隧道仰拱及二次衬砌质量控制施工技术总结.docx

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隧道仰拱及二次衬砌质量控制施工技术总结

隧道仰拱及二次衬砌质量控制施工技术总结

中铁二局四公司贵广铁路项目部——黄思友

前言：

衬砌是隧道工程永久性承力结构的一部分，对提高隧道使用寿命和外观质量具有重要的作用，衬砌分为两个部分，一个是下部隧底的仰拱衬砌，一个是拱部的二次衬砌。

现在就对隧道仰拱和二衬分别介绍。

1．工程概况

1、仰拱施工

1.1仰拱施工工艺：

仰拱施工分段开挖，整体浇筑砼。

隧道仰拱采取先行并且全幅一次完成浇注的施工法，禁半幅施工，以起到早闭合，防塌的作用，并能够营造良好的施工环境。

为保证整体工期要求、仰拱、填充混凝土施工质量，避免施工运输对混凝土造成破坏，减少仰拱对施工进度的影响，降低施工

干扰，开挖和浇注混凝土时利用仰拱栈桥保证运碴车辆和其它车辆的通行。

填充混凝土在仰拱混凝土达到一定强度后整幅灌注。

施作仰拱砼时必须将基底清理干净，并且注意及时排水。

排干积水，对于有钢筋的仰拱施做还需绑扎钢筋，然后架立仰拱弧形模板，保护层采用PVC垫块保证，经监理工程师验收合格后浇注混凝土。

砼在拌和站集中拌制，砼运输车运入，梭槽入模，振捣器振捣密实。

禁施工产生纵向施工缝。

填充必须在仰拱砼达到强度后进行，支立侧模，一次浇注到位。

预留填充层浇筑时注意人工收面。

图1.1拆除弧形模板后仰拱效果图1.2填充预留层浇筑后效果

1.2质量控制点：

1.2.1仰拱钢筋的排距、间距是否满足要求

仰拱钢筋安装时每2m设置一根定位钢筋，测量放样，定出钢筋的顶、底标高，在定位筋上施作记号，保证钢筋的排距；每版仰拱在两侧、中心线设置纵向定位筋，按设计要求，作好标记，确定钢筋的间距。

仰拱施工工艺流程图

1.2.2仰拱外露钢筋的长度是否满足要求

仰拱外露钢筋的长度必须统一尺寸，并保证在同一截面上与二衬钢筋的搭接头不超过50%，相邻接头错开的距离按35d计，d为钢筋的直径。

1.2.3钢筋的焊接质量、长度

钢筋的焊接必须饱满，焊渣必须清除，焊接后钢筋必须处于同一轴线上，焊接长度按双面焊5d、单面焊10d计，d为钢筋直径。

1.2.4仰拱尺寸、弧度

仰拱与填充分开浇筑，仰拱必须一次成型，为保证止水带施工符合设要求，仰拱必须设置弧形模板。

1.2.5中心排水管的线型、标高

中心排水管安放标高必须格控制，保证排水通畅，并位于隧道中心线上，并保证设计要求。

1.2.6其他注意事项

在有泄水的地段，要注意纵环向盲管的包裹，和泄水的高度、角度控制。

在有接地钢筋的地需坐上标记，以便在拆模后将其找出，接入水沟电缆槽的接地端子。

图1.3仰拱泄水及综合接地

2、二次衬砌：

2.1二次衬砌施工介绍：

隧道拱墙衬砌根据监控量测资料在围岩及初期支护变形基本稳定后进行，适度紧跟开挖。

隧道二次衬砌采用12m衬砌台车，分段整体浇筑。

砼由洞外自动计量拌和站集中拌和，砼搅拌输送车运输至浇筑地点，然后由砼输送泵泵送入衬砌台车模板。

衬砌施工工艺流程图

施工前清理基底杂物、积水和浮碴。

准确测量使衬砌台车定位，保证衬砌台车中线与隧道中线一致及拱顶高程符合设计要求，衬砌台车经测量复核无误后，对拱墙模板进行固定；然后装设挡头模板，按设计要求装设止水带，并自检防水系统设置情况。

灌注混凝土自下而上，先墙后拱，对称浇筑。

混凝土浇筑时的自由倾落高度不宜超过2m，当超过时，采用滑槽、串筒等器具，或通过模板上预留的口浇筑。

为保证混凝土的密实性，采用高频振捣器振捣，辅以附着式震动器。

初期支护变形稳定前施工的二次衬砌，拆模时的混凝土强度应达到设计强度的100%；初期支护变形稳定后施工的二次衬砌，拆模时的混凝土强度应达到8.0MPa，当湿度不够时，脱模后喷雾洒水养护，养护期14天。

