泥垭隧道混凝土衬砌施工方案.docx
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泥垭隧道混凝土衬砌施工方案
江津（渝黔界）经习水至古蔺（黔川界）高速公路
TJ-9分部
泥垭隧道混凝土衬砌施工方案
编制：
复核：
审核：
四川公路桥梁建设集团有限公司江习古高速TJ-9分部
2014年10月
一、工程概况
泥垭隧道为中隧道，左线起止桩号为ZK70+950-ZK71+827，长877米；左隧道进口端设计高程1228.99m，出口端设计高程1227.08m，纵坡-0.5％；右线起止桩号为K70+952-K71+850，全长898米，右隧道进口端设计高程1229.13m，出口端设计高程1227.04m，纵坡-0.5％；温水端为进口，习水端为出口
隧道洞口洞门形式为倒削竹切式洞门。
设计围岩为Ⅴ级围岩，所有隧道均采用新奥法原理施工。
二、编制依据
1、江津（渝黔界）经习水至古蔺（黔川界）高速公路设计文件
2、技术规范
（1）《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）；
（2）《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）；
（3）《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）；
（4）《公路隧道设计细则》（JTG/TD70-2010）；
三、劳力、机具设备的配置
1、劳动力配备
每个钢筋安装施工班组15人，工班长2人，安全员1人，电工2人砼工4人，模工8人。
2、机具配备
混凝土罐车2台、输送泵1台、振动棒2个、12m二衬台车一台、振动器8台，电焊机2台。
四、工艺流程
4.1．施工准备
经监控量测，初支结构基本趋于稳定。
初支表面不得有渗漏水的现象，对于地质条件差的地段，除采用充填注浆外，还应视渗漏水情况进行围岩加固止水。
贯通测量、净空测量完成，并确定无误。
喷砼表面平整，仰拱填土清除干净
经监理工程师检查，初支验收合格。
6.环、纵向，横向排水管安装检查合格
7.单面自粘式防水板及土工布安装检查合格
8.钢筋的安装检查符合要求。
4.2模板台车就位
1．台车拼装调试
衬砌台车工厂制造，现场拼装。
衬砌前对模板表面进行彻底打磨，清除锈斑，涂油防锈。
2．台车就位调整
台车模板定位采用五点定位法，即：
以衬砌圆心为原点建立平面坐标系，通过控制顶模中心点、顶模与侧模的铰接点、侧模的底脚点来精确控制台车就位。
曲线隧道应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，减少接缝错台。
台车模板应与混凝土有适当的搭接（≥10cm，曲线地段指内侧），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，模板是否翘曲或扭动，位置是否准确，保证衬砌净空。
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。
3预留洞室和预埋件的固定
钢筋砼衬砌地段，预留、预埋件固定在钢筋骨架上。
无筋衬砌地段采取在衬砌台车模板上钻孔，用螺栓固定预留、预埋件。
4安装挡头板
台车端部的挡头模板应能保证设计衬砌厚度，并可适当调整以适应其不规则性；挡头模板结构应能保证衬砌环接缝榫接，以保证接头处质量，增强其止水功能。
顶部应留有观察小窗口，以观察封顶混凝土情况。
4.3混凝土浇筑
4.3.1.二衬砼灌注前应重点检查以下几点：
①复查台车模板及中心高是否符合要求，仓内尺寸是否符合要求；
②台车及挡头模安装定位是否牢靠；
③止水条、止水带安装是否符合设计及规范要求；
④模板接缝是否填塞紧密；
⑤脱模剂是否涂刷均匀；
⑥基仓清理是否干净，施工缝是否处理；
⑦预埋件位置是否符合要求；
⑧输送泵接头是否密闭，机械运转是否正常；
⑨输送管道布置是否合理，接头是否可靠。
4.3.2．混凝土浇注采用泵送浇注工艺，机械振捣密实。
①泵送前应采用按设计配合比拌制的水泥浆或按骨料减半配制的混凝土润滑管道。
②砼由下至上分层、左右交替、对称灌注。
为防止浇注时两侧侧压力偏差过大造成台车移位，两侧砼灌注面高差宜控制在50cm以内，同时应合理控制砼浇筑速度。
③砼输送管端部应设接软管控制管口与浇筑面的垂距，砼不得直冲防水板板面流至浇筑位置，垂距应控制在1.5m以内，以防砼离析。
④施工过程中，输送泵应连续运转，泵送连续灌筑，宜避免停歇造成“冷缝”，间歇时间超过规范要求时，按施工缝处理。
