝土浇筑，可采用混凝土输送泵通过输送管将混凝土送至浇筑面，或利用吊斗通过竖井提升设备进行运输。浇筑时，应从下往上分层浇筑，每层浇筑厚度不宜超过500mm，并采用插入式振捣器进行振捣，确保混凝土密实。振捣时应快插慢拔，避免漏振、过振。横通道混凝土浇筑一般采用分段、分层连续浇筑的方式。对于侧墙，可采用泵送混凝土从下往上分层浇筑；对于拱部，可采用从两侧向中间对称浇筑的方法，以防止模板偏移。混凝土浇筑过程中，应密切观察模板、支撑体系的变形情况，如有异常应立即停止浇筑，并采取相应措施进行处理。（三）施工缝与变形缝处理施工缝和变形缝是二次衬砌防水的薄弱环节，其处理质量直接影响结构的防水效果。施工缝应留在结构受力较小且便于施工的部位。在浇筑新混凝土前，应对施工缝表面进行处理，清除浮浆、松动石子和杂物，并用清水冲洗干净，然后涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料或铺设遇水膨胀止水条，再浇筑一层与混凝土同配合比的水泥砂浆结合层，最后浇筑新混凝土。变形缝应严格按照设计要求设置，缝内一般设置中埋式止水带和外贴式止水带。止水带的安装应位置准确、固定牢固，其接头应采用热熔焊接或搭接连接，确保密封严密。变形缝内还应填充弹性密封材料，并在表面设置保护层。六、防水施工二次衬砌的防水施工应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、综合治理”的原则，确保结构不渗不漏。除了在混凝土中掺加防水剂、优化配合比等提高混凝土自身抗渗性能的措施外，还应根据设计要求在二次衬砌与初期支护之间设置防水层。常用的防水层材料有高分子防水卷材、防水涂料等。防水层施工应在初期支护表面干燥、平整、坚实的条件下进行，施工前应先对基面进行处理，去除尖锐杂物，修补凹凸不平处。防水层的铺设应平整、无褶皱、无破损，并确保搭接宽度和粘结质量符合要求。对于施工缝、变形缝等特殊部位，应加强防水处理，除设置止水带外，还可采用密封胶嵌缝、涂刷加强层等措施，形成多道防水屏障。七、混凝土养护与模板拆除混凝土浇筑完成后，应及时进行养护，以保证混凝土强度的正常增长和防止裂缝产生。养护方法可采用覆盖洒水、喷涂养护剂或采用养护膜等。养护时间应根据混凝土强度增长情况确定，一般不少于14天。在养护期间，应保持混凝土表面湿润，避免受阳光直射、风吹和剧烈温度变化的影响。模板拆除应在混凝土达到设计要求的强度后方可进行，具体拆除时间应根据同条件养护试块的强度试验结果确定。模板拆除应遵循“先支后拆、后支先拆”的原则，拆除过程中应避免对混凝土结构造成损伤。拆除后的模板应及时清理、维修和保养，以备下次使用。八、施工控制要点与安全注意事项在竖井及横通道二次衬砌施工过程中，应重点控制以下几个方面：1.结构尺寸控制：通过精确的测量放线和模板安装，确保衬砌结构的轴线、高程、截面尺寸符合设计要求。2.混凝土质量控制：严格控制原材料质量和混凝土配合比，加强混凝土搅拌、运输、浇筑和振捣过程的质量控制，确保混凝土强度和抗渗性能达标。3.钢筋安装质量控制：确保钢筋的规格、数量、间距、保护层厚度及接头质量符合设计和规范要求。4.防水施工质量控制：加强对防水层材料、施工工艺和节点处理的质量控制，确保防水效果。5.模板支撑体系稳定性控制：模板支撑体系必须经过设计计算，安装牢固，防止在混凝土浇筑过程中发生失稳坍塌。安全方面，应严格遵守各项安全操作规程，加强施工现场的安全管理。作业人员必须佩戴好个人防护用品，高空作业时应设置安全防护设施，脚手架搭设应规范牢固。施工现场应保持通风良好，照明充足，对可能存在的有毒