隧洞衬砌混凝土施工方案设计.docx
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隧洞衬砌混凝土施工方案设计
省池州市长九（神山）灰岩矿项目
工程名称：
物流廊道（K0+000～K2+500）土建工程
1#、2#隧洞二次衬砌混凝土施工方案
批准：
审核：
编制：
中国水利水电第八工程局
长九新材料工程项目部
二〇一七年五月二十日
一、工程概况
根据设计蓝图，1#隧洞洞身全长1197m（K0+298~K1+495），2#隧洞洞身全长149m（K2+140~K2+289）。
其中，1#隧洞进口267m（K0+298~K0+565）、出口180m（K1+315~K1+495），以及2#隧洞全洞身，均为Ⅳ、Ⅴ类围岩，在进行一次支护后，采用二次混凝土衬砌加强支护。
根据2017-007号设计修改通知单要求，10m塌方段（K1+452~K1+442）顶拱中心线衬砌厚度调整为60cm，拱肩部位衬砌厚度保持原设计40cm不变。
除塌方段，其余洞身衬砌混凝土厚度均按设计40cm进行施工。
衬砌混凝土均采用C25钢筋混凝土。
根据设计文件，实际揭露围岩为Ⅴ类或者土质洞段时，混凝土衬砌段长度不小于30m，并延伸至稳定围岩洞段。
二、施工准备
（1）施工测量控制点已布设并复测完毕，洞顶监控量测点已布设并监测，一次支护稳定。
（2）施工衬砌混凝土配合比完成试验及审批工作。
（3）二次衬砌所需要的材料、钢模台车等准备、检验、进场完成。
（4）一次支护表面平整度满足衬砌要求。
（5）施工人员、机械设备均已进场准备就绪。
三、施工资源配置
3.1施工人员安排
衬砌作业队细分为钢筋班组、安装班组、混凝土施工班组，各班组人员配置见表1。
表1施工人员配置表
班组
主要施工任务
劳动力（人）
备注
隧道衬砌队
钢筋班
仰拱、衬砌相关的钢筋制安施工任务
6
不包含管理人员
安装班
负责台车安装，模板定位加固及拆除等
6
混凝土施工班
负责混凝土施工、养护
6
合计
18
3.2主要施工机械设备配置
主要施工机械设备、工具配备见表2。
表2主要机械设备、工具配备表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
混凝土拌合站
JS1000
座
2
1#洞进出口各1座
2
多功能作业台车
台
3
钢筋安装
3
全液压整体模板衬砌台车
9m
台
2
1#洞进出口各1台
4
混凝土运输罐车
HNJ5223GB
辆
1
5
电焊机
BX-1-630
台
5
6
电焊机
BX-1-500
台
8
7
混凝土输送泵
台
2
8
钢筋切断机
GQ40
台
2
9
钢筋弯曲机
台
2
10
钢筋调直机
G74-10
台
2
11
交流电焊机
BX-300
台
4
12
插入式震动器
ZX-25
台
3
13
附着震动器
台
3
14
吊车
25T
台
1
台车安装
15
装载机
ZL50
台
1
台车安装
16
手拉葫芦
5T*6m/9m
台
2
台车安装
17
钢丝绳
8m
根
2
台车安装
18
卸扣
5T
个
4
台车安装
19
电焊机
BX-400
台
1
台车安装
20
大锤
5磅
把
1
台车安装
21
大锤
10磅
把
1
台车安装
22
撬杠
60cm
根
2
台车安装
23
撬杠
100cm
根
2
台车安装
24
磨光机
Φ125
台
1
台车安装
25
活动扳手
17-32寸
套
4
台车安装
26
氧气、乙炔
套
2
台车安装
四、施工进度计划
5月15日~5月20日，完成初期测量放样，隧洞净空检查、基面处理、洞排水等准备工作。
5月21日~5月23日，完成排水管埋设，布设台车轨道
5月19日~5月24日，完成衬砌钢筋制作，钢模台车的安装调试。
5月25日~6月1日，台车就位，完成第一仓混凝土浇筑
