二衬施工工艺试验.doc

隧道二次衬砌施工方案

一、台车定位、安装的几点技术说明
1、台车采用钢结构大模板，具有液压支拆模和电动走行系统，工厂制造后运至现场安装，为确保衬砌不侵入隧道建筑限界，台车制作时将台车模板轮廓线比设计轮廓线扩大3cm，施工前检查台车尺寸是否准确，掌握加工偏差大小情况，经精测队再次检查合格后方可使用。
2、仰拱、铺底及矮边墙的施工：
铺底和矮边墙混凝土先行浇筑，便于台车就位和展开二次衬砌，并改善洞内道路状况，营造良好施工环境。矮边墙施工高度的确定：矮边墙顶面比衬砌台车模板底边低5cm，此部分在砼灌注前用梯形木封堵密贴，以防漏浆，这种方法易于实现台车的精确定位，并利用矮边墙支牢底部模板。
仰拱、矮边墙施作时注意按设计布设纵横向排水管及其与沉砂井、路基中间暗井的连接管，预留环向透水波纹管和防水卷材接头，以及设置预埋件和预留洞室等。
3、台车模板底部标高：右线3#宁波端和左线3#金华端台车模板底部标高在电缆槽盖板顶部标高下10cm，右线3#金华端台车模板底部标高在电缆槽盖板顶部标高下15cm。
4、衬砌前对模板表面用抛光机进行彻底打磨，清除锈斑，涂油防锈，要求模板缝间隙宽度和错台高度均不大于1mm。
5、台车轨道布设控制标准：方木作枕木，底面直接置于己铺底的砼地面上，保证台车平稳。通过枕木调整轨道中心及标高，轨道平面位置和高程偏差控制均在±1cm以内，保证台架水平，使模板中心线尽量同台车大梁中心重合，使台车在砼灌注过程中处于良好的受力状态。
6、定位方法：采用五点定位法，以衬砌圆心为原点建立平面坐标系，通过控制拱部模板中心点、拱部模板同墙部模板的两个铰接点、两墙部模板的底脚点来精确控制台车就位。曲线上考虑内外弧长差引起的左右侧搭接长度的变化，以使弧线圆顺，减小接缝错台。
台车走行至立模位置，用侧向千斤顶调整至准确位置，并进行定位复测，直至调整到准确位置为止。台车撑开就位后检查台车各节点连接是否牢固，有无错动移位情况。采用五点定位法检查模板是否翘曲或扭动，位置是否准确，保证衬砌净空，同时也易于克服衬砌环接缝处的错台。为避免在浇注边墙砼时台车上浮，还须在台车顶部加设木撑或千斤顶。同时检查工作窗状况是否良好。
每次浇注混凝土前，工程部现场技术人员要对台车中线及模板净空、标高仔细进行检查，坚决杜绝模板侵入净空，并有一定的预留量，确保二衬净空。
7、外模、端模（挡头板）制作和安装
明洞衬砌采用Φ48钢管弯制弧形拱架固定外模，外模选用木板或竹胶板；端模（挡头板）选用5cm厚木板制作，采用角钢U形卡和短方木固定，以适应端模尺寸的不规则性。并在挡头板上钉木板条以便在混凝土端面预留出安装止水条的凹槽。
8、施工沉降缝设置在明暗洞交接位置，和软硬围岩交界处，不得随意改变位置。
二、配套机械设备
只有合理的机械选型、配套才能充分发挥机械效能，提高工作效率，加快衬砌速度，保证衬砌质量。每个洞口主要衬砌设备选型配套情况见下表。
每个洞口主要衬砌设备选型配套表
序号
机械设备名称
单位
数量
说明
1
自动液压衬砌台车
台
1
长12延米
2
自动计量拌和站
套
1
三料仓，生产能力30～60m3/h
3
配料装载机
台
1
拌和站上砂石料使用
4
砼输送车
台
2

