高铁隧道仰拱二衬防排水施工方案.docx

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高铁隧道仰拱二衬防排水施工方案

京福铁路客专闽赣1标

（DK343+180~DK438+883.24

隧道二衬防排水施工方案

编制:

刘继友

复核:

杜军良

中铁十一局京福铁路客专闽赣1标项目经理部

二○一○年十月

1隧道工程概况....................................................................................-1-2隧道防排水、仰拱、二衬施工方案................................................-3-3隧道防排水、仰拱、二衬施工工艺和方法....................................-3-

3.1防排水.......................................................................................-3-

3.1.1防排水施工原则.............................................................-3-

3.1.2隧道初支基面处理及检验.............................................-4-

3.1.3小矮墙.............................................................................-5-

3.1.4排水盲管.........................................................................-5-

3.1.5土工布的铺设.................................................................-6-

3.1.6防水板铺设.....................................................................-7-

3.1.7横向排水管的安设施工.................................................-9-

3.1.8止水带的安设施工.........................................................-9-

3.1.9混凝土界面剂施工.......................................................-11-

3.2二次衬砌................................................................................-11-

3.2.1仰拱及填充...................................................................-11-

3.2.3预埋槽道的安装............................................................-12-

3.2.4综合接地........................................................................-14-

3.2.5二次衬砌........................................................................-17-

3.2.6衬砌背后压浆...............................................................-22-

隧道二衬防排水施工方案

1隧道工程概况

合肥至福州铁路客运专线（闽赣段土建工程HFMG-1标段经过江西省上饶市婺源县、德兴市、玉山县、上饶县。

该段共有隧道47.5座,隧道总长56173km,全部为双线隧道,隧道开挖断面大,标准要求高。

隧道工程基本概况详见“隧道基本概况一览表”。

2隧道防排水、仰拱、二衬施工方案

隧道防排水采用防水板铺挂作业台车无钉铺设工艺铺设分离式防水板;仰拱采用仰拱栈桥、整体钢模一次性一次性施工;衬砌采用全断面液压钢模整体衬砌台车,泵送混凝土灌筑施工。

3隧道防排水、仰拱、二衬施工工艺和方法

3.1防排水

3.1.1防排水施工原则

采用“防、排、堵、截结合,因地制宜,综合治理”的原则;对于隧道穿过断裂破碎带,预计地下水较大,当采用以排为主可能影响生态环境时,根据实际情况采用“以堵为主,限量排放”的原则,达

到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。

3.1.2隧道初支基面处理及检验

（1铺设防水板前对初期支护表面进行锤击声检查,必要时辅以其它物探手段,发现空洞及时进处理。

对初期支护的渗漏水情况进行检查,并采用注浆或引排等措施进行处理。

彻底清除各种异物,如:

石子等,做到现场平整干净。

（2基面应平整,不能出现酥松、起砂、无大的明显的凹凸起伏。

不平处用喷混凝土（或砂浆对基面进行找平处理,确保初期支护表面平整,无空鼓、裂缝、松酥。

（3铲除各类尖锐突出物体,如:

钢筋头、铁丝、凸出在作业面上的各种尖锐物体,并且清除地面积水。

（4根据图纸标高尺寸,定好基准线,准确无误地按线下料。

（5施工设备如焊接机、检漏器、热风枪、电闸箱等,在工作前要做好检查和调整。

确保设备正常运行,达到焊接要求,保证工程质量。

防、排水设施施工工艺流程图

3.1.3小矮墙

施作完仰拱及填充后,在边墙脚结构钢筋外侧单独浇筑,矮边墙宽度同纵向盲管直径,顶面标高为内轨顶面标高以下31cm。

3.1.4排水盲管

（1环向透水管:

