隧道二衬砌衬施工方案

古迹坪隧道进口二次衬砌施工方案1.工程概况22.水文地质概要23.古迹坪隧道作业人员24.二次衬砌施工方案24.1二次衬砌施工及施工工艺34.1.1钢筋加工与绑扎34.1.2仰拱及铺底施工34.1.3拱墙施工44.1.4回填注浆施工74.2施工防水84.2.1系统排水盲管的布设84.2.2混凝土结构自防水95.1组织保证95.2技术保证105.3制度保证136.施工技术措施136.1提高施工机械化程度，加快隧道施工进度的技术措施136.2保护围岩、控制变形、动态管理、确保安全的技术措施136.3隧道支护衬砌内实外美的技术措施136.4混凝土运输泵送质量控制技术措施146.5混凝土防开裂控制技术措施147.施工安全保证措施14古迹坪隧道进口二次衬砌施工方案1.工程概况古迹坪隧道进口地表覆盖层地层岩性自上而下分别主要为第四系全新统洪积砂质黄土、卵石土、（软）粉质粘土、粗卵石土。主要发育有第四系松散堆积层孔隙水和下第三系基岩裂隙水。第四系松散堆积层孔隙水含水层主要为冲、洪积层的卵、砾石土、砂类土及粘性土夹层，透水性较好，但受季节性补给的影响，水量变幅较大。古迹坪隧道进口DK142+310510段为级围岩，DK142+510DK143+195段为级围岩，DK143+195DK143+570段为级围岩，DK143+570DK144+095段为级围岩，DK144+095DK144+155段为级围岩，DK144+155DK144+200段为级围岩。2.水文地质概要该段主要发育有第四系松散堆积层孔隙水和下第三系基岩裂隙水。（1）第四系松散堆积层孔隙水含水层主要为冲、洪积层的卵、砾石土、砂类土及粘性土夹层，透水性较好，但受季节性补给的影响，水量变幅较大。（2）基岩裂隙水弱富水区该段属隧道进口端洞身DK142+310DK144+500（长2190m）的弱富水区，地层为下第三系的泥岩、砂岩互层（EMs + Ss）、泥岩、砂岩、砾岩互层（EMs + Ss + Cg）、砂岩互层（ECg + Ss）。受构造活动影响，节理裂隙较发育发育，该弱富水区的地下径流模数297.95m3/dkm2，单位正常涌水量为0.5442m3/dm。地下水中无侵蚀性CO2，Cl-及SO42-对混凝土均无腐蚀性。古迹坪隧道进口DK142+310510段为级围岩，DK142+510DK143+195段为级围岩，DK143+195DK143+570段为级围岩，DK143+570DK144+095段为级围岩，DK144+095DK144+155段为级围岩，DK144+155DK144+200段为级围岩。尤其是DK142+310510段和DK143+195DK143+570段，围岩自稳能力差，施工中支护尤其要加强。3.古迹坪隧道作业人员管理人员20人、开挖班17人、支护班25人、加工班12人.二衬班20人，其中架子队队长李天文、总工李海飞、质检员贾国栋.4.二次衬砌施工方案古迹坪隧道以采用复合式衬砌为主，明洞段采用明洞衬砌。围岩隧道均采用曲墙有仰拱衬砌断面形式，仰拱与仰拱填充分开施作。隧道衬砌要遵循“仰拱超前、拱墙整体衬砌”的原则，初期支护完成后，为有效地控制其变形，仰拱尽量紧跟开挖面施工，仰拱填充采用栈桥平台以解决洞内运输问题，并进行全幅一次性施工。仰拱施做完成后，利用多功能作业平台人工铺设防水板，绑扎钢筋后，采用液压整体式衬砌台车进行二次衬砌，采用拱墙一次性整体灌注施工，最后完成整体道床施工。混凝土在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运至洞内，泵送混凝土浇筑，插入式捣固棒配合附着式振捣器捣固。