福建省高速公路隧道二次衬砌标准化指南8.docx
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福建省高速公路隧道二次衬砌标准化指南8
隧道二次衬砌
8.1一般要求
8.1.1应严格按《关于规范高速公路拌和站、预制场、钢筋加工场建设的通知》（闽高路工［2009］172号）的要求，执行隧道二衬台车准入制度。
8.1.2为保证衬砌工程质量，隧道一般地段（含洞身、明洞、加宽段）的二衬施工必须采用全断面模板台车和泵送作业。
8.1.3隧道洞口段二衬必须及时施作，掘进超过50m的，必须停止开挖进行二衬施工；洞口及洞内软岩段二次衬砌尽早施工，其他段落根据监控量测结果适时施工，一般情况下二衬距掌子面距离不超过200m；二衬作业面距铺底作业面距离一般为30m，距矮边墙作业面距离一般为50m，以保证正常二衬施工进度。
8.1.4二衬施工前须对初期支护断面进行激光测量，对不符合要求的进行处理。
8.1.5洞内出现的地下水，经化验确认对衬砌结构有侵蚀性时，应按图纸要求针对不同侵蚀类型采取不同类型的抗侵蚀性混凝土。
设计无要求时，应及时上报变更处理。
8.1.6当围岩级别有变化时，衬砌断面的级别亦应相应变化，但需获得监理人批准。
围岩较差地段的衬砌，应向围岩较好地段伸延，一般伸延长度为5m。
8.1.7隧道防排水设施、预埋件及预留洞室模板等的安装质量要符合设计及规范要求。
8.1.8项目业主要委托有资质的专业检测单位对二衬钢筋、保护层厚度、空洞情况进行检测。
对检查不合格的项目，承包人必须进行整改处理。
8.1.9为确保衬砌不侵入隧道建筑限界，在放样时可将设计的轮廓线适当予以扩大。
8.1.10对已完成的衬砌地段，应继续观察二衬的稳定性，注意变形、开裂、侵入净空等现象，及时记录。
8.2施工工序
二次衬砌施工工艺流程见图8.2。
8.3施工要点
8.3.1衬砌模板台车
8.3.1.1台车制作
（1）二次衬砌施工（含加宽段）应采用全液压自动行走的整体衬砌台车，衬砌台车应结构尺寸准确，各种伸缩构件、液压系统、电气控制系统运行良好，合理设置各支承机构；应满足自动行走要求，并有闭锁装置，保证定位准确。
（2）二衬台车必须在隧道进洞前进场，连拱隧道、小净距隧道一端必须要有两部二衬台车，以确保左右线开挖、二衬的合理步距，确保结构安全。
对加宽段处在Ⅳ、Ⅴ级围岩段落的，应专门配备加宽段整体衬砌台车，以确保加宽段二衬及时施作。
（3）台车整体模板板块由面板、支撑骨架、铰接接头、作业窗等组成，当衬砌断面较大，所承受荷载较大时，支撑骨架应制成桁架结构，并尽量减少板块接缝数量。
模板及支架应具有足够的强度、刚度、稳定性和抗上浮能力，能安全的承受所浇筑混凝土的重力、侧压力以及在施工中可能产生的各项荷载。
模板不凹凸、支架不偏移、不扭曲，满足多次重复使用不变形。
台车设计应便于整体移动、准确就位，台车主要构造参见图8.3.1-1。
图8.2二次衬砌施工工艺流程框图
（4）台车模板支撑桁架门下净空应满足隧道衬砌前方施工所需大型设备通行要求；桁架各层平台的高度要满足砼施工要求，利于工人进行安管、砼捣固等施工作业，必须要有上下行的爬梯。
见图8.3.1-2。
（5）为保证衬砌净空，模板外径应考虑变形量适当扩大，作为预留沉降量。
（6）两车道二衬台车面板钢板厚应不小于10mm；三车道隧道二衬台车面板钢板厚应不小于12mm；四车道的二衬台车必须经过计算，邀请有关专家研究审查后定制。
为减少二衬模板间痕迹，外弧模板每块钢板宽度推荐采用2m，但不应小于1.5m，板间接缝按齿口搭接或焊接打磨。
为确保二衬台车具有一定的刚度和强度，推荐两车道台车每延米重量应不低于6.8吨，三车道台车每延米重量应不低于8.5吨。
图8.3.1-1整体钢模衬砌模板台车结构示意图
图8.3.1-2台车上下安全爬梯
（8）应在3m、5.3m、拱顶处设置作业窗，作业窗口间距纵向不宜大于3m，横向不宜大于2.5m，窗口尺寸50cm×50cm，且应整齐划一；作业窗周边应加强，防止周边变形，窗门应平整、严密、不漏浆。