首次9m衬砌施工完成后，后续衬砌施工根据洞挖进尺合理调整施工进度，单次衬砌计划10天一个循环。
五、施工工序
施工工序见下图：
图1二次衬砌混凝土工艺流程图
六、施工方法
二次衬砌根据量测情况在围岩及初期支护变形基本稳定后进行，适度紧跟开挖面满足开挖与衬砌安全距离要求。
二次衬砌采用9m钢模台车，混凝土采用混凝土运输车运输至施工现场，泵送入模，振动棒及附着式振捣器振捣密实。
钢筋混凝土衬砌地段，钢筋在洞外下料加工成型，洞利用多功能作业台车安装。
6.1钢模台车安装
在物流廊道1#隧洞出洞口进行安装。
安装工期计划为7天。
6.1.1基本技术参数
钢模台车外形尺寸：
7540*5220*9100mm，弧度半径：
R=4360mm，轮廓线在断面基础上放大20mm，车辆通行净空尺寸：
3900*3650，总重：
51.5吨，收模方式：
液压自动；行走方式：
电动；总功率：
37.5kw。
6.1.2安装
（1）安装顺序
枕木、钢轨的就位——行走系统与底梁——预拼门架——调试行走系统——顶部架体、顶模——边模——其他部件附件——调试
（2）安装前检查
安装前仔细检查行走、主梁、门架、顶模、侧模、控制柜是否完整、正确；是否有锈蚀或损坏；（机架，顶、侧模）是否有整体变形或局部变形；如有以上缺陷，应视损伤、锈蚀程度及时进行修复或更换。
（3）安装前准备工作
施工人员到场，机械设备材料准备齐全充足。
施工人员见表3，安装机械设备及所需材料见表4。
表3施工人员安排表
工种
管理
技术
安全
安装工
起重工
电焊工
电工
人数
1人
1人
1人
2人
2人
1人
1人
表4设备材料配置表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
吊车
25T
台
1
2
装载机
ZL50
台
1
3
手拉葫芦
5T*6m/9m
台
2
4
钢丝绳
8m
根
2
5
卸扣
5T
个
4
6
电焊机
BX-400
台
1
7
大锤
5磅
把
1
8
大锤
10磅
把
1
9
撬杠
60cm
根
2
10
撬杠
100cm
根
2
11
磨光机
Φ125
台
1
12
活动扳手
17-32寸
套
2
13
氧气、乙炔
套
1
根据二衬施工要求、技术规和安装图纸，在洞口安装位置放4个安装的基准点，并标记。
作为轨道安装基准点。
施工用电从洞口临时供电箱取电。
（4）安装步骤
1）平整场地，铺设钢轨
根据要求将安装场地平整干净，长度大于12米。
按图纸约定的轨距铺设枕木和钢轨，钢轨必须与枕木可靠接触，轨距误差在10mm，高低误差在10mm。
2）用吊车架设行走系统与底梁
底梁可以先安装在行走系统上，然后用吊车将底梁与行走整体吊到钢轨上，底梁必须用斜撑固定，以防倾倒。
两根底梁安装完毕，必须拉对角线，保证两根底梁平行方正。
以利于门架的安装。
3）预拼门架、安装
用吊车在地面预拼门架，并起吊安装到底梁上。
在地面上将立柱、横梁和斜撑等预拼好，螺栓不紧固，然后用吊车整体将整榀门架安装到底梁上。
如此操作，安装完全部的门架和门架间的直拉杆和斜拉杆，再依次紧固连接螺栓。
4）行走试走
完成前面步骤后，将行走电源接好，调试行走系统，保证行走系统同步运转，不啃轨，行走顺畅。
5）安装顶部架体
用吊车将顶部台梁起吊到门架上，再起吊安装平移和主油缸。
再用吊车起吊顶部纵梁。
此时也需要拉顶部纵梁的对角线，以保证整个上部平面的方正。
对角线没有误差后，再安装顶部台梁、小立柱等。
6）安装顶模
首先吊车将模板举到顶部架体上，下需要的安装位置即可安装。
顶模安装过程中需要注意工作窗和注浆孔的位置，以防装错。
顶模全部安装完成后再调整模板的平整度和模板间隙，然后螺栓紧固。
7）安装边模
边模用吊车预先立到要安装的位置。
穿好顶模与边模间的铰接销轴，边模间用螺栓紧固。
8）安装其他部件。
按图纸要求安装其他部件。
包括液压系统、丝杆支撑系统等。