仰拱采用移动式栈桥施工，但仰拱填充不与仰拱同时灌注，拱墙衬砌采用液压钢模衬砌台车施工，最后施工水沟电缆槽，必要地段采取回填注浆。施工顺序见洞内混凝土衬砌顺序图。主要施工顺序如下：图-1 洞内混凝土衬砌顺序图4.1二次衬砌施工及施工工艺4.1.1钢筋加工与绑扎钢筋按要求在洞外加工厂统一加工，运输到现场，在台车上人工安装绑扎。根据测量控制点先扎外层环向定位钢筋，用纵向筋将定位钢筋连接后，以纵向筋作为其他环向筋安扎依据，扎完外层后再用相同方法安扎内层钢筋，并及时将内外层钢筋用蹬筋连接，电弧焊点焊，以加强整体刚度。钢筋安设完成后，按中线标高进行轮廓尺寸检查，合格后于内层钢筋挂设5cm厚砂浆垫块，以确保砼灌筑后钢筋保护层厚度。钢筋绑扎时，严禁损伤防水板，钢筋焊接时，用防火板对防水板进行遮拦，以防烧伤防水板。4.1.2仰拱及铺底施工仰拱施工工艺框图见图-2为保证隧道施工平行作业，仰拱施工采用移动仰拱栈桥，栈桥12m，采用5根I30工字钢加工，宽1.0m，I30工字钢上面用22钢筋连接焊牢，间距25cm，底面用10槽钢焊接，以保证栈桥的整体性，栈桥布置（图3）。图3 仰拱栈桥4.1.3拱墙施工复合式衬砌要求隧道混凝土二衬应在围岩收敛变形稳定后作为最佳衬砌时机，但软弱围岩及断层破碎带处，由于其围岩自稳能力差，初期支护难以使其达到完全稳定，故根据支护情况及量测信息，为确保洞体稳定及施工安全，经监理工程师同意后及时进行二衬，必要时紧跟开挖面。正洞衬砌段落边拱模采用定制12.1米衬砌钢模板衬砌台车，通过调整液压元件，使模板正确对位。混凝土灌筑通过灌筑窗口，自下而上，从已灌段接头处向未灌方向，水平分层对称浇灌，边浇边捣，层厚不超过40cm，相邻两层浇注时间不超过1.5小时，确保上下层混凝土在初凝前结合好，不形成施工冷缝，垂直自由下落高度控制不超过2m，捣固采用附着式振捣器和插入式振捣器，安排专人负责，保证混凝土衬砌内实外光。减少二衬混凝土表面的气泡，采取堵头板分层设排水孔排出泌浆水的措施，混凝土在振捣过程中，产生泌浆水，容易粘在模板上形成混凝土表面的气泡。在堵头板上沿竖向每2030cm设可以封闭的孔（1014的螺钉孔即可），浇筑时根据混凝土的层面，依序打开孔排水，排完水及时封孔。衬砌台车由现场提供断面尺寸及功能要求，委托专业的厂家加工，现场组装。衬砌台车具备足够的强度和刚度，满足断面加宽及下锚段衬砌要求，并且立模方便。液压衬砌台车见示意图4和图5图-4液压衬砌台车见示意预留洞室等结构物衬砌采用简易衬砌台架、组合钢模立模，泵送混凝土入仓。施工时，与正洞衬砌连接段预留出1m长，与正洞衬砌同时灌筑。预留洞室等结构物衬砌采用简易衬砌台架、组合钢模立模，泵送混凝土入仓。施工时，与正洞衬砌连接段预留出1m长，与正洞衬砌同时灌筑。混凝土灌注结束12小时后从挡头板浇水养护。拆模后及时进行洒水养护，养护时间不少于14天。拱墙衬砌施工工艺框图见图-6工艺方法：复检钢筋：台车就位前按照用仪器测放的隧道中线及标高对已安扎好的钢筋再次进行结构尺寸检查，看钢筋位置是否正确，保护层能否满足要求，环向主筋内外面是否已安设混凝土保护层浆垫块，只有符合要求后才能进行台车就位。图-5液压衬砌台车尺寸示意立模（台车就位）：根据放线位置，移动台车就位。台车就位后，按要求检查台车位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性，放置接头止水带及界面剂和拱部注浆管，并安设好挡头模板再进行合格检验和经监理工程师签证，方可灌筑边拱混凝土。