隧道二衬的施工方案.docx
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隧道二衬的施工方案
第一章工程概况
1.1工程概况
1.1.1起讫里程
1、大崛坑1#隧道
左洞ZK45+105～ZK46+060，全长955m；右洞YK45+150～YK46+202，全长1052m。
其中1#隧道左、右线明洞衬砌37m，暗洞衬砌1950m。
2、大崛坑2#隧道
左洞ZK46+436～ZK46+881，全长445m；右洞YK46+550～YK46+842，全长292m。
其中2#隧道左、右线明洞衬砌30m，暗洞衬砌697m。
1.1.2设计原则
对于隧道洞口段加强段及洞身Ⅴ级、Ⅳ级围岩地段，由于岩体风化严重，节理发育、自稳时间较短，洞室开挖跨度较大，二次衬砌承担部分上部土压力，二次衬砌要求紧跟掌子面。
1.2结构简介
1.2.1净空及内轮廓
本隧道为上下行分离的双向六车道高速公路隧道，建筑限界净宽14m，净高5m；建筑内轮廓宽14.55m，全高9.6m。
隧道结构图（图1.2-1）
1.2.2洞身二次衬砌（见表1.2.2-1）
大崛坑隧道二次衬砌支护参数表表1.2-1
序号
衬砌类型
围岩级别
二次衬砌
砼强度等级
衬砌参数
1
S5a
Ⅴ级
浅埋、偏压
C25钢筋砼
拱、墙60cm
仰拱60cm
2
S5b
Ⅴ级
C25钢筋砼
拱、墙60cm
仰拱60cm
3
S4a
Ⅳ级
浅埋、偏压
C25钢筋砼
拱、墙50cm
仰拱50cm
4
S4b
Ⅳ级
C25钢筋砼
拱、墙50cm
仰拱50cm
5
S3
Ⅲ级
C25模筑砼
拱、墙45cm
6
Sma
明洞
C25钢筋砼
拱、墙70cm
仰拱70cm
第二章衬砌施工运作方案
2.1仰拱及仰拱填充施工
仰拱及仰拱填充的施工必须超前，起到封闭基底、稳固拱脚、早闭合的作用，同时能保证洞内道路的畅通，对搞好洞内排水、搞好文明施工、防止隧道基底软化等都是非常有利的。
按照设计要求，仰拱混凝土必须整体浇筑。
为防止仰拱施工段前方的开挖和支护施工受仰拱施工干扰，采取防干扰作业平台（仰拱栈桥）做为过渡通道，实现多工作面交叉无干扰作业，提高施工效率。
2.1.1仰拱施工工艺框图见下图（图2.1-1）：
图2.1-1
仰拱填充不能与仰拱同时浇筑。
填充混凝土浇筑至横向排水管铺设底面，隧道中心排水管的沟槽和检查井应同时立模浇筑；仰拱施工缝和变形缝均应作防水处理。
仰拱及填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，强度达到设计强度的100%后允许车辆通行。
2.1.2主要施工工序
1、清碴
对要施工地段仰拱的边墙基底及仰拱初支部位先清底，然后立模进行混凝土施工。
2、仰拱平台就位
在水沟底部位铺设钢轨，钢轨间距为4500mm，然后将平台后坡道用倒链拉起，用装载机将仰拱平台前坡道拖起，缓慢拖至预定位置，上紧卡轨器。
3、清底、立模及混凝土施工
仰拱平台就位后，进行人工清底，将平台下仰拱底部虚碴清理干净，抽出积水。
然后架立仰拱堵头模板。
浇筑仰拱及隧道填充混凝土时，采用运输车将混凝土运至仰拱平台，向中间及两侧倾倒，或直接用混凝土输送泵送至仰拱模板内。
用混凝土振动棒将混凝土摊平、振捣。
4、混凝土养护及平台拖移
混凝土浇筑完毕后，进行自然养护或洒水养护，达到可以通行运输车辆的强度，然后拖移平台进入下一个仰拱施工。
2.2拱墙二次衬砌施工
在Ⅳ、Ⅴ级围岩地段，拱墙二次衬砌要尽早浇筑以确保结构稳定和施工安全。
仰拱及仰拱填充施作完成的地段，二次衬砌工作工作面长度不宜大于40m。
拱墙二次衬砌采用液压式整体台车。
预留洞室等结构物衬砌采用简易衬砌台架、组合钢模立模，泵送混凝土入仓。
施工时，与正洞衬砌连接段预留出1m长，与正洞衬砌同时灌筑。
2.2.1拱墙衬砌施工工艺框图见下图（图2.2-1）
2.2.2防水板铺挂工艺
1、防水板施工工艺框图见下图（图2.2-2）
图2.2-2