⑤当砼浇至作业窗下50cm，作业窗关闭前，应将窗口附近的砼浆液残渣及其它赃物清理干净，涂刷脱模剂，将其关紧，防止窗口部位砼表面出现凹凸不平的补丁甚至漏浆现象。
⑥隧道衬砌起拱线以下的反弧部位是砼浇注作业的难点部位，应对砼性能、坍落度及捣固方法进行有效控制，以减少反弧段气泡，有效改善衬砌砼表面质量。
⑦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。
4.4拆模
砼浇筑完成后，明洞砼强度不小于5MPa，暗洞砼强度达到2.5MP时，方可拆模。
否则，应达到设计强度70%方可拆模。
拆模时应按以下几步进行。
①拆掉所有丝杆千斤顶和堵头板；
②操作手动换向阀手柄，控制侧向油缸。
使钢模板台车侧模板脱离衬砌面，油缸收缩行程为150mm-200mm；
③收起竖向千斤顶，检查平移小车边夹板是否固定好；
④操作手动阀手柄，使钢模板台车侧模板和顶模板脱离衬砌面。
油缸收缩时，必须分次收缩，切忌一次行走。
⑤拆模时先拆堵头板，再拆连接件及支撑，然后用垂直与侧向丝杠收缩模板使台车处于运行状态。
⑥拆除模板时应清除模板表面粘结的砼，喷涂脱模剂。
4.5养生
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。
4.5.1.衬砌混凝土质量保证措施
1）严格按设计图纸要求进行配合比设计，衬砌混凝土所用原材料按规范要求频率进行抽检，确保原材料的质量合格，保证混凝土的拌和质量；
2）泵送混凝土塌落度宜控制在160mm～220mm，根据混凝土灌注部位的不同，墙部混凝土塌落度宜小，拱部混凝土塌落度宜大，在保证混凝土可泵送的情况下，尽量减少混凝土的塌落度，提高混凝土的和易性、保水性，避免混凝土离析、泌水；
3）混凝土拌合站计量器具需经具备资质的计量单位进行标定，并定期校核，每次混凝土拌制前对计量系统进行检查，确保混凝土计量准确；
4）加强衬砌反弧段的施工，提高砼的外观质量。
衬砌砼反弧段的施工由于捣固较困难，容易产生气泡影响混凝土的外观质量，在保证混凝土强度的情况下，适当掺入减水剂，改善混凝土的性能，提高衬砌混凝土表面质量；
5）消除混凝土接缝错台，加强台车支撑，保证台车整体受力，防止台车上浮造成拱部错台，台车作业窗关闭前，必须将窗口边框混凝土浆液残渣清理干净，并用湿布擦拭后锁紧，防止台车作业窗处错台和漏浆，形成施工接缝和表面缺陷；
6）衬砌混凝土封顶，采用顶模中心封顶器接输送管，逐渐压注混凝土封顶，当挡头板上有浆溢出完成封顶，达到拱部衬砌混凝土的密实与完整。
7）混凝土的入模温度按洞内温度调整，冬季施工时，混凝土的入模温度不应低于5°C，夏季施工时，混凝土的入模温度不宜高于洞内温度且不宜超过30°C。
8）拆模于养护控制，按施工规范采用最后一盘封顶混凝土试件现场养护试压达到的强度来控制，明洞拆模强度不小于5MPa，暗洞不小于2.5MPa，以保证混凝土表面不受损及后期强度的发展；拆模前用水冲洗模板表面，拆模后用水淋喷混凝土表面，以降低高温季节施工混凝土表面温度，提高衬砌混凝土周边环境的温度以利于养生，防止混凝土早期裂缝的发生。
养护用水温度与混凝土表面之差控制在15°C以内。
4.6、二次衬砌砼的裂缝控制措施
4.6.11、裂缝的类型
隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有：
干缩裂缝、温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。
1）干缩裂缝
混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失,使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形,由于受到围岩和模板的约束,变形产生应力,当应力值超过混凝土的抗拉强度时,就会出现干缩裂缝。
干缩裂缝多为表面性的,走向没有规律。
影响混凝土干缩裂缝的因素主要有：
水泥品种、用量及水灰比,骨料的大小和级配,外加剂品种和掺量。
2）温度裂缝
水泥水化过程中产生大量的热量,在混凝土内部和表面间形成温度梯度而产生应力,当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产生温度裂缝。
裂缝宽度冬季较宽,夏季较窄。
温度裂缝的产生与二次衬砌混凝土的厚度及水泥的品种、用量有关。
3）荷载变形裂缝
仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净,混凝土浇筑后,基底产生不均匀沉降；模板台车或堵头板没有固定牢固,以及过早脱模,或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。
