隧道衬砌施工工艺手册Word格式.docx
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Ⅳa
Ⅳb
Ⅳc
Ⅳd
Ⅴa
Ⅴb
Ⅴc
拱墙厚度(cm)
35
40
45
50
55
拱墙砼等级
C30
C35
素砼
钢筋砼
仰拱/底板厚度(cm)
/30
60
65
仰拱/底板砼等级
/C35
第二章施工工艺框图
图1 衬砌施工工艺流程图
第三章施工工艺
1、施工准备
1.1技术准备
1.1.1、进行二次衬砌的作业区段的初期支护、防水层、环纵向排水管等均已验收合格;
防水层表面粉尘应清除并洒水湿润。
1.1.2、隧道中线、标高、断面尺寸和净空大小均须符合设计要求。
1.1.3、仰拱上的填充层或铺底调平层已施工完毕(扩孔隧道填充分两次施做),地下水已合理引排;
施工缝已按规范处理合格,基础部位的虚碴及积水必须清理干净。
1.1.4、整体模板衬砌台车、拌和站、输送泵、运输车、捣固机械等处于正常运转状态,计量准确,设备能力满足隧道二次衬砌混凝土施工需要。
1.1.5、二衬混凝土原材料储备满足施工需求,高性能混凝土配合比选定与试验已完成并能满足设计及验标要求。
1.1.6、二次衬砌作业区段的照明、供电、供水、排水系统满足衬砌正常施工要求,隧道内通风条件良好。
1.1.7、各种预埋件位置符合设计要求。
1.2、原材料及配合比准备
表2衬砌混凝土材料的技术要求
材料名称
技术要求
水泥
1)水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,水泥混合材宜采用矿碴或粉煤灰,水泥的强度等级不应低于42.5级,不宜使用早强水泥。
2)有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥。
3)不得使用过期或受潮结块的水泥,并不得将不同品种或强度等级的水泥混合使用。
细骨料
1)应优先选用天然中粗河砂,也可选用采用专门机组生产的人工砂,不宜采用山砂,不得使用海砂。
2)含泥量不应大于3%,泥块、云母、轻物质、硫化物或硫酸盐含量(折算为SO3)含量不应大于0.5%,cl-含量不大于0.02%,吸水率应不大于2%。
3)中级细骨料细度模数应为3.0~2.3,粗细骨料细度模数3.7~3.1。
粗骨料
1)粗骨料宜选用级配合理、粒性良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石或碎卵石,不宜采用砂岩碎石,松散堆积密度应大于1500kg/m3,紧密空隙率宜小于40%。
2)含泥量不应大于1%,泥块含量不大于0.25%,硫化物或硫酸盐含量(折算为SO3)含量不应大于0.5%,cl-含量不大于0.02%,针片状颗粒总含量不大于10,吸水率应不大于2%。
水
1)拌制混凝土所用的水,应符合现行《混凝土拌合用水标准》(JGJ63)的规定,PH值大于4.5,不得采用海水。
2)钢筋混凝土用水:
不溶物小于2000mg/L,可溶物小于5000mg/L,氯化物(以cl-计)小于1000mg/L,硫酸盐(以SO4计)小于2000mg/L,碱含量(以当量Na2O计)小于1500mg/L。
3)素混凝土用水:
不溶物小于5000mg/L,可溶物小于10000mg/L,氯化物(以cl-计)小于3500mg/L,硫酸盐(以SO4计)小于2700mg/L,碱含量(以当量Na2O计)小于1500mg/L。
外加剂
应符合现行国家标准《混凝土外加剂》(GB8076)、《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119)或行业标准一等品及以上的质量要求和其它有关环境保护的规定,品种和掺量应经试验确定。
掺合料
矿物掺合料应选用品质稳定的产品。
矿物掺和料的品种宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、矿渣粉或硅灰。
表3C35高性能混凝土理论配合比(㎏/m3)
砂
碎石
粉煤灰
减水剂
5~10㎜
10~25㎜
1
2.32
0.38
3.40
0.35(水胶比)
0.33
0.73%
298
690
113
1013
140
99
2.18
中材P.O42.5
梧州西江
平南丹竹
饮用水
湖南华盛
天津雍阳
表4C30高性能混凝土理论配合比(㎏/m3)
290
723
1019
142
105
2.77
1.3、机具准备