5
砼输送泵
台
1
HB60
6
自制简易台架
台
1
用于基面处理，铺挂防水卷材或绑轧钢筋
三、劳力组织与指挥协调
1、劳动力组织
每个洞口各成立一个衬砌队，分砼作业班、模板与预埋管件班、防水卷材铺挂班、钢筋班、砼养护和外表整修班五个班组。衬砌班又分为砼拌和组、输送组、接换管组、捣固组。每个洞口衬砌人员定员为54人（人员分工见下表），实行定人定岗的班组长负责制，既独立，又统一，协调合作。
衬砌工区人员配备表
工
种
拌
和
站
司
机
装
载
机
司
机
输
送
车
司
机
输
送
泵
司
机
振

捣

工
木

工
电

焊

工
钢

筋

工
普

工
防
水
板
铺
挂
砼
养
护
整
修
每
洞
口
合
计
人数
2
1
5
2
6
4
4

8
12
6
4
54
2、指挥协调
衬砌施工机械化程度高，作业环节多，因此，必须加强指挥协调力度。指挥协调人员定人、定岗，由项目部工区行政负责人总体负责，指定施工队一名副队长协助。
衬砌台车、输送泵以及拌和站之间采用对讲机、电铃、口哨等工具进行有效联络，确保信息准确、及时传递。
四、砼衬砌施工工艺流程
1、隧道二衬施工工艺框图（见下页）
2、工艺说明
对于Ⅱ类围岩较差地段，因二衬是作为主要承载结构，故须在初支施作后马上施作二衬，而不必等到量测信息达标。对Ⅲ类以上围岩，工艺按此框图。
3、对获取的量测信息分析后，认定围岩变形趋于稳定状态，则可考虑进行二衬施工。
4、检查初支表面的平整度，有无尖锐异物等，如有，则整修之，直至满足《规范》要求。

隧道二衬施工工艺框图
N
Y
围岩变形趋于稳定
量测及信息分析研究
检查整修初支表面
防水设施施作
检 测
衬砌台车就位
检查、调试定位
施工缝防水设施安装[沉降缝施作(如有)
灌注混凝土
脱模及台车移位
混凝土养生
混凝土质量检验评定
制作试件
台车整修上油
养生
试压
输送泵就位、调试
混凝土拌和、运输

5、进行渗水盲沟的安装和复合土工防水板的铺挂，防水板用自动行走式热合机进行双缝焊接，三角缝、丁字缝等薄弱环节用热熔焊枪加强补焊。铺挂后进行气密性检测，发现漏气之处则进行补焊，直至完好。
6、衬砌台车就位，并检查其中线、标高、使之满足设计要求，模板除锈、上油。对二端施工缝防水设施进行安装、整修，并安装端头模板。
7、用输送泵泵送混凝土入模，插入式振捣器和附着式振捣器配合运用，振捣混凝土至密实。泵送时注意左右对称，分层灌注，每层厚度不超过50cm。
8、收缩台车液压系统，脱模，并对台车模板进行整修、养护。
9、对二衬混凝土进行喷淋养护，使表面处于湿润状态。
10、试压二衬试件，结合二衬外表，评定二衬质量。