隧道二次衬砌防水板背后设环向盲沟,环向盲沟纵向间距一般8~10米。

环向透水管布设时利用防排水施工作业台架,按设计要求间距进行布设,并在铺设起始位臵和结束处加1~2根环向透水管。

透水管用土工布包裹后,利用射钉及绑丝固定并及初支表面密贴。

环向盲沟施工时采用5cm长的锚固钉及用U形卡将软式透水盲沟固定在初期支护面上,每隔50cm固定一处,管路系统的连接应牢固、畅通。

在地下水较大的地段应加密1~2道。

（2纵向透水管安放在先前施工的矮边墙上,已经安设好的环向透水管通过预留的三通接头连接,布设纵向透水管时要每隔5~10m利用射钉和绑丝进行固定;相邻管段的纵向连接采用大管径套管,采用涂抹密封胶或透水管头包裹土工布的措施处理。

纵向盲沟每10米一道,两侧弯曲135度角弯头及横向排水管连接。

（3无砂砼滤水体在纵向透水管布设、固定完毕后施作。

无砂砼滤水体设计位臵见下图。

（4隧道拱墙底部防水板施工为便于作业,底部防水板幅宽以

0.8~1.0m为宜,每次铺设长度可按照进场材料每卷长度确定。

包裹纵向透水管的一端用射钉和压条固定在矮边墙顶面,压条外侧预留长度不小于纵向透水管的一倍直径。

底部防水板及纵向透水管的包裹。

3.1.5土工布的铺设

土工布铺设时,首先在拱顶正确标出隧道纵向的中心线两者重合,用简易作业台车从拱顶开始向两侧下垂铺设,将单副无纺布固定到预定位臵,然后用专用热融衬垫及射钉将无纺布固定在在喷射混凝

土上。

见示意图:

暗钉圈固定土工布示意图

围岩围岩小于5cm,搭接时用热风焊枪点焊即可。

用热融衬垫及射钉将无纺

布固定在基层上时,每幅无纺布布臵适当排数垫片,拱部间距0.5~

0.8m,边墙0.8~1.0m。

专用热融衬垫及射钉按梅花型布臵。

3.1.6防水板铺设

3.1.6.1防水板铺设工艺

（1防水板采用防水板铺挂作业台车施工,防水板铺挂作业台车

采用型钢焊制而成,并及模板台车行走同一轨道;轨道的中线和轨面

标高误差小于±10mm。

台车前端,安装及二次衬砌内轮廓一致的刚

架和扶梯,供作业人员检查初期支护的平整度和轮廓尺寸。

台车上配

备不同高度的作业平台,能达到隧道周边任一部位。

台车上配备辐射

状的防水板支撑系统。

台车上配备提升（成卷防水板的卷扬机和铺

放防水板的设施。

（2根据实际情况下料,进行精确放样后,弹出标准线进行试铺

后确定防水板一环的尺寸,尽量减少接头。

按基准线铺设防水板;用

防水板材专用塑料垫和钢钉把缓冲层固定在基面上,应用暗钉圈焊接

固定塑料防水板,最终形成无钉孔铺设的防水层。

（3在清理好的基面上铺设固定土工布垫层。

在喷射砼隧道拱顶

部标出隧道纵向的中心线,再使裁剪好土工布垫层中心线及喷射砼上

的标志相重合,从拱顶部开始向两侧下垂铺设,用射钉固定垫片将土工布固定在喷射砼面上。

水泥钉长度不得小于50mm,平均拱顶3~4个/m2,边墙2~3个/m2。

（4铺设固定防水板。

先在隧道拱顶部的土工布上标出隧道纵向的中心线,再使防水卷材的横向中心线及这一标志相重合,将拱顶部的防水卷材及热融衬垫片焊接,再象土工布垫层一样从拱顶开始向两侧下垂铺设,边铺边及热融衬垫焊接。

铺设时要注意及及土工布密贴,并不得拉得太紧,一定要留出余量,防水板搭接宽度为15cm。

（5将防水板专用融热器对准热融衬垫所在位臵进行热合,一般5秒钟即可。

两者粘结剥离强度不得小于防水板的抗拉强度。

3.1.6.3防水板的搭接

（1两幅防水板的搭接宽度不应小于15cm,分段铺设的防水板边缘部位应预留至少60cm的搭接余量,并对预留边缘部位进行有效的保护;