隧道单口施工,设备机具配置应结合隧道开挖方法、工期要求进行合理配置,配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2~1.5倍。
表5主要机械设备配置表(每班)
序号
机械设备名称
数量
装载机
1台~2台
2
输送泵
1台
3
混凝土罐车
3台~4台
4
10.1m模板台车
5
附着式振动器
16台~20台
6
插入式捣固棒
6台~10台
7
拌合站
1套
8
钢筋切断机
9
电焊机
6台
10
切割机
11
钢筋弯曲机
2台
2、防排水施做
具体见《隧道防排水施工工艺手册》。
3、衬砌钢筋施做
⑴钢筋的加工应符合设计要求,其允许偏差和检验方法符合表5规定。
表5钢筋加工允许偏差和检验方法
名称
允许偏差(mm)
检验方法
受力钢筋顺长度方向的全长
±
尺量
弯起钢筋的弯折位置
20
箍筋内净尺寸
⑵钢筋安装及保护层厚度允许偏差和检验方法应符合表6规定。
表6钢筋安装及保护层厚度允许偏差(mm)和检验方法
名称
允许偏差
双排钢筋,上排钢筋与下排钢筋间距
尺量两端、
中间各1处
同一排中受力钢筋水平间距
分布钢筋间距
尺量连续3处
箍筋间距
钢筋保护层厚度
+10、-5
尺量两端、中间各2处
⑶钢筋接头应设置在承受应力较小处,并应分散布置。
配制在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积,占受力钢筋总截面面积的百分率,应符合设计要求。
当设计未提出要求时,应符合下列规定:
①焊(连)接接头在受弯构件的受拉区不得大于50%,轴心受拉构件不得大于25%;
②在构件的受拉区,绑扎接头不得大于25%,在受压区不得大于50%;
③钢筋接头应避开钢筋的弯曲处,距离弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍。
④在同一根钢筋上应少设接头。
“同一截面”内,同一根钢筋上不得超过一个接头。
⑷采用电弧焊焊接,单面搭接焊,其搭接长度不得小于10d,双面搭接焊,其搭接长度不得小于5d,焊缝宽度不小于0.8d且不小于10㎜,焊缝高度不小于0.3d且不小于4㎜。
4、台车就位
⑴模板台车设计
模板衬砌台车必须按照隧道内净空尺寸为准,同时应考虑施工误差、贯通测量后的调整误差及预留沉落量等因素进行设计与制造,钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性。
衬砌台车经项目部验收合格后方可投入使用。
模板台车长度宜为10.1m(纵向搭接0.1m),工点设计应根据沉降缝、预留洞室和预埋管线位置综合确定。
模板台车侧壁作业窗宜分层布置,层高不宜大于2.0m,每层宜设置4~5个窗口,其净空不宜小于50cm×
50cm。
拱顶部位应预留接触网轨槽T型螺栓孔和2~4个注浆孔。
台车行走轨道支承枕木选用无开裂、腐烂的硬质木材,高度15cm,间距0.5m,行走轨道采用43kg/m钢轨。
严格控制轨顶标高,轨面高程误差不超过±
10mm,中线误差不超过±
10mm。
不扩孔隧道(4座)模板台车设计图见图5.2.3。
模板安装必须稳固牢靠,接缝严密,不得漏浆。
不扩孔隧道模板台车的走行轨在Ⅱ级及Ⅲ级硬质围岩段,宜设在底板垫层面上(内轨顶面下113㎝),Ⅲ~Ⅴ级围岩段,宜铺设在填充混凝土面上(内轨顶面下113㎝)。
模板表面要光滑,与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。
⑵测量工程师和隧道工程师共同进行中线、高程、横向法线测量放样。
⑶根据中线和标高铺设衬砌台车轨道,要求使用标准枕木和鱼尾板;
轨距与台车轮距一致,左右轨面高差<10mm。
起动电动机使衬砌台车就位。
涂刷脱模剂。
⑷起动衬砌台车液压系统,根据测量资料使钢模定位,保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致,拱墙模板成型后固定,测量复核无误。
5、安装挡头板、止水带、注浆管
清理基底杂物、积水和浮碴;
装设钢制或木制挡头模板,按设计要求装设橡胶止水带和背贴式止水带、横向排水管,拱顶注浆管,并自检查防水系统设置情况。
图2不扩孔隧道模板台车设计图
图3 扩孔隧道模板台车设计图
6、报检
自检合格后报请监理工程师隐蔽检查,经监理工程师签证同意后灌注砼。
7、灌注混凝土
7.1配合比设计
⑴泵送混凝土配合比,除必须满足混凝土设计强度和耐久性的要求外,尚应使混凝土满足可泵性要求。
混凝土的可泵性,可用压力泌水试验结合施工经验进行控制。