五、二衬施工的关键工序，采取措施及注意事项
（一）二衬施作时机的确定
二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。围岩变形量较大，流变特性明显时，要加强初期支护并及早施作仰拱和二次衬砌。围岩和初期支护变形基本稳定应符合不列条件：
1、各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；
2、己产生的各项位移，已达预计总变形量的80%～90%；
3、周边位移速率小于0.1～0.2mm/d，或拱顶下沉速度小于0.07～0.15mm/d
（二）预留洞室和预埋件的固定
隧道预留洞室和预埋件种类多、数量大，保证其尺寸和位置准确是衡量二衬质量的一个重要方面。
1、钢筋砼衬砌地段，预留、预埋件固定在钢筋骨架上。
2、无筋衬砌地段采取的方法是在衬砌台车模板上钻孔用螺栓固定预留、预埋件。或采取焊接方式固定在模板台车上，其优点是费用低廉，易于操作。
3、预埋钢管的设置
为保证通讯、电力线路穿线顺利，预埋钢管需把好以下工序质量：①采用切割机切割；②用钢挫挫平管口毛刺；③弯管机弯制；④接头采用套管连接，套管同预埋钢管之间焊接，并对焊缝作防锈蚀处理；⑤管内穿铁线；⑥预留洞室处钢管头应外露5mm，长短一致。
（三）防水砼质量控制
本隧道二次衬砌采用C30微膨胀水自防水混凝土，
1、二衬防水砼原材料质量控制：
采购使用反击破碎石机组生产的碎石，通过调整筛孔尺寸，保证碎石的形状和级配。5～16.5mm、16.5～31.5mm碎石分开堆放，分别进入拌和机料仓自动计量后再与其它材料一同拌和。

二衬防水砼原材料表
序号
原材料名称
规格
抽检频率
1
水泥
浙江力顿AEC425#
每批量/200t抽检一次
2
砂
中砂
每批量/200m3抽检一次
3
碎石
5～16.5mm
每批量/500m3抽检一次
碎石
16.5～31.5mm
4
钢筋
A3、20MnSi
同型号每批量/60t抽检一次
钢筋焊接接头