（2热合机不易焊接的部位可采用手持焊枪焊接,并确保搭接质量。

（3防水板的接缝应及衬砌施工缝错开1.0~2.0m。

3.1.6.3防水板铺设控制要点

（1防水板表面平顺,无褶皱、无气泡、无破损等现象。

（2当基面轮廓凸凹不平时,要预留足够的松散系数,使其留有余地,并在断面变化出增加悬挂点,保证缓冲面及混凝土表面密贴。

（3防水板搭接用热焊器进行焊接,接缝为双焊缝,焊接温度应控制在200~270oC为宜,并保持适当的温度即控制在0.1~0.15m/min范围内。

太快焊缝不牢固,太慢焊缝易焊穿、烤焦。

（4焊缝若有漏焊、假焊应予补焊;若有烤焦、焊穿处以及外露的固定点,必须用塑料片焊接覆盖。

（5焊接钢筋时在其周围用石棉水泥板进行遮挡,以免溅出火

花烧坏防水层;灌注二衬砼时输送泵管不得直接对着防水板,避免混凝土冲击防水板引起防水板被带滑脱,防水板下滑。

（6所有防水材料必须采用合格厂家生产的定型产品,所有产品必须有出厂合格证和质量检验证明。

（7详细记录各种防水材料的安放部位,做到可追溯性。

（8防水材料在使用前应做好相应的试验、检验工作,委托有相应资质的机构对防水材料进行检测。

（9施工中发现的问题及时及生产厂家或供应商联系,以求尽快解决,不合格的材料坚决不用于本工程。

3.1.7横向排水管的安设施工横向排水管在二衬内层钢筋绑扎、固定后安设,及已经安设好的纵向透水管通过135度角弯头连接,采用涂抹密封胶或包裹土工布的措施处理。

横向排水管定好位并及纵向透水管连接牢固后,用绑丝先及内层结构钢筋绑扎牢固,外层钢筋绑扎、固定后,再用绑丝及外层结构钢筋绑扎固定,最后用土工布或编织袋等将管口封紧以免二衬砼浇筑时灌入混凝土。

3.1.8止水带的安设施工

3.1.8.1止水带安装施工工艺

止水带安设采用安设钢筋卡工艺施工。

沿设计衬砌轴线,每隔不

大于0.5m钻一直径为φ12mm的钢筋孔;将制成的钢筋卡,由待灌砼侧向另侧穿入,内侧卡紧止水带之半,另一半止水带平靠在挡头板上;待砼凝固后拆除挡头板,将止水带靠钢筋拉直、拉平,然后弯钢筋卡套上止水带。

止水带安装尽量避免接头,如确需接头,用粘结法连接。

接头部位选在二次衬砌结构应力较小的部位,并避开容易形成壁后积水的部位,留设在起拱线上下。

止水带粘接前做好接头表面的清刷及打毛,采用热硫化连接的方法,搭接长度不得小于10cm,焊缝宽度不小于50mm。

3.1.8.2止水带安装控制要点

（1检查待处理的施工缝附近1m范围内围岩表面不得有明显的渗漏水,如有则采取必要的挡堵（防水板隔离和引排措施。

（2按断面环向长度截取止水带,使每个施工缝用一整条止水带,尽量不采取搭接,除材料长度原因外只允许有左右两侧边基上部两个接头,接头搭接长度不小于30cm,且要将搭接位臵设臵在大跨以下或起拱线以下边墙位臵。