一般10s的相对压力泌水率不宜超过50%。
7.2砼搅拌
⑴混凝土各种原材料的质量应符合配合比设计要求,并应根据原材料情况的变化及时调整配合比。
一般情况下每班抽测2次,雨天应随时抽测。
⑵混凝土原材料计量后,宜先向搅拌机投放细骨料、水泥和矿物掺和料,搅拌均匀后加水并将其搅拌成砂浆,再向搅拌机投入粗骨料,充分搅拌后再投入外加剂,并搅拌均匀。
⑶水泥、砂、石储备要满足砼不间断施工需要。
⑷泵送混凝土搅拌的最短时间,不应小于3.0min。
⑸每种配合比的泵送混凝土全部拌制完毕后,应将混凝土搅拌装置清洗干净,并排尽积水。
7.3砼运输
⑴砼在运输中应保持其匀质性,做到不分层、不离析、不漏浆。
运到灌注点时,要满足坍落度的要求。
⑵混凝土宜在搅拌后60min内泵送完毕,且在1/2初凝时间内入泵,并在初凝前浇筑完毕。
⑶混凝土搅拌运输车装料前,必须将拌筒内积水倒净。
当运至现场的混凝土发生离析现象时,应在浇筑前对混凝土进行二次搅拌,但不得再次加水。
⑷混凝土搅拌运输车在运输途中,拌筒应保持2~4r/min的慢速转动。
当搅拌运输车到达浇筑现场时,应高速旋转20~30s后再将混凝土拌和物喂入泵车受料斗。
⑸混凝土搅拌运输车给混凝土泵喂料时,应符合下列要求:
①喂料前,中、高速旋转拌筒,使混凝土拌合均匀,若大石子夹着水泥浆先流出,说明发生沉淀,应立即停止出料,再顺转搅拌2~3min,方可出料。
②喂料时,反转卸料应配合泵送均匀进行,且应使混凝土保持在集料斗内高度标志线以上。
③中断喂料作业时,应使拌筒低速搅拌混凝土。
④严禁将质量不符合泵送要求的混凝土入泵。
⑤混凝土搅拌运输车喂料完毕后,应及时清洗拌筒并排尽积水。
7.4砼灌筑及捣固
砼自模板窗口灌入,应由下向上,对称分层,倾落自由高度不超过2.0m。
在砼浇筑过程中,观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况,当发现有变形、移位时,应及时采取加固措施。
施工中如发现泵送砼坍落度不足时,不得擅自加水,应当在技术人员的指导下用追加减水剂的方法解决。
混凝土浇筑应连续进行。
当因故间歇时,其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。
当超过允许间歇时间时,按接缝处理,衬砌砼接缝处必须进行凿毛处理。
纵、环向施工缝按照设计要求设置中埋式橡胶止水带。
混凝土浇筑分层厚度(指捣实后厚度)宜为振捣器作用部分长度的1.25倍,但最大摊铺厚度不宜大于600mm。
在新浇筑完成的下层混凝土上再浇筑新混凝土时,应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。
浇筑混凝土时,应填写混凝土施工记录。
采用插入式振动棒捣固,应符合下列规定:
⑴每一振点的捣固延续时间宜为20~30s,以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度,防止过振、漏振。
⑵采用插入式振动器振捣混凝土时,振捣器的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍,且插入下层混凝土内的深度宜为50~100mm,与侧模应保持50~100mm的距离,并避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。
当振捣完毕后,应竖向缓慢拔出,不得在浇筑仓内平拖。
泵送下料口应及时移动,不得用插入式振动棒平拖驱赶下料口处堆积的拌和物将其推向远处。
⑶对于有预留洞、预埋件和钢筋太密的部位,应预先制订技术措施,确保顺利布料和振捣密实。
在浇筑混凝土时,应经常观察,当发现混凝土有不密实等现象,应立即采取措施予以纠正。
8、混凝土拆模
二次衬砌拆模时间应符合下列规定:
①在初期支护变形稳定后施工的,二次衬砌混凝土强度应达到8.0MPa以上。
②初期支护未稳定,二次衬砌提前施作时混凝土强度应达到设计强度的100%以上。
③特殊情况下,应根据试验及监控量测结果确定拆模时间。
9、混凝土养护
混凝土浇筑完毕后的12小时以内开始对混凝土进行养护,混凝土养护的最低期限应符合表5.2.8的要求,且养护不得中断。
混凝土养护期间,混凝土内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不宜大于20℃,养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15℃。
浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。
当环境气温低于5℃时不应浇水。
第四章施工操作要点
1、监控量测
二次衬砌施作应符合以下要求:
①深埋隧道二次衬砌施作一般情况下应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行。
注:
变形基本稳定应符合:
隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和;
或水平收敛(拱脚附近7d平均值)小于0.2mm/d,拱顶下沉速度小于0.15mm/d;
或施作二次衬砌前的累积位移值,已达到极限相对位移值的80%以上;
或初期支护表面裂隙(观察)不再继续发展。
②围岩及初期支护变形过大或变形不收敛,又难以及时补强时,可提前施作二次衬砌,以改善施工阶段结构的受力状态,此时二次衬砌应予以加强。
3、隧道衬砌要遵循“仰拱超前、拱墙整体衬砌”的原则,初期支护完成后,为有效地控制其变形,仰拱尽量紧跟开挖面施工,仰拱填充采用栈桥平台以解决洞内运输问题,并进行全幅一次性施工。
二衬距掌子面距离:
Ⅱ级围岩地≤200m;
Ⅲ级围岩≤120m;
Ⅳ、Ⅴ级围岩≤90m。
4、仰拱施作完成后,利用多功能作业平台人工铺设防水板,绑扎钢筋后,采用液压整体式衬砌台车进行二次衬砌,拱墙一次性整体灌注施工。
混凝土在洞外采用拌和站集中拌和,混凝土搅拌运输车运至洞内,混凝土输送泵泵送入模,左右对称灌注,防止模板台车偏移。
5、二次衬砌施工前应仔细核对预埋件类型、数量以及安装里程和安装方法,并对不同专业类型预埋件出现相互矛盾的现象及时请设计院澄清,确保预埋件不遗漏、安装质量符合设计要求,从而为后续工程施工创造良好条件。
6、衬砌施工前必须认真执行技术交底制,使现场领工员及每一位施工人员做到心中有数,严格按技术要求施工,保证设计意图的实现。
7、在施工中,严格实行工序“三检制”—自检、互检、交接检,上道工序不合格,不准进入下道工序的施工。
每道工序自检合格后,再报请监理工程师检查,监理验收合格后方可进行下道工序的施工。
8、认真设计、严格控制混凝土配合比,做到计量准确,混凝土拌合均匀,坍落度适合。
9、混凝土下料高度超过2m时设串筒或溜槽;
浇灌混凝土应分层下料、分层捣固密实,防止漏捣,至排出气泡为止。
10、安装钢筋时,不得损坏及烧伤防水板,钢筋焊接时,设防火隔热挡板、防止烧伤防水板。
钢筋两端头应戴上与钢筋截面相适应塑料保护套,防止钢筋端头戳坏防水板。
11、衬砌不得侵入隧道建筑限界,衬砌施工放样时将设计的轮廓线扩大5cm。
12、混凝土灌注前及灌注过程中,应对模板、支架、钢筋骨架、预埋件等进行检查,发现问题应及时处理,并做好记录。
13、混凝土振捣时不应破坏防水层。
14、衬砌施工缝端头必须进行凿毛处理,并清理干净。
15、按设计要求预留沟、槽、管、线及预埋件。
16、砼衬砌灌注自下而上,先墙后拱,对称浇筑。
在施工过程中,如发生停电应立即起动备用电源,确保砼浇筑作业连续进行。
17、混凝土振捣时,不得碰撞模板、钢筋和预埋件。
18、泵送砼结束时,应对管道进行清洗,但不得将洗管残浆灌入到已浇筑好的砼上。
19、钢筋混凝土二次衬砌地段,必须用与二次衬砌混凝土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块,确保钢筋保护层的厚度。
20、严禁向混凝土料斗内加水。
21、砂、碎石堆要有标牌:
标明材料名称、产地、进场时间、数量、级配范围(碎石)、细度模数(砂)、检验日期和结果、可使用于何类混凝土结构物等内容;
进料、检验、用料台帐记录齐全。
22、上料斗之间加设隔板,避免上料时混杂。
第五章质量检验
验收标准:
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)。
1、衬砌模板台车、移动台架设计制造时必须以隧道设计断面为准,应考虑施工误差、贯通测量调差及预留沉落等因素。
钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性。
检验数量:
施工单位、监理单位检查每台衬砌模板台车、移动台架。
检验方法:
查设计资料、产品验收合格证明。
2、模板安装必须稳固牢靠,接缝严密,不得漏浆。
模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。
浇筑混凝土前,模板内的积水和杂物应清理干净。
