次衬砌整体钢模台车施工技术.docx
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次衬砌整体钢模台车施工技术
隧道
二次衬砌整体钢模台车施工技术
摘要：
隧道二衬施工是隧道主体结构的最后一道工序，整体钢模台车具有模筑效果好，施工速度快，整体性程度被广泛使用。
福建高速公路A隧道是我公司首次施工的大断面公路隧道，由于隧道施工内部地形复杂且地质变化快，洞内渗透水量大，施工具有相当的技术难度，本文介绍了隧道二次衬砌施工方法,为今后类式公路及大断面隧道工程的二次衬砌施工积累经验。
关键词：
隧道钢模台车二次衬砌
前言：
福建高速公路A隧道地形复杂，地质变化快，隧道内渗透水量大，二次衬砌混凝土施工量大，采用整体钢模台车进行二次衬砌施工，安全性高，整体性好，表面平整度好，施工速度快，但在浇筑和施工过程中的混凝土浇筑过程控制及防排水尤为重要，根据施工过程中的实践为以后类似工程积累经验数据。
一、工程概况
A隧道为分离式公路隧道，左线396米，右线452米，净宽10.25米，净高5米；整座隧道经历V、VI、III级围岩。
其中V级和VI级围岩初期支护分别采用钢筋花拱架和Ｈ型钢拱架支护，二次衬砌均为C25防水钢筋混凝土厚度分别45cm和35cm，III级围岩为C25防水混凝土厚度30cm。
二、混凝土二次衬砌施工工艺流程
施工工艺流程如下：
三、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符合下列条件：
（1）隧道周边位移有明显的减缓趋势；
（2）水平收敛（拱脚边墙中部）速度＜＝0.2mm/d；
（3）施做二次衬砌前的位移值已达总位移的80%以上；
四、二衬机械化施工设备配套技术
（1）机械设备配套
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，保证二次衬砌施工连续性，确保衬砌质量。
以此为原则通过公路隧道衬砌施工的经验，并对所需的机械设备进行了认真的研究，通过计算分析，优化机械设备配置，使机械设备性能相匹配，与施工能力协调统一。
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
混凝土拌和站
套
1
全电脑控制有4个料仓，60m3/h
3
装载机
台
1
混凝土搅拌站上料
4
混凝土输送车
台
4
6m3
5
混凝土输送泵
台
1
HB60C型
6
自制型钢挂布及修补台车
台
1
用于钢筋绑扎铺挂土工布、防水板二衬表面整修
主要衬砌设备选型配套情况见下表：
（2）保证衬砌作业连续性的措施
a.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；加强机械设备操作现场培训和设备检修保养。
b.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）衬砌台车施作
a.二次衬砌模筑混凝土采用液压整体钢模台车施做，施工示意如图一
b.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。
c.台车拼装后的调试处置
台车模架、模板局部变形、加工尺寸偏差等是造成衬砌错台等衬
砌外观质量问题的主要原因。
衬砌台车现场拼装完成后，必须在轨道上往返走行3-5次后，再拧紧固螺栓，并对部分连接部位加强焊接以提高台车的整体刚度。
检查台车尺寸部位是否准确，掌握加工偏差大小情况，必要时进行整修。
衬砌前对模板表面采用抛光机进行彻底打磨，清除锈斑，涂油防锈。
d.台车就位
台车轨道布设控制标准：
调整轨道中心及标高，采用铁路P38钢轨，方木作枕木，底面直接置于已铺底或仰拱填充的混凝土地面上，保证台车平稳。
轨道平面位置和高程偏差控制均在±1cm以内，使模板中心线尽量同台车大梁中心重合，使台车在混凝土灌注过程中处于良好的受力状态。
隧道液压二衬台车
二衬台车行走机构
隧道自制挂布及修补型钢台车
隧道自制挂布及修补型钢台车正在进行挂布施工
隧道二衬钢筋绑扎成型
定位方法：
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。
为避免在浇注边墙混凝土时台车上浮，还必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。
e.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厚松木板制作，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。
隧道二衬端头封堵成型
隧道二衬端头成型中埋式止水带
五、二衬施工组织
（1）衬砌施工机械化程度高，作业环节多，任何一个环节出现问题都会造成质量缺陷。
因此，必须加强指挥协调力度。
指挥协调人员定人、定岗，由项目部隧道专业技术人员总体负责，施工队全力协助。
（2）每个洞口成立一个衬砌综合班组，分混凝土作业班、模板与预埋管件班、防水板铺挂班、混凝土养护和外表整修班四个班组。
劳动力：
汽车司机6人，混凝土工6人，木工6人，钢筋工6人。
共23人。
主要机械设备：
液压模板衬砌台车1台，装载机1台，混凝土搅拌输送车4台，混凝土输送泵1台，附着式、插入式捣固器各4台及其它小型机具设备。
六、铺底及矮边墙施工
铺底和矮边墙混凝土先行浇注筑，便于台车就位和展开二次衬砌，改善洞内道路情况，营造良好施工环境。
矮边墙施工高度的确定：
经过对比分析并结合公路隧道的施工经验，矮边墙顶面比衬砌台车模板底边低８cm,此部分在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。
矮边墙施作时注意按设计布设纵向排水盲沟、横向排水管及其与沉砂井的连接管，预留环向软管和复合防水板接头，以及设置预埋件
和预留洞室等。