9）打磨除锈
台车安装完成后对模板表面有锈蚀或氧化皮处用磨光机进行打磨光滑平整。
10）调试验收。
模板台车的表面质量和动作调试无误后，由设备物资办组织相关人员进行验收。
6.2隧洞二次混凝土衬砌
6.2.1测量放样及施工准备
（1）二次衬砌施工和线、高程按项目部测量人员提供数据进行放样并报项目部测量人员复核。
（2）隧洞中线（或平行线）要在铺底面及隧洞开挖顶面分别标出，以便检查衬砌台车使用。
（3）测量放样工作完成后及时提交测量放样成果表。
（4）对不满足地基承载力要求的基础进行石渣换填处理。
（5）施工人员到场，施工机械设备配置满足施工需求。
隧道衬砌作业队细分为钢筋班组、安装班组、混凝土施工班组。
具体人员见表5，机械设备配置见表6。
表5人员安排表
班组
主要施工任务
劳动力（人）
隧道衬砌队
钢筋班
仰拱、衬砌相关的钢筋施工任务
6
安装班
负责模板定位加固、拆除
6
混凝土施工班
负责最后的混凝土施工、养护
6
合计
18
表6机械设备配置表
序号
机械名称
规格型号
单位
数量
备注
1
混凝土拌合站
JS1000
座
2
1#洞进出口各1座
2
多功能作业台车
台
3
钢筋安装
3
全液压整体模板衬砌台车
9m
台
2
1#洞进出口各1台
4
混凝土运输罐车
HNJ5223GB
辆
1
5
电焊机
BX-1-630
台
5
6
电焊机
BX-1-500
台
8
7
混凝土输送泵
台
2
8
钢筋切断机
GQ40
台
2
9
钢筋弯曲机
台
2
10
钢筋调直机
G74-10
台
2
11
交流电焊机
BX-300
台
4
12
插入式震动器
ZX-25
台
3
13
附着震动器
台
3
6.2.2施工用电、用水及原材料供应
洞施工用电从洞口配电箱取电，施工用水从就近水源取水，混凝土拌合用水必须符合相关规要求。
混凝土砂石料由指定地点供应，提前上报砂石料需求计划。
6.2.3钢筋制作安装
（1）衬砌主筋、箍筋由钢筋加工厂加工，钢筋的加工、制作工艺应符合设计及规要求。
（2）衬砌钢筋主筋采用Φ22钢筋，纵向连接筋采用Φ16钢筋，箍筋采用φ8钢筋。
（3）钢筋的表面应洁净，使用前应将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。
钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋应调直。
如采用冷拉方法调直钢筋，钢筋焊接前必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。
焊工必须持证上岗。
钢筋接头搭接采用双面焊，双面焊缝的长度不应小于5d（d为钢筋直径）。
（4）钢筋的安装尺寸根据钢筋设计图纸进行施工，安装误差主筋间距不得大于±10mm、两层钢筋间距不得大于±5mm、箍筋间距不得大于±20mm。
钢筋的安装和焊接必须符合设计及规要求，主筋绑扎的搭接长度不得小于30d（d为钢筋直径），并且两个接头的错开距离不得小于1.0m，接头率在受拉区不得大于25%，受压区不得大于50%；焊接的搭接长度不得小于10d（d为钢筋直径），并且两个接头错开的距离不得小于1.0m，接头率在受拉区不得大于50%。
绑扎必须牢固且焊接焊缝必须饱满。
（5）严格控制钢筋焊接质量、保护层厚度，并将钢筋固定牢靠，使之不能移动。
（6）架立顶部钢筋时预埋回填灌浆管，便于后期进行注浆处理。
6.2.4二衬台车就位
（1）台车轨道必须严格按测量中线水平线铺设，并保证钢轨、枕木和地面紧贴密实，两根钢轨高差不得大于1cm，前后轨道高差不得大于1cm，二衬台车就位时，测量人员必须用仪器严格控制拱顶高度及中线包括起拱线处中线及拱腰中线尺寸，确认各尺寸合格后方可固定。
（2）二衬台车每次使用前必须均匀涂刷脱模剂，保证衬砌表面光滑。
（3）二衬台车下部必须支撑牢固，避免模板台车受压下沉或移位。