4）施工缝（接茬缝）
施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇筑中断时间超过混凝土的初凝时间,继续浇筑混凝土时,原有的混凝土基础表面没有进行凿毛处理,或者凿毛后没有用水冲洗干净,也没有铺水泥砂浆垫层,就在原混凝土表面浇筑混凝土,致使新旧混凝土接茬间出现裂缝。
4.6.2、裂缝形成的原因分析
混凝土裂缝形成的原因非常复杂,往往是多种不利因素综合作用的结果。
施工不规范造成的混凝土裂缝占80%左右,材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15%左右,设计不当引起的裂缝可能占5%。
1）施工工艺或现场操作不规范
①隧道开挖成型差,衬砌混凝土厚度严重不均匀；欠挖或初期支护侵入衬砌限界,造成衬砌混凝土厚度不足。
个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。
②混凝土生产时原材料计量误差大,尤其外加剂的掺加随意性大,没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。
在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。
③混凝土浇筑时不振捣或漏振,混凝土均质性差。
④盲目追求施工进度,随意提前脱模时间,使低强度混凝土过量承受荷载,破坏了混凝土结构。
脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。
⑤夏季施工时砂、石料露天堆放,无切实有效的降温措施,混凝土入模温度高。
⑥冬期施工时采取的防寒保温措施不力。
2）原材料质量差、配合比设计不合理
①水泥品种选择不当,安定性不良,不同批次的水泥混用。
碎石、砂级配差,含泥量超标,碎石中石粉含量大,针、片状物过多,影响了水泥与骨料的胶结。
②进行配合比设计时,忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响,错误认为水泥用量越多,混凝土强度越高。
4.6.3、混凝土裂缝的控制措施
1）把好材料进场关,严格控制原材料的质量和技术标准。
①水泥
施工现场使用普通硅酸盐水泥,尽量减少单位水泥用量。
不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。
②碎石
根据泵送管路的内径,尽可能选用较大粒径的碎石。
严格控制含泥量≤1%,针、片状物含量≤15%,粒径以5～31.5mm为宜,最大不超过40mm。
③砂
采用级配良好的中砂,细度模数应为3.0～2.3,粒径小于0.315mm的颗粒含量所占比例宜为15～20%,严格控制含泥量在3%以内。
为方便混凝土的运输、泵送和浇筑,砂率取35%～45%。
④水
选用自来水。
水灰比越大,混凝土的干燥收缩越大。
严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。
施工中水灰比在0.45～0.55之间,混凝土入泵塌落度控制在（12±2）cm。
⑤掺合料
掺加粉煤灰等量替代水泥,以减少水泥用量。
粉煤灰比表面积小,需水量低,不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值,还可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性。
在水泥中掺入原状或磨细粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥的水化热,推迟水化热峰值的出现,减少绝热条件下的温升,有利于控制温度裂缝的产生。
⑥外加剂
高效减水剂能够有效减少拌合用水,降低水化热,延缓水化热释放速度,从而减少温度裂缝,但掺量过多,会引起混凝土的肿胀和开裂。
施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量。
2）严格混凝土施工工艺
①提高钻眼技术水平,优化钻爆参数,提高光面爆破效果,加强隧道开挖断面检测,严格控制超欠挖,为衬砌施工创造良好的条件。
②二次衬砌施作时间,应在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。
当围岩变形较大、流变特性明显,需提前进行二次衬砌时,必须对初期支护或衬砌结构进行加强。
③混凝土的拌合
a、严格按施工配料单计量,定期检查校正计量装置。
加强砂石料含水率检测,及时调整拌合用水量。
b、控制混凝土的入模温度。