如图8.3.1-3。
图8.3.1-3台车窗口及接缝
（8）二衬台车的长度应根据隧道的平面曲线半径、纵坡合理选择，长度一般为10～12m，对曲线半径小于1200米的台车长度不应大于9m。
（9）衬砌台车应工厂制造、现场拼装，现场拼装时应检查其中线、断面和净空尺寸等；衬砌前对模板表面进行彻底打磨，清除锈斑，涂油防锈；对模板板块拼缝进行焊联并将焊缝打磨平整，抑制使用过程中模板翘曲变形而影响砼表面质量，避免板块间拼缝处错台。
（10）对已使用过的二衬台车。
对各种伸缩构件、液压系统、电气控制系统运行状况进行严格的调试，确保使用状态良好，否则应予更换。
必须更换新的外弧模板，并经专业模板厂家整修合格。
8.3.1.2台车拼装调试及施工过程加固要求
台车拼装后调试对二衬混凝土外观质量十分重要，要求如下：
（1）二衬台车现场拼装完成后，必须在轨道上往返走行3～5次后，再次紧固螺栓，并对部分连接部位加强焊接以提高其整体性。
（2）检查台车模板尺寸要求准确，其两端的结构尺寸相对偏差宜不大于3mm，否则需进行整修。
（3）衬砌前对钢模板表面采用抛光机进行彻底打磨，清除锈斑，涂油防锈。
（4）挡头模板应满足承受混泥土压力的刚度，厚度应适当加厚，安装稳固、严密。
（5）施工过程中出现二衬错台，应暂停二衬施工，全面查找原因，重点查找台车就位加固措施是否有效、混凝土输送管是否固定、挡头模板或两边模板是否变形等，要及时整修加固，经监理人同意后方可继续二衬施工。
（6）每施作衬砌500～600m，台车应全面校验一次，校验可在隧道加宽带进行。
8.3.1.3台车的审批验收
台车的审批验收共分为两阶段，由总监办组织成立专门的审批验收小组，对每座隧道的隧道二衬台车进行审批验收。
第一阶段（二衬台车进场前报批）：
承包人进场后应立即着手进行二衬台车进场前的准备工作，进场前两个月内向总监办上报拟进场二衬台车的数量、台车长度、外观几何尺寸、新旧程度、面板厚度及每块板的宽度，每台台车重量等主要台车参数，经总监办批准许可后方可组织进场。
第二阶段（二衬台车验收）：
二衬台车进场后，由承包人填写验收表，并报总监办，总监办应在7个工作日内依据批复的二衬台车进场许可对承包人进场的二衬台车进行验收，验收合格后，承包人进行二衬台车的拼装调试，调试成功后，报总监办组织验收，若验收发现问题承包人应及时整改，待整改并验收合格后才能移入洞内进行二衬施工。
衬砌台车有关要求见表8.3.1。
表8.3.1衬砌台车有关要求
内容
要求
衬砌台车长度
一般为10～12m；小于1200m半径隧道，二衬台车不大于9m。
模板外观尺寸
满足设计要求
两端的结构尺寸相对偏差
不大于3mm
梁体模板厚度
两车道不小于10mm，三车道不小于12mm。
每块模板宽度
不小于1.5m，推荐为2m。
每延米台车重量
两车道不小于6.8吨，三车道不小于8.5吨。
行走机构
行动自如、制动良好。
带有液压推杆制动器。
台车架、液压、支撑系统
足够的刚度和强度；液压缸采用液压锁锁定，同时采用支承丝杠进行机械锁定。
工作窗口
布局合理，封闭平整
8.3.2二衬混凝土的性能要求及配合比设计要点
8.3.2.1性能要求
（1）各种原材料及外加剂满足规范要求，满足设计强度要求。
（2）流动性好、坍落度衰减慢、初凝时间相对较长、终凝时间相对较短，以满足泵送砼施工要求，减少裂纹出现。
（3）干缩性小，满足抗渗性要求。
（4）水化热低且水化热高峰值发生在混凝土达到一定强度之后，以承受由于水化热产生的温度应力。
（5）砼有早强性能，特别是拱肩部位，以利于模板早拆，满足衬砌快速施工需要。
8.3.2.2配合比设计要点
（1）配合比根据原材料质量及设计砼所要求的强度、耐久性、抗渗指标、施工和易性、凝固时间、运输灌注和环境温度条件通过试配确定，推荐采用“双掺”技术。
（2）砼坍落度一般控制在13～18cm，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）配合比设计时应采取措施以使反弧部位混凝土减少气泡、麻面等质量通病的发生。