施工单位、监理单位每一浇筑段检查一次。
观察。
3、二次衬砌在初期支护变形稳定前施工的,拆模时的混凝土强度应达到设计强度的100%;
在初期支护变形稳定后施工的,拆模时的混凝土强度应达到8MPa。
施工单位、监理单位每一浇筑段拆模前检查一次。
施工单位拆模前进行一组同条件养护试件强度试验。
监理单位见证试验。
4、拆除非承重模板时,混凝土强度不得低于2.5MPa,并应保证其表面及棱角不受损伤。
施工单位全部检查。
观察,检查施工记录。
5、模板安装允许偏差和检验方法应符合表7的规定。
表7模板安装允许偏差和检验方法
序号
项目
边墙脚平面位置及高程
15
尺量
起拱线高程
拱顶高程
+10
水准测量
模板表面平整度
2m靠尺和塞尺
相邻浇筑段表面高低差
检验数量:
6、预埋件和预留孔洞的设置应符合设计要求。
允许偏差和检验方法应符合表8的规定。
表8预埋件和预留孔洞的允许偏差和检验方法
预留孔洞
中心线位置
尺寸
预埋件中心线位置
7、钢筋进场时,必须对其质量指标进行全面检查并按批抽取试件做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验,其质量应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013)、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499)和《低碳钢热轧圆盘条》(GB/T701)等的规定和设计要求。
以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢筋,每60t为一批,不足60t也按一批计。
施工单位每批抽检一次。
监理单位见证取样检测或平行检验抽检次数为施工单位抽检次数的20%或10%,但至少一次。
施工单位全部检查质量证明文件并按批进行抽样做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验;
监理单位全部检查质量证明文件、试验报告并随机抽样进行见证取样检测或平行检验。
8、钢筋品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。
施工单位、监理单位全部检查。
观察,钢尺检查。
9、钢筋的连接方式必须符合设计要求。
10、钢筋接头的技术条件和外观质量应符合铁道部《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号)附录B的规定。
钢筋焊接接头应按批抽取试件做力学性能检验,其质量必须符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18)的规定和设计要求。
承受静力荷载为主的直径为28~32mm带肋钢筋采用冷挤压套筒连接接头时,应按批抽取试件做力学性能检验,其质量必须符合现行行业标准《带肋钢筋套筒挤压连接技术规程》(JGJ108)的规定和设计要求。
钢筋接头的外观质量,施工单位、监理单位全部检查。
焊接接头的力学性能检验以同级别、同规格、同接头形式和同一焊工完成的每200个接头为一批,不足200个也按一批计。
冷挤压套筒连接接头的力学性能检验以同等级、同规格和同接头型式的每200个接头为一批,不足200个也按一批计。
监理单位见证取样检测次数为施工单位抽检次数的20%,但至少一次。
钢筋接头外观检验,施工单位、监理单位观察和尺量。
焊接接头和冷挤压套筒连接接头力学性能检验,施工单位做拉伸试验,闪光对焊接头增做冷弯试验。
监理单位检查力学性能试验报告并进行见证取样检测。
11、钢筋的加工应符合设计要求。
⑴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。
⑵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(图7.3.5-2)。
⑶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)。
⑷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(图7.3.5-4);
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
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