夏季施工时,当气温高于32℃时,砂石料、搅拌机应搭设遮阳棚,用冷水冲洗碎石降温。
尽量安排在夜间浇筑混凝土。
④混凝土的灌注
a、混凝土在运输和泵送过程中严禁加水。
b、适当放慢灌注速度,两侧边墙对称分层灌注,到墙、拱交界处停1h～1.5h,待边墙混凝土下沉稳定后,再灌注拱部混凝土。
c、混凝土灌注过程中必须振捣,提高混凝土的密实度和均质性,减少内部微裂缝和气孔,提高抗裂性。
⑤混凝土的脱模、养护
a、混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求,严禁未经试验人员同意提前脱模,脱模时不得损伤混凝土。
b、传统的混凝土洒水养护方法,增加了隧道内的文明施工难度,洒水也不均匀,使混凝土早期强度得不到保证。
要求使用喷涂混凝土养护液的方法进行养护。
5、隧道二次衬砌施工安全保证措施
5.1安全目标
坚持“安全第一，预防为主”的方针，建立健全安全管理组织机构，完善安全生产保证体系。
杜绝安全特别重大、重大、大事故，杜绝死亡事故，防止一般事故的发生，创建安全生产标准工地。
5.2安全生产保证体系
建立以项目经理为首的安全保证体系，见图5-1。
坚持“安全第一、预防为主”和坚持“管生产必须管安全”的原则，明确承担安全施工的责任和义务。
图5-1安全保证体系框图
5.3安全保证制度
1）建立健全各项安全制度
根据本合同段隧道洞身衬砌的特点，制定具有针对性的各项安全管理制度：
各类机械的安全作业制度；用电安全制度；防火、防风等措施；各种安全标志的设置及维护措施等。
2）安全生产教育与培训
开工前，对所有参建员工进行上岗前的安全教育。
对从事电气、高空作业、焊接等特殊工种的人员，经过专业培训，获得《安全操作合格证》后，方准持证上岗。
3）安全生产检查
开工前的安全检查：
施工机械设备是否配齐安全防护装置，安全防护设施是否符合要求，施工人员是否经过安全教育和培训，施工安全责任制是否建立，施工中潜在事故和紧急情况是否有应急预案等。
定期安全生产检查：
每月组织安全生产大检查，施工班组每日进行自检、互检、交接班检查。
经常性的安全检查：
安检工程师、安全员日常巡回安全检查。
检查重点：
施工用电、机械设备、模板工程、高空作业等。
4）安全奖惩制度
通过经济与行政手段的有效结合，将安全生产与干部职工的切身利益紧密挂钩，各部门制定安全生产奖惩办法，定期考核兑现，使干部全面加压、职工全员负载，达到施工现场安全生产有序可控。
5.4安全生产责任制
项目部、工区建立安全生产责任制，并做到“四个落实”，即：
1）落实第一负责人集中精力负起安全生产的第一位责任，使“安全第一”的思想体现在各级组织、各个部门、各个层次的工作之中，真正做到安全生产占首位、不移位、不动摇的超前意识；
2）落实“领导是关键，教育是前提，设施是基础，管理是保证”的管理思路，实现“以人为本、规范管理、强基达标、有序受控”的总体目标；
3）落实安全生产的根本出路在于依靠技术进步和科学管理，保证安全生产投入的有效实施；
4）落实以遵守劳动纪律，遵守作业纪律和施工作业标准化来减少事故率的控制措施。
6、危险源分析及对策措施
6.1危险源分析
序号
工作名称
危险源名称
1
衬砌施工
物体打击、高处坠落、触电
2
台车行走
机械伤害
6.2对策措施
现场布置符合防火、防爆等安全规定及文明施工的要求。
现场道路平整、坚实、保持畅通，危险地点悬挂符合安全标志的标牌，施工现场设置大幅安全宣传标语。
现场的作业区设足够的消防水源和消防设施网点，消防器有专人管理，不乱扔乱放。
各相关工作人员经过劳动部门专业培训并考试取得合格证后，方准持证独立操作。
施工现场设立安全标志。
危险地区悬挂“危险”或“禁止通行”、“严禁烟火”等标志，夜间设红灯警示。
施工现场用电严格按照三相五线制布设电线，做到二级保护，三级控制，一机一闸。
各种机械操作人员和车辆驾驶员必须取得操作合格证，对机械操作人员要建立档案，专人管理。
操作人员必须按照机械说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察、工作后的检查保养制度。
所有高处作业必须设置安全防护设施，工作人员应戴安全帽，系好安全绳，严禁重叠作业。
台车行走时，必须确定台车周围无工作人员和障碍物。
7、环保和职业健康保证措施
（1）建立健全管理组织机构。
工地成立以项目经理为组长，各业务部室和生产班组为成员的文明施工和环保管理组织机构。
（2）加强教育宣传工作，提高全体职工的文明施工和环保意识。
（3）制定各项规章制度，并加强检查和监督。
（4）加强文明施工管理，合理布置施工场地，合理放置各种施工设施。