8.3.3矮边墙施工
（1）矮边墙顶面标高按台车侧模底部标高确定；施工时按规范预埋连接钢筋或榫石，并对与二衬混凝土接触面进行凿毛，在围岩变化处设置好沉降缝；二衬砼浇注前用水将其表面湿润，清除杂物。
边墙模板应采用一次成型的弧形钢模。
见图8.3.3-1。
图8.3.3-1矮边墙模板
（2）如二衬与矮边墙同时浇筑，要求二衬台车下增加矮边墙模板，见图8.3.3-2。
（3）对设计有二衬钢筋的段落，预埋的接地扁铁应与钢筋焊接，无衬砌钢筋的也应尽量与锚杆头进行焊接，以确保接地电阻满足设计要求。
（4）注意按设计布设纵向透水盲管及其与沉砂井的连接管，预留环向软式透水盲管和防水板接头，以及设置预埋件和预留洞室等。
8.3.4二次衬砌钢筋
8.3.4.1应严格《关于规范高速公路拌和站、预制场、钢筋加工场建设的通知》（闽高路工［2009］172号）的要求，执行“三个集中”的原则，钢筋集中加工、统一配送。
8.3.4.2钢筋安装应满足：
（1）横向钢筋与纵向钢筋的每个节点均必须进行绑扎或焊接；
图8.3.3-2二衬台车下增加矮边墙模板
（2）钢筋焊接搭接长度应满足设计及规范要求，受力主筋的搭接应采用焊接，焊接搭接长度及焊缝应规范要求；
（3）相邻主筋搭接位置应错开，错开距离不应小于1000mm；
（4）同一受力钢筋的两个搭接距离不应小于1500mm；
（5）箍筋连接点应在纵横向筋的交叉连接处，必须进行绑扎或焊接；
（6）钢筋其他的连接方式应符合相关规范的规定；
（7）安装钢筋时，钢筋长度、间距、位置、保护层厚度应满足设计要求。
8.3.6.3钢筋制作必须按设计轮廓进行大样定位，见图8.3.4-1。
8.3.6.4为确保二衬钢筋定位准确、钢筋保护层厚度符合要求，需采取以下措施：
（1）先由测量人员用坐标放样在调平层及拱顶防水层上定出自制台车范围内前后两根钢筋的中心点，确定好法线方向，确保定位钢筋的垂直度及与仰拱预留钢筋连接的准确度。
钢筋绑扎的垂直度采用三点吊垂球的方法确定。
（2）用水准仪测量调平层上定位钢筋中心点标高，推算出该里程处圆心与调平层上中心点的高差，采用自制三角架定出圆心位置（自制三角架如图8.3.4-2所示）。
图8.3.4-1衬砌钢筋放大样定位图8.3.4-2自制三脚架
（3）圆心确定后，采用尺量的方法检验定位钢筋的尺寸是否满足设计要求，对不满足要求位置重新进行调整，全部符合要求后固定钢筋。
钢筋固定采用自制台车上由钢管焊接的可调整的支撑杆控制（如图8.3.4-3及图8.3.4-4所示）。
图8.3.4-3自制简易台车，可用于防水板挂设和钢筋安装
图8.3.4-4可调整的支撑杆
（4）定位钢筋固定好后，根据设计钢筋间距在支撑杆上用粉笔标出环向主筋布设位置，在定位钢筋上标出纵向分布筋安装位置，然后开始绑扎此段范围内钢筋。
各钢筋交叉处均应绑扎。
8.3.4.5钢筋保护层应全部采用高强砂浆垫块来控制，不得使用塑料垫块，见图8.3.4-5。
8.3.4.6要求主筋纵向间距、分布筋环向间距、内外层横向间距、保护层厚度符合设计要求。
效果如图8.3.4-6。
8.3.5预留洞室和预埋件
预留洞室模板及预埋件在钢筋砼衬砌地段，宜固定在钢筋骨架上；在无筋衬砌地段采取在衬砌台车模板上钻孔，用螺栓固定。
预留洞室模板宜采用钢模，承托上部混凝土重量时应加强支撑、确保混凝土成型质量合格。
图8.3.4-5高强砂浆垫块图8.3.4-6钢筋安装整体效果
8.3.6台车就位
（1）台车模板就位前应仔细检查防水板、排水盲管、衬砌钢筋、预埋件等隐蔽工程并做好记录；台车就位后应检查其中线、高程及断面尺寸等并做好记录。
（2）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。
（3）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。
（4）衬砌台车必须由经培训过的台车司机专人操作，对控制面板、油路、顶缸等重点部件要加强管理维修。