（4）二衬台车到位后进行调试，检查各部尺寸，接缝严密，施工缝不错台，满足要求后方可使用。
6.2.5施工缝、变形缝处理
（1）施工缝包括基座混凝土施工缝及衬砌混凝土施工缝，衬砌混凝土两侧平整、顺直、清洁、无渗水。
施工缝应凿除混凝土表面的水泥砂浆和松软层，凿毛使露出新鲜混凝土面积不低于75%。
（2）二衬台车封模前，严格执行三检制，进行隐蔽检查验收，测量人员对模板进行定位检查，提供模板测量验收资料。
（3）隐蔽检查验收完成后，确认现场满足混凝土浇筑施工条件，现场监理工程师签发混凝土开仓证，方可进行二衬混凝土浇筑作业。
6.2.6二衬混凝土施工
（1）混凝土拌制
1#洞出口及2#洞混凝土搅拌使用1#洞口工区JS1000型拌合站，1#洞进口采用矿山布置的拌合站。
1）混凝土拌和物先以掺合料和细骨料干拌，再加水泥和部分拌和用水，最后加粗骨料、外加剂溶液和剩余拌和用水，自全部材料装入搅拌起至开始卸料时止，延续搅拌的最短时间为1.5min，且当掺入外加剂时搅拌延长1min。
2）混凝土搅拌完毕后，在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测混凝土坍落度，每一工作班不应少于两次，同时还应观察混凝土拌和物的粘聚性和保水性。
3）测定新拌混凝土的坍落度、1h保坍性能、新拌混凝土含气量等参数，及时检验新拌混凝土的组成是否符合原设计配合比，并用以进行生产控制。
（2）混凝土运输
不离析、不分层，组成成分不发生变化，并保证施工所需的坍落度。
控制混凝土运输时间，运至指定卸料地点时，所测坍落度应符合设计和施工要求，允许偏差为±30mm；混凝土拌和物运至浇筑地点时的温度，最高不超过28℃，最低不低于12℃。
（3）混凝土入模
拱墙混凝土采用泵送入模，边墙、仰拱混凝土则采用滑槽入模的方式。
泵送混凝土时，保证混凝土泵的连续工作，受料斗应有足够的混凝土，泵送间歇时间不超过15min。
入模温度夏季控制在32℃以下，冬季控制在10℃以上。
（4）混凝土浇筑
1）混凝土采用分层、左右交替对称浇筑，每层浇筑厚度应小于0.5m，两侧高差控制在1.5m以，混凝土浇筑上升速度1h不得超过1.5m；输送软管管口至浇筑面垂距控制在2.0m以，以防混凝土离析。
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）当混凝土浇至作业窗下50cm时，应刮净窗口附近的脏物，涂刷脱模剂，窗口与面板接缝处涂腻子以保紧密结合，不漏浆。
（5）混凝土振捣
衬砌台车自带振捣器，为保证混凝土振捣充分，混凝土施工前，作业队技术人员必须预先安排好混凝土各浇筑点和作业人数，保证混凝土振捣密实。
（6）衬砌混凝土封顶
隧道衬砌封顶时采用钢管压注法，从拱部的灌注口压注封顶。
为了保证顶部混凝土与围岩紧贴密实，由封顶口倒退逐一泵送混凝土，混凝土泵应连续运转，输送管宜直，转弯宜缓，接头严密，泵送前润滑管道。
（7）拆模
按施工规采用最后一盘封顶混凝土试件现场试压达到的强度来控制，一般情况下混凝土强度应达到8.0MPa以上。
初期支护未稳定，二次衬砌提前施做时混凝土强度应达到设计强度的70％以上。
特殊情况下，应根据试验及监控量测结果确定拆模时间。
（8）混凝土养护
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。
6.2.7洞排水
根据坡度、水量等洞实际施工情况，采用预先埋设的排水管排水，在无法采用临时排水沟或排水管排水时，在洞挖集水井采用潜水泵通过消防软管直接抽排至洞外。
七、质量安全保证措施
7.1质量保证措施
①各作业队必须遵守国家各有关部门制定的地下隧洞二次衬砌混凝土施工的质量控制规程。
②各作业队严格按照监理工程师批准的施工方案中的二次衬砌混凝土施工措施和相关的规、规则进行施工。