混凝土灌筑：灌筑边拱混凝土时，应由下向上对称灌筑，两侧同时或交替进行，边墙部位混凝土应采取埋管式浇注，由液压泵直接顶压入模，挤压顶升式浇注。拱部先采取退出式浇注，最后用压入式封顶。图-6拱墙衬砌施工工艺框混凝土用附着式振捣器和插入式振捣器联合捣固，安排专人负责，保证混凝土内部密实，外部光滑。并注意保护好预埋于混凝土内部的注浆管，防止其歪斜和倾倒，以确保二衬后回填注浆能顺利进行。要配足备用捣固机具，防止因捣固机具发生故障，造成漏捣或捣固不实。混凝土灌筑必须连续进行，因故不能连续灌筑，间歇时间超过混凝土初凝时间时，必须按规定进行接茬处理。拆模养护：当边、拱混凝土强度达到5MPa时，方可拆模，拆模时间不可过早。拆模后及时进行洒水养护，养护时间不少于七天。衬砌厚度、密实度及外观检测方法衬砌外观要目测平顺光滑，无蜂窝麻面。断面尺寸及中线、高程用钢尺配合经纬仪、水平仪量测，内轮廓必须符合设计要求。衬砌厚度检查采用雷达检测。密实度检查采用混凝土回弹仪，其强度检查采用同期制作混凝土试件，做抗压强度试验。4.1.4回填注浆施工主要压浆材料：衬砌背后回填注浆采用水泥浆液（水泥净浆、水泥砂浆）。对材料要求如下：浆液的可灌性好，易于注入；浆液稳定性好，能在要求的时间内凝固或凝结，具有一定的强度，结石体抗渗性好；材料来源丰富，价格合理，储运方便，配制浆液工艺和注浆工艺简单易行；对材料操作人员无伤害，对环境无污染等。主要压浆参数：压浆孔布置：衬砌背后的回填注浆，预埋压浆孔，孔口位置应准确，与设计位置的允许偏差5cm，孔底位置偏差应小于孔深的1%。、按梅花形布孔，存在漏水点时按13m进行加密布孔，并根据需要适当的钻排气、排水、排泥浆的辅助孔。注浆顺序：由下游到上游，由低到高注浆，施工时分二序孔进行注浆。浆液扩散范围：浆液扩散范围与浆液粘度、凝胶时间、注浆的压力、速度、注浆量有关，设计中常用类比参考值选用，施工中根据注浆效果适当增减。浆液胶凝时间：根据填充注浆目的，确定浆液胶凝时间不小于3h。压浆结束标准：注浆压力符合设计终压，持续1020Min，吸浆量很少或不吸浆时可以结束;钻检查孔时，涌水量小于1L/min.m； 注浆到从相邻较高孔位处冒出浆液后可以结束；所有注浆孔无漏注现象。压浆设备设备选型主要取决于注浆方式，它包括有钻机、注浆泵、浆液搅拌机和止浆塞、混合器等。注浆泵为注浆工作中的核心设备，一般应选用可调注浆量和压力，自身控制与记录，并具有外型尺寸小、重量轻、性能好的机械。本隧道选用双液调速注浆泵。配制浆液应符合下列要求水泥浆应搅拌均匀，搅拌时间不应小于3min，并在注浆过程中不停搅拌；配制的水泥浆应在规定的时间内注完，应认真填写配浆记录。注浆浆作业应符合下列要求浆液浓度，凝胶时间应符合设计要求，不得任意改变;应经常检查泵口及孔口注浆压力变化，如发现问题，应及时处理；采用双液注浆时，应经常测试混合后浆液的胶凝时间，如发现与设计不符应及时调整；符合结束条件，方可停止注浆；应认真填写注浆记录。压浆效果检查分析法：分析注浆记录，查看每个孔注浆压力，注浆量是否达到设计要求；注浆过程中漏浆、跑浆是否严重，以浆液注入量估算浆液扩散范围，分析是否与设计相符。检查孔法：用地质钻机按设计孔位和角度钻检查孔，取岩心进行鉴定，同时测定检查孔的吸水量（漏水量）应小于0.20.4L/min.m。声波监测法：用声波探测仪测量岩体声速，判断注浆效果，此方法对于石质隧道较为合适。压浆结束后，必须对注浆效果进行检查，如未达到要求，应进行补孔注浆。4.2施工防水隧道防水主要是利用混凝土的自防水能力，混凝土的的抗渗等级不得低于P8。