2、防水板铺挂前，先对隧道初期支护喷射砼表面进行处理，切除锚杆头、并用细石混凝土覆盖，凹坑深宽比控制在1：
7以内，当深宽比大于1：
7时，凹坑应用细石混凝土填平，凹坑太大处要抹平补喷砼，确保喷射砼表面平整，无尖锐棱角。
3、防水板的拼装及焊接：
根据铺设段环向长度和每节衬砌长度在洞外对防水板进行预加工。
采用热合焊接双焊缝无钉敷设技术见（图2.2-3），焊缝搭接长度不小于12cm（见图2.2-4）。
图2.2-3
图2.2-4
4、铺设土工布：
为防止防水板被凸起喷层挤破并利于滤水，在防水板和混凝土喷层之间设置350g/㎡的土工布滤水层对防水板起保护作用，从拱顶中心向两边拱脚、边墙对称固定，从上至下将土工布和衬垫用射钉枪一并固定在喷混凝土面上，射钉（或塑料垫片）间距布置（见图2.2-5和2.2-6）。
图2.2-5
图2.2-6
5、防水板的铺挂：
防水板铺设在铺设台架上进行，防水板从隧道中线向两侧铺设，用自动爬行手动热焊器将防水板熔焊在衬垫上，同时将防水板焊成整体，紧贴初期支护，并适当留有余地，防止灌注混凝土时挤裂拉坏防水板。
防水板之间互相搭接12cm，搭接原则是：
边墙压拱部，下游压上游。
在二衬混凝土进行时，在边墙脚位置留足够长的防水板以利搭接。
防水板的铺设要紧贴初期支护，并适当留有余地，不可拉得太紧，防止灌注混凝土时挤裂拉坏防水板。
6、明洞段防水板铺挂：
明洞防水板铺挂焊接工艺同暗洞洞身铺挂工艺相通，唯一不同的是明洞双层土工布夹一层防水板（见图2.2-7）。
图2.2-7
2.2.3模筑衬砌钢筋加工
二衬钢筋焊接时在防水层表面必须采用木板来遮挡，避免烧焊作业中焊渣灼伤、烧焦防水板，降低防水板使用质量。
钢筋焊接质量、搭接长度、层距、弯制外观等符合设计和规范要求，钢筋洁净无锈、若表面出现锈迹要做除锈处理，严禁锈蚀钢筋用于二衬施工，绑扎过程中要严格要求操作人员提高工作责任心，不要碰撞防水板。
1、受拉热轧光圆钢筋的末端应作180°弯钩，其弯曲直径dm不得小于钢筋直径的2.5倍，钩端应留有不小于钢筋直径3倍的直线段（见图2.2-8）。
2、受拉热轧光圆和带肋钢筋的末端，当设计要求采用直角形弯钩时，直钩的弯曲直径dm不得小于钢筋直径的5倍，钩端应留有不小于钢筋直径3倍的直线段（见图2.2-9）。
3、弯起钢筋应弯成平滑的曲线，其弯曲半径不得小于钢筋直径的10倍（光圆钢筋）或12倍（带肋钢筋）（见图2.2-10）。
4、用光圆钢筋制成的箍筋，其末端应作不小于90°的弯钩，有抗震等特殊要求的结构应作135°或180°的弯钩；弯钩的弯曲直径应大于受力钢筋直径，且不得小于箍筋直径的2.5倍；弯钩端直线段的长度，一般结构不得小于箍筋直径的5倍，有抗震等特殊要求的结构，不得小于箍筋直径的10倍（见图2.2-11）。
180○弯钩直角形弯钩
图2.2-8图2.2-9
弯起钢筋箍筋末端弯钩
弯起钢筋箍筋末端弯钩
图2.2-10图2.2-11
5、钢筋安装和保护层厚度的允许偏差要符合下列规定：
表2.2-1
序号
名称
允许偏差（mm）
检验方法
1
双排钢筋的上排与下排钢筋间距
±5
尺量两端、中间各一处
2
同一排中受力钢筋水平间距
拱部
±10
3
边墙
±20
4
分布钢筋间距
±20
尺量连续3处
5
箍筋间距
±20
6
钢筋保护层厚度
+10
尺量两端、中间各一处
2.2.4模筑衬砌模板施工
1、衬砌采用整体式衬砌模板台车，台车长10.05m。
台车设计必须经过结构受力分析和验算，具备足够的刚度、强度及稳定性，达到承载要求，避免模板在施工过程中变形移位，导致混凝土结构出现严重质量问题。
2、模板杆件加工制作应符合金属工程施工技术要求，台车进洞就位前对该节初支面的围岩欠挖情况作全面细致的检查，对与设计不符应作二次爆破处理，杜绝二衬厚度不足或衬砌侵入隧道净空。
台车拼装完成后必须经过正确放样，调试检查无误后再立模。
模板表面清理干净，板缝宽及板间高差控制在规范允许范围以内，涂刷好脱模剂。
模板缝应平整严密，不得漏浆。