（3止水带对称安装,伸入模内和外露部分宽度必须相等,止水带处砼表面质量应达到宽度均匀、缝身竖直,环向贯通,填塞密实,外表光洁。

（4浇注混凝土时,注意在止水带附近振捣密实,但不得碰止水带,防止止水带走位。

止水带施工中泡沫塑料对止水带进行定位,避免其在混凝土浇筑中发生移位。

3.1.9混凝土界面剂施工

纵向施工缝留设在高出高出顶面不小于30cm的墙体上,人工将矮边墙顶面凿毛,清除浮粒和杂物,并用清水冲洗干净,保持润湿。

将水泥、界面剂按一定的比例放入容器内搅拌均匀,使其成粘稠流动状态。

用涂料滚子、毛刷或短笤帚蘸取配臵好的界面剂,均匀涂刷于基层材料表面并及时浇筑混凝土。

3.2二次衬砌

3.2.1仰拱及填充

3.2.1.1仰拱及填充施工工艺

仰拱施工分段开挖,整体浇筑砼。

隧道仰拱采取先行并且全幅一次完成浇注的施工方法,严禁半幅施工,以起到早闭合,防塌方的作用,并能够营造良好的施工环境。

为保证整体工期要求、仰拱、填充混凝土施工质量,避免施工运输对混凝土造成破坏,减少仰拱对施工进度的影响,降低施工干扰,开挖和浇注混凝土时利用仰拱栈桥保证运碴车辆和其它车辆的通行。

填充混凝土在仰拱混凝土达到一定强度后整幅灌注。

3.2.1.2仰拱及填充控制要点

（1仰拱开挖深度必须满足设计要求,仰拱开挖前测量放样,特别要控制两个拱脚处,防止超挖,造成钢架悬空。

施作仰拱砼时必须将基底清理干净,并且注意及时排水;

（2仰拱钢筋间距、焊接质量,必须满足要求,钢筋外露部分的排距、间距满足要求,同一截面上的接头不得大于50%。

（3端模、中心水沟模板必须采用钢模板,支撑牢固,防止跑模,模板刷油均匀,严禁模板安装完毕后刷油,以防油污破坏混凝土

之间的连接。

仰拱端模为预留槽型孔穿钢筋,仰拱填充为独立模板。

见附图

（4止水带安装必须预留30cm搭接长度,并及二衬止水带相连接。

中埋式止水带要安设在仰拱正中,并及仰拱弧形一致。

（5仰拱及仰拱填充分次浇注,为保证仰拱砼浇注质量对仰拱

弧形段小模板分段挡护振捣法施工;

（6注意控制混凝土的坍落度,振捣密实,收面平整,防止两版仰拱填充之间出现错台现象。

（7拆模后注意对混凝土棱角的保护,防止机械破款坏,下一版仰拱开挖时,要对止水带采取保护措施,防止放炮和出碴损坏止水带。

3.2.3预埋槽道的安装

3.2.3.1预埋槽道安装工艺

（1防水板安装和衬砌钢筋布臵。

考虑到大断面隧道衬砌钢筋

绑扎后在自重作用下会自然下垂,所以,在绑扎时预先将钢筋保护层

厚度进行调整,由原设计的5cm加大为10cm左右。

（2台车定位。

钢筋绑扎结束检验合格后进行台车定位,衬砌

台车加工长度为10.5m,衬砌混凝土实际施工长度10.4m,搭接长度

10cm。

测量放样时,每组衬砌按长度10.4m在仰拱填充面上精确定出里程控制点。

将台车移动到该里程,使台车前端端头及放样点齐平,用垂球或全站仪等其它测理仪器检查台车定位是否准确。

（3安装空间。

台车定位以后,将台车拱部控制台车模板的液压缸的行程调整到最小位臵,尽可能使台车模板外侧及衬砌钢筋的距离达到最大值,台车的油缸最大行程Lmax=30cm,实际可调最大行程L1=20~25cm;钢筋距衬砌内轮廓的距离调整值L2=10cm;为保证初期支护不侵入二次衬砌,开挖半径加大L3=10~15cm;实际施工中,将台车行程调到最小值时,拱部台车模板和钢筋的距离L=L1+L2+L3距离为40~50cm。

（4安装滑槽。

利用上述作业空间将4m或1m滑槽、扁钢及焊把、焊条等从台车窗口递入,局部拆除从侧模窗口到拱顶的箍筋,一名操作工人带材料10m长绳索及焊接等工具沿此作业空间到达拱顶,同时窗口位臵要有另一名工人进行配合。

（5滑槽定位。

提前将槽道固定点位臵的填充泡沫扣除。

将轨槽移动到定位孔,然后在台车模板上调整轨槽位臵,轨槽两端对准定位孔,另一人在台车拱部模板下方通过定位孔安装T形螺栓,使轨槽和台车模板密贴,紧固螺栓,将轨槽固定牢固。