同型号第300个接头抽检一次
6
泵送剂
JM-9（掺量1.3%）
每批量/2t抽检一次

2、砼坍落度控制：一般选12～17cm，根据砼灌注部位不同，墙部砼坍落度宜小，拱部砼坍落度宜大。在保证砼可泵性的情况下，宜尽量减小砼的坍落度，并提高砼的和易性、保水性，避免砼泌水。
3、外掺剂(料)的选用：适量掺加1.3%的泵送剂，可以改善砼的和易性，增加其流动性。
4、按施工配合比准确计量：配合比以试验室下发的配合比通知单为准，自动计量器具须经具备资质的单位进行标定并定期校核，每次砼拌制前必须对计量器具进行检查，确保砼用料计量准确。
（四）提高砼外观质量措施
1、模板脱模剂采用花生油（材油）：新机油=1：1配制，涂油用的抹布干净，涂油不宜过多，以不流动为准，也不宜过少，涂油后的模板要保持干净。
2、保证混凝土的搅拌时间和振捣时间，振捣时间为20~30s，根据坍落度可适当调整，
3、在反弧段施工中，一是掺加1.3%的JIM-9泵送剂，以改善砼性能，二是控制砼坍落度（14cm），三是捣固方法得当，综合运用，可以减少减小反弧段气泡，有效改善衬砌砼表面质量。
4、消灭砼接缝错台的措施
（1）、消灭环接缝错台：一是在台车就位前，将砼搭接部位及台车搭接部分表面彻底清理干净，使台车与砼表面尽量紧贴；二是加强台车支撑，应将所有的支撑全部支撑到位，保证台车整体受力，必要时可在台车端部增加丝杠支撑；三是在台车前端端部拱顶增设支撑（采用三个40t的千斤顶），以防台车上浮造成拱部错台；四是严控台车底部以上3米灌注砼速度（一般控制在约4小时）和坍落度（一般在14cm）；五是检查台车前后断面尺寸制造误差，及时消除；六是中线控制准确，使台车中线与隧道中线在同一个平面；七是保持台车与混凝土的搭接长度为10厘米（曲线地段指内侧）。
（2）消灭台车模板错台：对模板板块拼缝进行焊联并将焊缝打磨平整，形成三块大模板（即拱部一块，左右边墙各一块），以抑制使用过程中模板翘曲变形而影响砼表面质量，以克服板块间拼缝处错台。
（3）控制台车作业窗处错台和漏浆：作业窗关闭前，必须将窗口边框砼浆液残碴清理干净，并用湿抹布擦拭后锁紧压紧卡，并将关闭支点用楔形木塞紧，防止由于作业窗口关闭不严，使窗口部位砼表面形成凹凸不平的补丁甚至造成漏浆。
（五）衬砌砼封顶技术
封顶采用顶模中心封顶器接输送管，逐渐压注砼封顶。当挡头板上观察孔有浆溢出，即标志封顶完成。
（六）拆模
按施工规范采用最后一盘封顶砼试件现场试压达到的强度来控制，明洞强度不小于5.0Mpa时拆模，暗洞内二衬砼强度不小于2.5Mpa时拆模。（有现场试验员和试验室提供具体拆模时间）。
（七）砼养护
拆模前用水冲洗模板外表面，拆模后用高压水喷淋混凝土表面，以降低水化热，养护期不少于14天。
（八）砼表面整修
拆模后，若发现缺陷，不得擅自修补，由技术人员共同研究后并经监理工程师批准后及时处理。
1、气泡：采用白水泥和普通水泥按衬砌表面颜色对比试验确定的比例掺拌 后，在拆模时局部填补抹平。
2、环接缝处理：采用弧度尺画线，切割机切缝，缝深约2cm，不整齐处进行局部修凿或经砂轮机打磨后，用高标号水泥砂浆修饰，用钢镘刀抹平，使施工缝圆顺整齐。
3、对于表面颜色不一致的采用砂纸反复擦拭数次。
4、预留洞室周边还应先行清理干净，然后喷水湿润，采用高标号、与二衬颜色相统一的砂浆，抹平压光。
（九）衬砌砼灌注作业中的几个工艺细节
1、砼灌注：砼采用分层、左右交替对称浇注，每层浇筑厚度不得大于0.5m。两侧高差控制在50cm以内。浇注过程要连续，避免停歇造成“冷缝”，间歇时间超过1h则按施工缝处理。
2、砼定人定位捣固：专职捣固手定人定位用插入式振动器捣固，保证砼密实；起拱线以下辅以木锤模外敲振和捣固铲抽插捣固，以抑制砼表面的气泡产生。灌注过程中严禁用振动棒拖拉砼。
3、钢筋保护层：钢筋砼衬砌采用泵送砼，由于灌注速度快，钢筋变形显著，易造成拱部钢筋保护层减小。因此适当加大混凝土垫块厚度并放慢砼灌注速度。
4、矮边墙顶面处砼接缝处理：砼开盘前先泵送同级砂浆，砂浆量以矮边墙上平铺2cm为宜，以保证矮边墙同拱墙砼的连接，防止模板缝隙漏浆造成砼泛砂或露骨；同时起到润湿输送泵和管路的作用。
5、砼输送管路布置：接头管箍应避免不当接触造成爆脱，管路宜用方木支垫高出地面，穿过台车时管箍不与台车构件相接触。砼输送管路端部设置一根软管，软管管口至浇筑面垂距控制在1.5m以内，以避免砼集料堆积和产生离析。
6、砼对称灌注更替时间控制：采取砼灌注时间和灌注高度两个指标进行双控，即单侧砼灌注高度达0.5m时，必须换管；单侧砼灌注间歇时间不超过砼的初凝时间，我们规定每侧连续灌注时间达45min时，必须换管。
（八）保证衬砌作业连续性的措施
（1）合理配置机械设备，储备充足的机械设备易损件，做到设备有用有备；加强机械设备操作手现场培训和设备检修保养，如因施工过程中，发生机械故障，在工区负责人的协调下，立即调用临近洞口机械。
（2）建立衬砌前的设备检查制度，设备有故障或能力不匹配不开盘。
（3）对工程量较大的部位采用双系统作业，即两套衬砌设备、两台输送泵左右侧同时工作，但宜适当放慢砼灌注速度，以避免台车上浮。

甬金公路106合同段项目经理部
2003年6月1日
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