3、为能充分保证施工后隧道净空，台车定位时按加高、加宽各5cm处理（注：
洞身开挖时已预留变形量，足以充分保证隧道成洞净空，就位后必须复核中线及标高是否正确，及时报验。
2.2.5模筑衬砌混凝土施工
1、二次衬砌时，混凝土运输车从洞外拌合站运到洞内混凝土输送泵内，由混凝土泵泵送入模，泵车使用前采用水灰比较大的砂浆或混凝土先对管节进行润湿处理，以免发生首批混凝土丧失水泥浆而降低其流动性，出现混凝土通病。
衬砌台车因其边墙部分高且直，混凝土浇筑时采用溜槽导流，避免落差大导致混凝土离析，混凝土施工中应分层水平对称灌筑，采用附着式振捣器振捣。
2、混凝土灌筑前应对模板、钢筋、预埋件、预留孔洞、施工缝变形缝止水带等进行检查，清除模板内杂物，隐蔽工程验收合格后，方可灌筑混凝土。
混凝土从低处向高处分层连续灌筑，如必须间歇时，其间歇时间应尽量缩短，不得超过混凝土初凝时间。
3、在预埋件处、钢筋密排及其它特殊部位应事先制定措施，严禁漏振、不振或过振。
混凝土灌筑过程中应随时观察模板支撑、防水板、预埋件、预留孔洞等情况，发现问题及时处理。
2.2.6二次衬砌砼施工的注意事项
1、为保证衬砌的外观质量，衬砌模板台车安装完毕用全站仪检测其尺寸，特别是台车前后端曲线要一致；台车的模板拼缝处用3米靠尺检测其平整度；确保台车支撑系统的钢度。
台车验收后方可投入使用。
2、衬砌台车使用前要经过铣磨及涂刷脱模剂，大面圆滑、线条流畅，封窗口板面错台要控制在2mm以内；就位前，必须清除基底泥浆及虚渣，采用隧道洞渣铺筑，垫平压实，避免混凝土浇筑施工中出现沉陷现象，另外台车就位后，需做好台车防滑移工作，防止台车工作中偏移跑位，导致结构物出现质量事故。
3、在软硬岩分界处设置的沉降缝，止水带安装时必须定位准确，严格按照设计图纸及施工工艺进行施工，避免因地基承载力不同而引起衬砌下沉不均匀导致的环裂，甚至引起其他的病害。
4、混凝土的配合比直接关系到混凝土的强度、耐久性与不透水性，因此拌制混凝土时必须经试验确定其水灰比、单位用水量、单位水泥用量及外加剂剂量，优化施工配合比，做到既经济合理，又施工方便。
5、二衬施工时，拱圈灌筑自两侧拱脚向拱顶对称进行，防止模板偏压变形。
台车就位后均应经过测量检查其位置准确性。
2.2.7二次衬砌砼拆模注意事项
1、混凝土拆模时间要准确把握，不宜过早，既要保证混凝土结构安全及外观质量，又要满足加快台车周转使用要求，一般非承重结构待强度达到设计强度的70%并达到2.5MPa后拆模，拱部及承重结构达到100%设计强度后拆模，最小拆模时间必须满足2.5MPa的强度要求
2、拆模后混凝土养护不得少于14天。
3、混凝土应加覆盖物或洒水。
养护用水的温度应与环境温度基本相同。
第三章二次衬砌砼常见通病预防措施
3.1蜂窝原因分析及对策
现象
原因分析
预防措施
蜂窝:
砼局部疏松，砂浆少石子多，石子之间出现空隙，形成蜂窝状的孔洞。
1.砼配合比不准确，石、水泥材料计量错误，或加水量不准，造成砂浆少石子多。
1.砼配料时严格控制配合比，保证材料计量准确。
采用电子自动计量。
2.砼应拌合均匀，颜色一致，其延续搅拌最短时间应符合规定。
3.砼的振捣应分层捣固。
浇筑层的厚度不得超过振动器工作部分长度的1.25倍。
4.捣实砼拌合物时，插入式振捣器移动间距不应大于其作用半径的1.5倍；对轻骨料砼拌合物，则不应大于其作用半径的1倍。
振捣器至模板的距离不应保证上下层砼结合良好，振捣棒应插入下层砼5cm。
5.砼浇捣时，必须掌握好每层每点的振捣时间。
2.砼搅拌时间短，没有拌合均匀，砼和易性差，振捣不密实。
3.未按操作规程浇筑砼，下料不当，使石子集中，振不出水泥浆，造成砼离析。
4.砼一次下料过多，没有分段、分层浇筑，振捣不实或下料与振捣配合不好，未振捣又下料，漏振造成蜂窝。
5.模板孔隙未堵好，或模板支设不牢固，振捣砼时模板移位等等，造成严重漏浆，形成蜂窝。
3.2孔洞原因分析及对策
现象
原因分析
预防措施
孔洞:
砼结构内有空隙，局部没有砼，或蜂窝。