铺底及矮边墙施工成型
七、预留洞室和预埋件的安置
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二衬质量的一个重要方面。
（1）钢筋混凝土衬砌地段，预留、预埋件固定在钢筋骨架上。
（2）无筋衬砌在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。
（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用钢锉锉平管口毛刺；
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；
⑦管口在灌注前作临时封堵。
八、防水混凝土质量控制
二衬防水混凝土原材料质量控制：
使用反击破碎石机组生产碎石，通过调整筛孔尺寸，保证碎石的形状和级配。
碎石按级配规格分仓堆放，分别进入拌和机料仓自动计量后再与其它材料一同拌和。
（2）混凝土坍落度控制：
一般选14～18cm,根据混凝土灌注部位的不同，墙部混凝土坍落宜小，拱部混凝土坍落度宜大。
在保证混凝土可泵性的情况下，宜尽量减小混凝土的坍落度，并提高混凝土的和易性、保水性，避免混凝土泌水。
（3）外掺剂（料）的选用：
选用性能优良的防水剂。
（4）按施工配合比准确计量：
自动计量器具须具有资质的单位进行标定并定期校核，每次混凝土拌制前必须对计量器具进行检查，确保混凝土用料计量准确。
（5）二衬混凝土原材料检验频率
符合图纸和规范要求进行检验，保证质量。
九、减少二衬反弧段混凝土表面气泡，提高外观质量
在反弧段施工中，一是掺加性能良好经中心试验室认可并检验合格的减水剂，以改善混凝土性能，二是控制混凝土坍落度（14cm）,三是捣固方法得当，综合运用，可以减少减小反弧段气泡，有效改善衬砌混凝土表面质量。
十、消灭混凝土接缝错台的措施
混凝土接缝错台是二衬表观质量通病之一，采取措施如下：
（1）消灭环接缝错台：
一是在台车就位前，将混凝土搭接部位及台车搭接部分表面彻底清理干净，使台车与混凝土表面尽量紧贴；二是加强台车支撑，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50t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米灌注混凝土速度（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10cm。
（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混凝土表面质量，以克服板块间拼缝处错台。
十一、衬砌混凝土其它应注意事项
（1）封顶采用顶模中心封顶器接输送管，逐渐压注混凝土封顶。
当挡头板上观察孔有浆溢出，即标志封顶完成。
（2）拆模：
按施工规范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，明洞强度不小于5.0Mpa时拆模，暗洞内二衬混凝土强度不小于2.5Mpa时拆模。
（3）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。
（4）混凝土表面整修：
拆模后，若发现缺陷，不得擅自修补，由技术人员共同研究并确定方案后及时处理。
隧道二衬施工成型
隧道洞口段明洞施工成型
a.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，用海绵沾取水泥局部填补抹平。
b.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。
c.对于表面颜色不一致的采用砂纸反复擦拭数次。
d.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。
（5）衬砌混凝土灌注作业中的几个细节
a.混凝土灌注：
混凝土采用分层、左右交替对称浇注，每层浇筑厚度不得大于0.8m。
两侧高差控制在30cm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。
b.混凝土定人定位捣固：
专职捣固手定人定位用插入式振动器捣固，保证混凝土密实；起拱线以下辅以木锤模外敲振和捣固铲抽插捣固，以抑制混凝土表面的气泡产生。
灌注过程中严禁用振动棒拖拉混凝土。
c.钢筋保护层：
钢筋混凝土衬砌采用泵送混凝土，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。
因此要适当加大混凝土垫块厚度并放慢混凝土灌注速度。
d.矮边墙顶面处混凝土接缝处理：
混凝土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混凝土的连接，防止模板缝隙漏浆造成混凝土泛砂或露骨；同时起到润湿输送泵和管路的作用。
e.混凝土输送泵管路布置：
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。
凝土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，以避免混凝土集料堆积和产生离析。
F.混凝土对称灌注时间控制：
采取混凝土灌注时间和灌注高度两个指标进行双控，即单侧混凝土灌注高度达0.8m时，必须换管：
单侧混凝土灌注间歇时间不超过混凝土的初凝时间，我们规定每侧边连续灌注时间达60min时，必须换管。
十二、模板台车衬砌作业循环时间
工作
项目
台车
就位
排水管预埋
土工布
防水板
钢筋、预埋件
安装
模板就位
涂脱模剂
混凝土灌注
混凝土浇筑
循环
时间
时间
2
1
4
2
2
1
8
20
循环时间单位：
小时
..
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