拱墙背后设置EVA防水板，背衬无纺布，防水板厚度部小于1.5mm。环向施工缝采用中埋式橡胶止水条（带）及外贴式止水带组成的复合防水结构，纵向施工缝设钢边橡胶止水带及界面剂组成复合防水结构；4.2.1系统排水盲管的布设拱向环向50mm单臂打孔波纹管，间距610m,墙脚纵向设80mm单臂打孔波纹管并分段引入隧道侧沟内引排防水层背后积水。排水盲管布置示意图环向排水盲管安设先在喷射混凝土面上定位划线，线位布设原则上按设计进行，但根据洞壁实际渗水情况作适当调整，尽可能通过喷射层面的低凹处和有出水点的地方。沿线两侧钻定位孔，定位孔间距3050cm，将膨胀螺栓打入定位孔，用铁丝将环向盲管定位于膨胀螺栓上，见排水盲管布置示意图。集中出水点处沿水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封堵，以便地下水从管中集中流出。环向排水盲管固定示意图纵向排水盲管安设按设计位置在边墙底部测量放盲管设置线，沿线钻孔，打入膨胀螺栓，安设纵向盲管，用卡子卡住盲管，固定在膨胀螺栓上。边墙泄水管安设模板台车就位后，开始施作边墙泄水管，在模板台车上对应于泄水管的位置开有与泄水管直径相同的孔，泄水管一端安在模板台车的预留孔上，另一端采用三通连接在纵向排水管上，并固定牢固。4.2.2混凝土结构自防水二次衬砌采用自防水混凝土，抗渗等级不低于P8，拱墙砼掺加防水剂，仰拱砼掺加高效抗裂防水膨胀剂。5.砼质量保证措施5.1组织保证建立砼质量保证机构，分部设砼质量控制管理小组，总工程师任组长，相关职能部室和作业队为小组成员。负责对生产工班进行技术交底、质量教育及工艺监督。质量控制组织机构及职能见“砼质量控制组织机构图”砼质量控制管理小组组长 ：张有生 职责：制定质量目标，领导小组工作副组长：李海飞 职责：安排组员任务，制定质量措施， 签发混凝土浇灌令组员：朱新强职责：技术交底、现场指导，落实各项准备工作组员：马帮云职责：根据试验室反馈信息进行原材料控制，保证设备的技术能力组员：杨建军职责：配合比选定、调整、材料试验，砼工作性能测定、试件制取组员：范国相职责：生产工艺控制、质量监督，检查事故、缺陷处理情况拌合一站衬砌一班衬砌二班砼质量控制组织机构图5.2技术保证、原材料控制混凝土是由各组成材料合成的人工复合材料，不仅各生产工序的工艺操作情况对其质量产生影响，各组成材料的质量情况，也影响混凝土的质量。所以，各组成材料的质量控制，是混凝土质量控制的重要环节，也是确保混凝土质量控制的基本内容。各组成材料如水泥、砂、石料、水和外加剂的选材和性能指标必须严格执行招标文件“材料工艺规范”，并应特别注意以下几点：水泥a.对用于本工程的水泥，应保证其抗水性能好、泌水性小、水化热低和具有一定的抗侵蚀性。b.必须使用有资质水泥厂生产的旋窑水泥。c.不得将不同品种或标号的水泥混合使用。粗、细骨料本工程混凝土应选择级配合格、质地坚硬、颗粒洁净的天然砂或人工砂、粒径宜为0.165.0mm,石子最大粒径不宜大于40mm。碎石和卵石应进行碱活性检验，当集料判定有潜在危害时，属碱-碳酸盐反应的，不宜作混凝土集料。、砼配合比控制普通砼配合比设计，遵守JGJ/T55-95及国家现行有关标准规范的规定。砼配制强度的确定砼配制强度（fcu,o）应按下式计算：fcu,ofcu,k+1.645式中: fcu,o砼配制强度（Mpa） fcu,k砼立方体抗压强度标准值（Mpa） 砼强度标准差（Mpa）砼强度标准差采用无偏差估计值，确定该值的强度试件组数不应少于25组。