（5）建立岗位责任制和奖惩制度，制定施工管理细则，明确岗位职责、技术标准和安全操作规程，实施与质量挂钩并定期兑现的奖惩办法，增强管路班组的责任心。
（6）加强机械废气净化，减少污染源。
尽可能使用低污染的机械设备，
（7）在施工区和生活区设置污水处理系统，不将有害物质和未经处理的施工废水直接排放。
并备有临时的污水汇集沉淀设施，过滤施工、生活排水。
8、工程工期保证措施
8.1、工期保证实施原则
（1）坚持“优质、按期、安全、高效”的施工管理方针。
（2）在管理工作上，做到领导班子到位，管理人员到位，管理制度到位，现场服务到位，奖惩措施到位。
（3）在施工计划上，首先要确定项目总进度计划和分进度计划，即建立单位工程施工进度计划，并细化到分项工程施工作业计划，编制好科学合理的实施性施工组织设计，并在施工管理的全过程中严格遵照执行，抓好关键项目和关键工序，根据施工实际进展及时调整施工计划，确保各项工作始终控制在按计划，有秩序的科学轨道上。
（4）在劳力安排上，选用本公司最精干的专业施工队伍进场，劳力配置充分合理，有节有度。
（5）在机械使用上，投入本公司最精良的施工机械设备，并做到进场前全面保修，施工中及时保养，确保机械完好率和使用率，必要时加大投入。
（6）采用有效措施确保农忙时节和国家法定节日施工正常进行。
（7）工程用周转资金及时到位，有计划地使用，有计划地计量。
（8）采用先进的施工方法和施工工艺，确保工程质量，加快施工进度。
（9）遵循“紧前松后”计划原则，在确保工程质量的前提下，进度安排留余地。
（10）地材采购在保证信用的原则下，做好多方面打算，扩大料源，保障供给。
8.2、工期保证实施措施
（1）确定进度协调工作制度，固定日召开工程例会，研究工程日进度完成情况及出现的新问题，及时反馈信息，实行动态管理；分析影响进度目标实现的干扰和风险因素，如拆迁影响、交通影响、雨季影响等；充分考虑设计变更因素，出现设计变更后，根据情况，及时对进度调整，总进度保持不变。
（2）加大人力和设备投入，尽量采用平行作业施工方法，减少施工周期。
在控制工程施工的同时抓好非控制工程的施工。
（3）作好施工工序的转换和紧密衔接，避免施工中断。
在本工序施工的同时，作好下一工序施工的准备。
（4）明确施工责任，做到施工秩序井然，控制工程采用三班制24小时作业。
（5）充分利用有利季节进行施工生产，减少工程施工受雨季的影响。
雨季施工做好雨棚等防雨设施，保持场内排水通畅，确保施工连续进行。
（6）加强施工机具设备维护、维修，确保施工机具设备完好，减少施工影响。
（7）做好后勤保障，严格上下班作息制度，确保职工以饱满的精神从事施工生产。
（8）项目部采取措施确保材料资金，尽量提前备料，确保工程施工，并采取经济措施，工程款做到专款专用，决不挪用，并实行工程进度奖惩制度；采用简单、可行、加快或少拖进度的技术措施方案，不要片面追求利润，还要注意社会效益。
9、质量保证措施
9.1、建立完善的质量管理体系及质量保证体系
项目成立以项目经理和总工程师为核心的TQC领导小组，建立严格的质量承包责任制，同经济挂钩，加强对工程质量的全面管理的指导。
建立质量检查机构，制定严格的工程质量内部监理制度，严格执行自检、互检与专业检查相结合的质量“三检”制度和工前试验、工中检查、工后检测的试验工作制度。
质量工程师行使质量一票否决权，项目经理、总工程师对质量工作全权负责。
（2）严格实行质量责任制
实行项目经理、总工、各级技术人员及工班负责人对工程质量负相应责任，层层签订质量终身责任书，做到责任落实到位、责任落实到人，从而提高全员的质量意识。
坚决做到奖优罚劣，规范化施工，实行持证上岗。
使各级参建人员在实施组织指挥施工中始终坚持“质量第一”的方针，确保工程质量。
a实行施工质量责任挂牌制，注明管理者、操作者，谁施工谁负责。
b严格材料采购，检验制度，无检验材料严禁进入实体工程。
c坚持施工过程的三检制度，做到“检查上道工序，做好本道工序，服务下道工序”。
d工序间实行质量否决制，确保每道工序100%合格。
（3）施工控制中的技术保证
a施工前，施工技术负责人组织技术人员和施工管理人员仔细阅读设计文件，了解设计意图，明确施工技术重点、难点，进行技术交底。
b严格测量放线工作，测量要求准确，放线及时，做到正确指导施工。
c钻孔时钻机立轴方向必须准确控制，以保证钻孔的方向正确，钻孔中应经常采用测斜仪测量偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。
d钻孔进程中，做好围岩取样和地质变化状况登记记录，以便为后续施工方法判定依据。
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