1.在钢筋密集处或预埋件处，砼浇筑不畅通，不能充满模板而形成孔洞。
1.在钢筋密集处，可采用豆石砼浇筑，使砼充满模板，并认真振捣密实。
机械振捣有困难时，可采用人工捣固配合。
2.预留孔洞处应在两侧同时下料。
采取在侧面开口浇筑的措施，振捣密实后再封好模板，然后往上浇筑，防止出现孔洞。
3.采用正确的振捣方法，严防漏振：
a.插入式振捣器应采用垂直振捣方法，即振捣棒与砼表面垂直或斜向振捣，即振捣棒与砼表面成一定角度，约40°～45°。
b.振捣器插点应均匀排列，可采用行列式或交错式顺序移动。
每次移动距离不应大于振捣棒作用半径（R）的1.5倍。
振捣器操作时应快插慢拔。
4.控制好下料。
要保证砼浇筑时不产生离析，砼自由倾落高度应不超过2m,大于2m时要用溜槽、串筒等下料。
5.防止砂、石中混有粘土块等杂物；发现砼中有杂物，应及时清除干净。
2.未按顺序振捣砼，产生漏振。
3.砼离析，砂浆分离，石子成堆，或严重跑浆，形成特大蜂窝。
4.砼工程的施工组织不好，未按施工顺序和施工工艺认真操作而造成孔洞。
5.砼中有硬块和杂物掺入，或木块等大件料具掉入砼中。
6.不按规定下料，吊斗直接将砼卸入模板内，一次下料过多，下部因振捣器振动作用半径达不到，形成松散状态，以致出现特大蜂窝和孔洞。
3.3麻面原因分析与预防
现象
原因分析
预防措施
麻面：
砼表面局部缺浆粗糙，或有许多小凹坑，但无钢筋和石子外露。
1.模板表面粗糙或清理不干净，粘有干硬水泥砂浆等杂物，拆模时砼表面被粘损，出现麻面。
1.模板清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。
2.模板浇筑砼前，应清洗干净，使模板缝隙拼接严密，如有缝隙，应填严，防止漏浆。
3.钢模板脱模剂要涂刷均匀，不得漏刷。
4.砼必须按操作规程分层均匀振捣密实，严防漏浆，每层砼均匀振捣至气泡排除为止。
2.钢模板脱模剂涂刷不均匀，拆模时砼表面粘结模板，引起麻面。
3.模板接缝拼装不严密，浇筑时缝隙漏浆，砼表面沿模板缝位置出现麻面。
4.砼振捣不密实，砼中的气泡未排出，一部分气泡停留在模板表面，形成麻点。
第四章衬砌施工安全注意事项
一、铺设衬砌台车要求：
1、行走的钢轨类型要≧48㎏/m；
2、轨枕规格不得小于60㎝×22㎝×16㎝，枕木间距≦60㎝；
3、轨枕要铺设在平整坚实的地面上；
4、轨距要在允许范围内。
二、台车在移动时，人员和车辆不得穿行，并备有可靠的紧急制动措施。
三、在立模前，应事先对电机，油泵的状况进行检查，是否良好，电源连接是否正确，并做好保护，各部连接是否牢固可靠，作业人员是否在位安全。
在检查确定一切都已正常安全状态下才能启动电机和油泵，开始作业程序。
四、台车上的作业平台，要铺满踏板，木板之端必须搭于支点上，严禁留有探头板和洞口。
踏板质量强度要满足作业所需的承载量，防止拆断，高处的作业平台外边缘和上下爬梯外侧要设置安全防护栏，且高度不低于1.2米。
五、工作平台所承载的所有操作人员和机具、材料，不得超过其计算荷载的重量。
六、台车的机械传动部分，应设置安全防护罩，电气设备必须做好接地保护，检测和维护保养机器和管线时，应先停电，并切断电源、风源。
七、台车就位支好后，要保证车辆、机械、行人的安全通行。
八、灌注混凝土时，必须要两侧对称进行，上料操作和捣固操作要按操作规程执行。
九、拆模时，除应事先检查电机、油泵状况是否良好外，其他临时接用的电源、机工具（如振捣器，临时照明灯线，输送砼、水、气管等）都应拆除，在检查确定一切无误正常，符合拆模条件要求后，才能启动拆模作业。
十、台车移动穿行时，钢模板必须要收拢到穿行要求位置，模板上所有作业窗一律关闭，否则不得穿行，在移动中应有专人掌握刹车器，防止台车溜放和撞击。
十一、衬砌作业班组，在作业时，必须有一名安全监督员佩戴袖章跟班值班。
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