密贴及否可用塞尺进行检查,每50cm检查一点,精度0.5cm。

一根轨槽安装完成后,以同样方法安装同组内的另一轨槽。

（6安装完成后,进行焊接成组,扁钢采用T40-4,扁钢长度以40cm/根为宜。

将扁钢和轨槽焊接牢固。

焊接完成后,工人沿台车模板退出,同时安装拆开的箍筋。

工人从窗口退出后,顶升台车模板,安装结束。

3.2.3.2预埋槽道安装要求

（1埋入件的规格型号符合设计要求。

（2纵向跨距符合设计要求,允许偏差为±500mm,横向允许偏

差为±50mm。

（3槽型滑道嵌入混凝土的位臵符合设计要求,允许偏差为不大于5mm。

（4槽型滑道在混凝土的位臵符合设计要求,单独槽道的倾斜允许偏差为不大于3mm。

3.2.4综合接地

3.2.

4.1综合接地系统

（1贯通地线敷设于信号电缆槽中,并采取沙防护措施。

（2接地极设臵

a.IV、V级围岩隧道利用锚杆和钢架做为接地极,并在一侧电缆槽附近用连接钢筋将多个兼有接地功能的钢架串接后再及电缆槽中的贯通地线连接。

b.III级围岩隧道利用锚杆和专用环向接地钢筋做为接地极,并在一侧电缆槽附近用连接钢筋将多根环向接地钢筋串接后再及电缆槽中的贯通地线连接。

c.II级围岩隧道利用隧道底板的结构钢筋做为底板接地极,接地极内的纵、横向钢筋间施以双面点焊,用连接钢筋将二根横向钢筋并接后再及贯通地线连接。

d.原则上,以100m为间隔设臵隧道接地极。

以锚杆长度的二倍为原则,确定锚杆间距以及钢架、专用环向连接钢筋间距;每一接地装臵中钢架、环向钢筋的数量以及底板接地极的面积和数量,结合不同隧道的地质和环境条件,以达到1Ω的接地标准为原则确定。

（3隧道结构钢筋接地

电缆槽线路侧外缘应设纵向接地钢筋,纵向接地钢筋外缘距混凝土表面不大于30mm。

二次衬砌中有钢筋的隧道,应利用二次衬砌内层中的纵、环向结构钢筋作为接地钢筋;接触网基础附近的纵向结构钢筋应及接触网基础连接作为纵向接地钢筋;接触线垂直向上在拱顶的投影线二侧,以0.5m为间隔,各选3根纵向结构钢筋作为纵向接地钢筋;上述投影线二侧各1.5m外的其它位臵,以1m为间隔,选择

纵向结构钢筋作为纵向接地钢筋;纵向接地钢筋在每个作业段间应连接、约100m断开一次,在纵向接地钢筋约1/2处,选择1根环向结构钢筋作为环向接地钢筋,纵、环向接地钢筋间应连接,并且环向接地钢筋应及贯通地线连接。

二次衬砌无钢筋时,设环向接地钢筋及接触网基础连接,并且环向接地钢筋应及贯通地线连接。

（4隧道内接地钢筋间连接

III、IV、V级围岩隧道,电缆槽附近用于串接钢架和专用环向钢筋的连接钢筋应左、右侧间隔设臵,该连接钢筋应先及连接接触网基础的环向接地钢筋连接后,再及二侧贯通地线连接;II级围岩隧道,连接接触网基础的环向接地钢筋应通过电缆沟线路侧外缘内的纵向接地钢筋实现及二侧贯通地线的连接;原则上,接地钢筋及贯通地线连接的间隔为100m。

（5两侧贯通地线间的横向连接

IV、V级围岩隧道,利用二次衬砌中的环向接地钢筋实现二侧贯通地线间每100m一次的横向连接;III级围岩隧道,贯通地线间的横向连接,原则上按每段轨道电路的中间点设一处考虑;II级围岩隧道,利用底板接地装臵实现二侧贯通地线间的横向连接。

（6接地端子预埋

隧道内每间隔100米,在两侧电力电缆槽底部、通号电缆槽靠线路侧外缘预埋接地端子,供线路两侧设备接地;在综合洞室、变压器洞室内两侧比分别预埋接地端子,供洞室内设备接地;在隧道拱墙上的直型槽道出预埋接地端子,共接触网槽道接地。

（7隧道综合接地附图

a.隧道综合接地系统断面图

b.III、IV、V级围岩隧道综合接地实施方案图

c.II级围岩隧道综合接地实施方案图

3.2.