当砼强度等级为C20、C25级，其强度标准差计算值低于2.5Mpa时，计算配制强度用的标准差应取用2.5Mpa；当强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算值低于3.0Mpa时，计算配制强度的标准差应取用3.0Mpa。 、砼拌制本工程采用自拌砼，由自动配料机计量，砼生产时做好以下检查：a、拌制砼时，材料的配合比偏差不得超过下列规定：水泥1%、各种集料重量的允许偏差为重量的3%。b、骨料含水率应经常检查，据以调整加水量和骨料重量。雨天施工时，应增加检测次数。c、砼应搅拌至各种组成材料混合均匀，颜色一致，在搅拌机中搅拌时，自全部材料装入搅拌筒中起，至砼由筒中开始出料止，其连续搅拌的最短时间，应符合下表要求： 砼在搅拌机中连续搅拌的最短时间 砼搅拌机容量（升）连续搅拌时间（秒）砼坍落度（cm）0-22-7740012060458001509060120012090注：用普通砼搅拌机拌和干硬性砼，其搅拌时间应酌予延长d、在砼搅拌过程中应始终注意其稠度（坍落度），若稠度与原定的不符，应立即查明原因予以纠正。e、在下盘料装入之前，搅拌机的拌合料应全部倒出，搅拌机停用超过30分钟或更换水泥品种时，应彻底清洗搅拌机。、砼的运输a、装运砼拌合物，不应漏浆，并应防止离析。浇注时如发现离析，必须进行二次拌合。b、砼搅拌出机后的任何时刻，都需监督，不准往拌合物中擅自任意加水。c、砼拌合物从搅拌机出料后，至浇筑完毕的允许最长时间，由试验室根据水泥初凝时间及施工气温确定，无试验资料时，应符合下表规定。砼从搅拌机出料至浇筑完毕的允许最长时间施工气温允许最长时间（h）5-10210-201.520-30130-350.75、砼的灌注a、砼浇筑前的准备工作砼浇筑前，应对模板、支架、钢筋和预埋件进行检查，符合要求后方能浇筑。同时，应清除模板内的垃圾、泥土和钢筋上的油污等杂物。b、砼的浇筑高度砼自高处倾落的自由倾浇高度，即从料斗、溜槽、串筒等卸料口倾落入模板的高度，不应超过2m。c、砼浇筑的间歇时间砼浇筑应连续进行，因故必须间歇时，其允许间歇时间应根据试验确定。d、砼浇筑层厚度与振捣当采用插入式振捣时，砼浇筑层厚度，应不大于振捣器作用部分长度的1.25倍。采用振捣器捣实砼，每一振点的振捣延续时间，应将砼捣实至表面呈现浮浆和不再沉落为止；且移动间距不宜大于作用半径1.5倍。插入振捣器应尽量避免碰撞钢筋，更不得放在钢筋上，振捣机头开始转动后方可插入砼内，振完后应徐徐提出，不能过快或停转后再拔出来。振捣靠近模板时，插入式振捣器机头必须与模板保持一定距离，一般为510cm。、砼的养护a.有砼浇水养护记录。b.砼浇筑完后，应在48小时内洒水养护。保证不少于7天的喷淋养护。c.养护用水的质量与拌制砼相同。每天浇水的次数，以能保持砼表面经常处于湿润状态为宜。5.3制度保证执行严格的报检制度和试验人员旁站制度。砼浇筑前要符合以下条件：模板的支撑系统按施工方案施工完毕。模板、钢筋及其支架质量符合规定，验收合格。技术复核、隐蔽工程验收已确认签证。施工范围内安全设计落实。施工机具准备就绪且能正常运转。材料供应准备完毕。原材料及施工配合比经监理及施工方共同检查合格。6.施工技术措施6.1提高施工机械化程度，加快隧道施工进度的技术措施提高施工机械化程度，加强设备配套,实行多项目平行作业，充分利用空间资源，开展工序工时实测，优化作业循环时间，用优选法对各工序进行排序，对循环作业时间进行测定和优化，将循环作业时间压缩到最短。采用移动式仰拱栈桥施工，避免平行作业下的施工干扰。