（5）风水电管路通过衬砌台车时，应按规范办理，并布置整齐；照明应满足混凝土捣固等操作需要；管线台车施工区域内的临时改移，要加强洞内外的联系，班组间密切配合，提高操作人员安全教育，设专人巡查，严防触电及管路伤人事故。
（6）台车作业地段进行吊装作业时，应有专人监护，统一指挥，并设标志，禁止通行。
8.3.7安装挡头模板、止水带等
（1）台车端部的挡头模板应按衬砌断面制作以保证设计衬砌厚度，并可适当调整以适应其不规则性，其单片宽度不宜小于300mm，厚度不小于30mm。
（2）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。
（3）挡头板应定位准确、安装牢固，其与岩壁间隙应嵌堵紧密。
（4）挡头板顶部应留有观察小窗口，以观察封顶混凝土情况。
（5）止水带等安装见本指南第7章防水与排水的相应内容。
8.3.8混凝土施工
8.3.8.1二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）衬砌钢筋、防水板、排水盲管、止水带等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、预留洞室等位置是否符合要求；
（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。
8.3.8.2混凝土浇注采用泵送浇注工艺，机械振捣密实
（1）混凝土拌制前，应测定砂石含水率并根据测试结果调整材料用量，提出施工配合比。
拌制混凝土拌合物时，水泥质量偏差不得超过±1%，集料质量偏差不得超过±2%，水及外加剂质量偏差不得超过±1%。
（2）混凝土浇筑前，必须将基底石渣、污物、和基坑内积水排除干净，严禁向有积水的基坑内倾倒混凝土干拌合物。
（3）泵送混凝土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。
（4）混凝土应采用混凝土搅拌运输车运输，确保在运送过程中不产生离析、撤落、及混入杂物。
（5）砼由下至上分层、左右交替、从两侧向拱顶对称灌注。
每层灌筑高度、次序、方向应根据搅拌能力、运输距离、灌筑速度、洞内气温和振捣等因素确定。
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注速度。
（6）浇筑混凝土应尽可能直接入仓，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1.2m以内，以防砼离析。
（7）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”。
如因故中断，其中断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间，当超过允许时间时，应按施工缝处理：
应在初凝以前将接缝处的混凝土振实，并使缝面具有合理、均匀稳定的坡度。
凡是未振实又超过该水泥初凝时间的混凝土，应予清除。
（8）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杂物清理干净，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。
（9）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。
（10）混凝土的入模温度，在冬季施工时不应低于5℃，夏季施工时不应高于32℃。
（11）混凝土应采用振动器振捣密实，并应采取确实可靠的措施确保混凝土密实。
振捣时，不得使模板、钢筋、防排水设施、预埋件等移位。
（12）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。
（13）拱部混凝土衬砌浇筑时，应在拱顶预留注浆孔，注浆孔间距应不大于3m，且每模板台车范围内的预留孔应不少于4个。
拱顶注浆填充，宜在衬砌混凝土强度达到100%后进行，注入砂浆的强度等级应满足设计要求，注浆压力应控制在0.1MPa以内。