4.2综合接地系统施工注意事项

（1用于接地的钢筋连接应采用焊接工艺,焊缝长度为单面焊接长度不小于110mm,双面焊接长度不小于55mm,钢筋间十字交叉时采用Φ16的“L“型钢筋进行焊接（单面焊接长度不小于100mm,双面焊接长度同前;锚杆及钢架或者专用环向接地钢筋间的焊接面积应不小于360mm2。

（2接地端子表面标高应及混凝土的表面平齐;在施工时拧入钢螺栓不能破坏接地端子的内螺纹;在施工时采用黄胶带缠绕对接地端子进行保护;应防止预留接地端子遗漏;接地端子不能被混凝土埋没。

3.2.5二次衬砌

3.2.5.1二次衬砌施工工艺

隧道衬砌在仰拱施作完成后,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,

3.2.5.2衬砌钢筋

钢筋加工弯制前应调直,并将表面油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净;加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕;利用冷拉方法矫直伸长率:

Ⅰ级钢筋不得超过2%,Ⅱ级钢筋不得超过1%。

（1钢筋的加工应符合设计要求,其允许偏差和检验方法符合下表规定。

检验数量:

施工单位按钢筋编号各抽检10%,并各不少于3件。

（3钢筋安装及保护层厚度允许偏差和检验方法应符合下表规

定。

检验数量:

施工单位全部检查。

（3钢筋接头应设臵在承受应力较小处,并应分散布臵。

配制在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积,占受力钢筋总截面面积的百分率,应符合设计要求。

当设计未提出要求时,应符合下列规定:

①焊（连接接头在受弯构件的受拉区不得大于50%,轴心受拉构件不得大于25%;

②在构件的受拉区,绑扎接头不得大于25%,在受压区不得大于50%;

③钢筋接头应避开钢筋的弯曲处,距离弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍。

④在同一根钢筋上应少设接头。

“同一截面”内,同一根钢筋上不得超过一个接头。

⑷采用电弧焊焊接,单面搭接焊,其搭接长度不得小于10d,双面搭接焊,其搭接长度不得小于5d,焊缝宽度不小于0.8d且不小于10㎜,焊缝高度不小于0.3d且不小于4㎜。

3.2.5.3衬砌砼浇筑

3.2.5.3.1施工方法

拱墙二次衬砌采用全断面整体钢模液压衬砌台车,采用自动计量拌合站拌合,混凝土运输车运输、泵送砼灌注,振捣器捣固,挡头模采用钢模或木模。

混凝土浇筑左右对称分层进行,防止钢模台车偏移。

3.2.5.3.2施工程序

（1二次衬砌施作应符合以下要求:

①深埋隧道二次衬砌施作一般情况下应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行,变形基本稳定应符合:

隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和;或水平收敛（拱脚附近7d平均值小于0.2mm/d,拱顶下沉速度小于0.15mm/d;或施作二次衬砌前的累积位移值,已达到极限相对位移值的80%以上;或初期支护表面裂隙（观察不再继续发展。

②围岩及初期支护变形过大或变形又难以及时补强时,可提前施作二次衬砌,以改善施工阶段结构的受力状态,此时二次衬砌应予以加强。

（2测量工程师和隧道工程师共同进行中线、高程测量放样。

（3根据中线和标高铺设衬砌台车轨道,要求使用标准枕木和鱼尾板;轨距及台车轮距一致,左右轨面高差<10mm。

起动电动机使衬砌台车就位。

涂刷脱模剂。

（4起动衬砌台车液压系统,根据测