6.2保护围岩、控制变形、动态管理、确保安全的技术措施隧道开挖采用光面爆破及预裂控制爆破技术措施为控制超欠挖，降低洞壁粗糙率，减少隧道通风阻力及减少岩爆发生机率，对级围岩采用光面爆破技术，级围岩采用预裂控制爆破技术，开挖困难地段采用微差控制爆破技术。严格控制周边眼的装药量。极坐标BJSD2断面检测及炮眼定位措施采用极坐标BJSD2断面检测及炮眼定位技术，先按不同的围岩断面尺寸，炮眼布置图输入仪器，爆破后输入相应里程、断面，仪器通过光束自动检测断面超欠挖，施工人员可用油漆按投影布点。隧道开挖级以上围岩采取多循环、少进尺的措施为减少深孔爆破对隧道震动影响，维护围岩的稳定性，隧道级以上围岩采取多循环、少进尺的措施，循环进尺不大于3.6m。各级围岩施工动态管理、动态施工，确保安全的技术措施各级围岩施工做好监控量测，对围岩支护体系的稳定性进行监测，为初期支护和二次衬砌设计参数调整提供依据，确保施工及结构安全。、级围岩浅埋偏压地段、断层破碎带地段软弱围岩采用“先探测、管超前、预注浆、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的分部开挖法施做，做好监控量测，指导施工顺序，动态管理、动态施工，确保施工安全。6.3隧道支护衬砌内实外美的技术措施混凝土在振捣过程中，产生泌浆水，容易粘在模板上形成混凝土表面的气泡。为减少二衬混凝土表面的气泡，在堵头板上沿竖向每2030cm设可以封闭的孔（1014mm的螺钉孔即可），浇筑时根据混凝土的层面，依序打开孔排水，排完水及时封孔。6.4混凝土运输泵送质量控制技术措施（1）混凝土泵应连续运转；（2）输送管道宜直，转弯宜缓，接头应严密；（3）泵送前应润滑管道，润滑时采用按设计配合比拌制的水泥浆或按骨料减半配置的混凝土进行。混凝土应分层灌筑，每层灌筑的高度、层次、方向应根据搅拌能力、运输距离、灌筑速度、洞内气温和振捣等因素确定。6.5混凝土防开裂控制技术措施隧道衬砌结构开裂控制是施工的难点，施工中采取以下措施：选择适宜隧道混凝土工程的具有抗水性好、泌水性小、水化热低的普通硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥，使用合格的粗、细骨料，严格控制混凝土拌合物的水灰比，保证混凝土拌合物具有较好的和易性，不离析，不泌水；降低拌合用水，适当控制流动性；控制下料速率，使蒸发水量与泌水量及水份迁移速率达到动态平衡；适当降低混凝土的坍落度；加强通风；拆除模板后，及时洒水养护。6.6混凝土耐久性措施掺入高效减水剂；选用含有高效活性矿物水泥；选用非碱活性骨料配制混凝土；施工过程中加强环境水质检测；限制或消除从原材料引入的碱、SO3、C1等引起结构破坏和钢筋锈蚀物质的含量，保证混凝土强度。7.施工安全保证措施1、衬砌台车上的照明灯具使用安全电压为36 V的电源。2、电焊工、钢筋工操作前详细检查电线有无破损，接头处是否用绝缘胶带缠好，插座是否安全，并严格按照操作规范施工。3、台车和台架工作平台上的脚踏板必须固定牢固，板厚不得小于5厘米，不得有开裂虫蛀结疤不得有探头板, 探头板指板头露出横撑外超过30cm。施工人员在施工过程中必须系好安全带。4、高处临边作业时必须设防护栏杆,栏杆分上下两层,上层高1.2 米;下层高0.7米外侧设密目式立网。5、土工布、防水板铺设台车前后四层设置安全防护栏，台车底部安装防上方掉物安全网。6、对机械班司机随时进行提醒教育，施工过程中放宽眼界，随时注意周围环境，防止机械伤人。7、对现场施工工人进行安全教育、安全培训，做到先培训后上岗。