（14）每次混凝土浇筑完成后，应及时清理场地的废弃混凝土及垃圾，保持施工现场整洁。
8.3.9拆模
按施工规范采用最后一盘封顶砼试件达到的强度来控制。
不承受外荷载的拱、墙砼强度应达到5MPa或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重时拆模；当衬砌施作时间提前，拱、墙承受有围岩压力及封顶、和封口的混凝土强度应满足设计要求，一般应在混凝土强度达到设计强度70％以上。
8.3.10养生
应配备养护喷管，在拆模前冲洗模板外表面，拆模后用高压水喷淋混凝土表面，以降低水化热，见图8.3.10。
在寒冷地区，应做好衬砌的防寒保温工作。
图8.3.10二次衬砌喷水养生
养生时间要求：
洞口100m养护期不少于14d，洞身养护不少于7d，对已贯通的隧道二衬养护期不少于14d。
8.3.11缺陷处理
拆模后，若发现缺陷，不得擅自修补，经监理人批准后方可处理。
（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，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。
8.3.12紧急停车带、车行横洞及人行横洞二次衬砌施工
8.3.12.1紧急停车带
（1）紧急停车带的开挖与衬砌，及与洞身衬砌相连接的一段，应制订专门的施工方法和程序。
（2）紧急停车带应布置在同一级别围岩地层中。
开挖过程中，若发现不在同一级别围岩时，应上报处理。
（3）紧急停车带衬砌两端与洞身衬砌以嗽叭口形式连接、应圆顺平整。
8.3.12.2车行、人行横洞
（1）应按图纸所示位置与正洞同时进行开挖与衬砌。
（2）交叉段衬砌结构构造，应制订专门的施工方法和程序。
（3）对车行横洞、人行横洞等特殊洞室，宜采用移动式模架和拼装模板施工。
边墙基础应与边墙一次浇筑完成，分次浇筑时应处理好接缝。
拱、墙模板拱架的间距，应根据衬砌地段的围岩情况、隧道宽度、衬砌厚度及模板长度确定。
架设拱、墙支架和模板安装时，应位置准确，连接牢固，严防移位。
围岩压力较大时，拱架、墙架应增设支撑或缩小间距。
移动式模架或拼装模板重复使用时，应注意检查，如有变形应及时修整。
在拱架外缘应采用沿径向支撑与围岩顶紧，以防混凝土浇筑时拱架变形、移位。
拱架、支架应于隧道中线垂直方向架设。
拱架的螺栓、拉杆、斜撑等应安装齐全。
拱架（包括模板）高程应预留沉落量。
施工中应随时测量、调整。
（4）交叉段衬砌混凝土应连续浇筑，不得中断。
交叉段的钢筋应相互连接良好，绑扎牢固使之成为整体。
8.4质量要求
8.4.1外观质量
（1）达到“六无”要求（无错台、无漏浆、无冷缝、无气泡、无色差、无渗漏）。
（2）结构轮廓线条直顺美观，无跑模、露筋现象，混凝土颜色均匀一致。
（3）施工缝平顺，节段接缝处错台小于10mm，表面无渗水印迹。
（4）混凝土表面密实，每延米的隧道面积中，蜂窝麻面和气泡面积不超过0.5%。
深度不超过10mm。
（5）混凝土无因施工养护不当产生裂缝。
8.4.2二衬质量检测
项目业主必须委托有资质的专业检测单位对二衬钢筋、仰拱进行检测。
对检查不合格的项目，施工单位必须进行返工整改，并承担相应的检测费用。
二次衬砌检测项目见表8.4.2所示。
表8.4.2隧道二衬质量检测结果表
测段
桩号
探测位置
二衬钢筋
二衬混凝土厚度（cm）
背后空洞情况
备注
实测
设计
最大
最小
设计值
1
拱顶
2
3
4
左拱腰
5
6
7
右拱腰
8
9
8.4.3预留洞室
预留洞室尺寸要符合设计，棱角整齐，外观质量好，见图8.4.3。
8.4.4拱顶预留接线盒
拱顶预留接线盒的位置要准确，电缆钢管要安放在两层钢筋的中间，其平面线形要与隧道的线形相一致，见图8.4.4。
图8.4.3预留洞室外观质量良好图8.4.4拱顶预留接线盒线型顺直
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