③对监理工程师和项目部质检部门所发的关于质量方面的指示必须认真执行。
④健全质量自检制度，加强质量监督检查。
认真落实质检员的旁站制度。
⑤建立施工质量管理办法和措施，确保整个施工过程处于受控状态。
⑥实行工程质量岗位责任制和质量终身制，严格执行质量奖惩制度。
⑦施工过程严把“四关”（图纸关、测量关、材料质量及试验关及工序质量关），坚持质量一票否决制。
⑧开展质量教育，增强职工质量服务意识和服务水平。
⑨开展全面质量控制活动、落实关键工序质量控制措施。
7.2施工安全保障措施
①钢模台车安装过程中所使用的各种辅助工具，吊具、钢丝绳和电焊机等，应事先做严格的检查
②作用于物体上的绑扎绳必须牢固，较重的物体要用钢丝绳绑扎，尖锐棱角处要有防护措施，并且安全系数要达到8~10。
③用钢丝绳绑扎吊物时，不应有压叠、打结、扭转等现象。
防止钢丝绳与供电线路接近，以免发生事故。
④安装中使用的吊具，在使用前必须严格检查，不允许使用未经检查的吊具。
⑤起吊主梁时，应先将主梁起升到距离地面100毫米左右的高度，停放10~15分钟，以观察起吊是否安全可靠，确认无隐患后可继续起吊。
⑥底梁与行走机构安装后，必须可靠支撑，确保固定牢靠。
在安装起重机的地点，应划出进行安装的区域，以保证安装工作顺利进行。
⑦各作业队必须遵守国家和地方有关安全部门制定的地下隧洞二次衬砌混凝土施工的安全保障措施。
⑧各队应严格按照监理工程师批准的施工方案中的有关二次衬砌混凝土施工措施的相关的安全规程、规进行施工。
⑨对监理工程师和施工局安全部所发的关于洞室二次衬砌混凝土施工的安全指令必须无条件执行。
⑩有关二次衬砌混凝土施工作业的具体的安全控制措施如下：
a、进入施工现场的作业人员，要严格检查安全防护用品有无正确佩戴，并配备相关劳保用品，要佩戴正确后方能开始施工；使用插入式振动器的捣固人员必须穿绝缘鞋、戴绝缘手套。
b、严禁班前饮酒，严禁穿拖鞋、皮鞋进入隧道现场施工。
c、严格执行检查验收制度，每道工序必须执行“三检制”，做到上道工序检查验收合格后下道工序才能开工。
d、建立健全安全保证体系，施工前对所有参与二次衬砌施工的作业人员进行安全技术交底，明确二次衬砌施工过程中应注意的安全事项。
e、钢筋工等特殊工种应持证上岗，严格遵守作业规章制度，确保安全生产。
f、现场所有配电箱必须上锁，由专职电工进行开启，所有的用电设备必须安装漏电保护器。
保证夜间施工照明充足。
h、四周应设置安全警示标志。
以保证洞行人与行使车辆的安全。
作业前，应检查各管路的连接，各紧固部位螺母螺钉应拧紧，操纵杆、控制装置及仪表均应正常
i、模板台车就位、结构尺寸调整完毕后，对台车进行固定。
当二次衬砌与隧道其他作业同时进行时，台车两端必须有安全人员，查看场地周围确认无人及障碍物后，方可引导人员指示作业，车辆必须限速行驶，以保证施工人员、机械设备安全。
j、衬砌台车上的作业人员必须佩带安全带。
不使用的工具放入工具袋，以免工具从高空坠落砸伤过往人员。
衬砌台车四周必须挂设安全网。
k、振动器的电缆线应满足操纵所需长度，电缆线上不得堆压物品或车辆挤压，严禁用电缆线拖拉或吊挂振捣器。
l、项目部设立专职安全工程师、施工队设立兼职安全员，负责日常的生产安全巡视。
m、项目部定期与不定期组织安全生产大检查，对施工中存在的安全隐患责令施工队伍限期进行整改并进行复查。
八、文明施工保证措施
1、加强文明施工管理，实行专职部门负责制，树立文明施工形象。
2、加强施工现场管理，施工用的风、水、电按设计要求布置，施工固体废弃物不得任意堆放，应及时清除，有用物品及时回库，安全标志突出、醒目，以确保施工现场面整洁、有序。
3、实行区域环保负责制，谁损害谁负责，严格遵守国家的有关规定，严格遵守施工局的各项环保要求。
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