为保证衬砌混凝土与防水板及初支之间相互密贴，衬砌背后预埋注浆管，待混凝土达到强度后进行衬砌背后回填注浆。

2.2二次衬砌工艺标准及工艺措施：

二次衬砌工艺标准及工艺措施表

工艺标准

工艺措施

采用模板衬砌台车衬砌，不同断面型式须外挂新模板，混凝土施工采用自动计量拌和站拌和，泵送灌注，机械振捣。

按设计要求施做

二次衬砌应在围岩变形基本稳定且边位移速度有明显减缓趋势后可施做。

即：

拱脚水平相对净空变化速度小于0.2mm/d，拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d。

在特殊条件下应及时施作二次衬砌。

格按要求施做，加强对监控量测资料的分析、处理。

混凝土脱模后洒水养护不得少于14天。

设专人进行养生

隧道贯通前衬砌距贯通面最小距离应根据横向、高程贯通精度要求计算，并不得小于300m。

自检、自控

隧道净空测量：

直线地段每50m，曲线地段每20m测量一个断面。

使用断面仪按要求进行

衬砌厚度检查：

衬砌未施工完毕可直接尺量端面厚度，已衬砌地段可采用净空测量断面图与初期支护断面图相比较确定，也可参考无损检测报告（地质雷达法、声波法红外线法、瑞雷波法）。

全部检查、对比

2.3二次衬砌工艺标准及工艺措施：

2.2.1二衬厚度

二衬厚度不能小于设计厚度，在防水板施工前对初支断面用断面仪检测，对欠挖处处理后可进行防排水的施工；二衬台车就位后，用钢尺量测厚度，若不满足设计要求，必须退出台车进行处理。

隧道衬砌的厚度禁小于设计厚度！

2.2.2预埋件的埋设

二衬预埋件的埋设主要是接触网基础的埋设，埋设要求位置准确，与二衬钢筋的焊接牢固。

2.2.3钢筋保护层厚度

在设计有钢筋的地，二衬钢筋每平米设置四个保护层垫块，保证保护层的厚度，二衬浇筑过程中注意观察二衬钢筋有无贴模板及防水板。

2.2.4混凝土的振捣

二衬混凝土的振捣采用插入式捣固棒人工振捣和附着式振捣器振捣。

二衬浇注时必须配备两台以上插入式捣固棒，分层对称浇筑振捣。

2.2.5拱顶衬砌混凝土施工

混凝土泵送管从模板台车的进料窗口（从最低一级窗口逐渐上移）处注入混凝土。

当混凝土浇筑面接近顶部（以高于模板台车顶部为界限），进入封顶阶段，为了保证空气能够顺利排除，在堵头的最上端预留两个圆，安装排气管，其大小以φ50mm为宜。

排气管采用轻质胶管或塑料管，以免沉入混凝土之中。

将排气管一端伸入仓，且尽量靠前，以免被泵管中流出来的混凝土压住堵死，另一端即露出端不宜过长，以便于观察。

随着浇筑继续进行，当发现有水（混凝土表层的离析水、稀浆）自排气管中流出时（以泵压≤0.5MPa为宜），即说明仓已完全充满了混凝土，立即停止浇筑混凝土，撤出排气管和泵送软管，并将挡板的圆堵死。

封顶混凝土按规格操作，尽量从向端模向灌注，排除空气，保证拱顶灌注厚度和密实。

图2.1二衬台车及泵车

3、混凝土施工工艺质量控制

3.1混凝土配合比控制

拌制混凝土时，格按照配合比进行，材料的偏差不得超过设计及相关规的要求。

骨料含水率应经常检查，据以调整施工配合比。

雨天施工时，增加检测次数。

混凝土搅拌过程应始终控制坍落度，如与原定的不符，立即纠正。

3.2混凝土施工过程质量控制

混凝土采用专用的混凝土输送车运输，每车必须有供应单并注明使用部位，到现场由单位管理人员核准无误后能浇筑。

混凝土浇筑前计算工程量，合理安排混凝土运输车数量及频率，既要保证输送泵工作，又要保证混凝土在输送车存放的时间不超过规允时间。

混凝土生产后必须在规定时间灌注，若由于交通、车辆、现场等原因造成延误，超过时间的不准使用，也不允二次加水搅拌。

混凝土浇注前，对模板、钢筋、预埋件和输送管线进行检查，清除模板的杂物和钢筋上的油污等，确认模板具有足够的刚度和稳定性后能浇筑。

混凝土泵送前用适量的与混凝土同标号的的砂浆润滑管路，采用分段、分块、分层浇筑混凝土，分段长度以先浇层与后浇层到达的时间间隔不超过先浇层初凝时间为宜。

模板拆除时，必须在混凝土强度达到设计或规规定要求后可拆除。

图3.1混凝土试块制作

3.3混凝土灌注质量控制

混凝土灌注时其自由倾落高度不超过规要求，混凝土浇筑时从低处向高处分层连续进行。

如必须间歇时，其间歇时间应尽量缩短，并在前层混凝土初凝前将次层混凝土灌注完毕。

浇筑过程不得发生离析现象。

混凝土浇筑层厚度与振捣必须格按技术规和有关规定执行。

混凝土振捣人员必须是具有丰富施工经验、经过培训合格的专业人员，并挂牌上岗。

混凝土的养护必须编制混凝土养护作业指导书，并报监理工程师批准后格执行。

3.4混凝土防开裂保证措施

格控制水泥用量。

在保证设计强度、防水要求和施工工艺要求的前提下，减小单位混凝土的水泥用量，降低水化热，避免或减轻混凝土的收缩和开裂。

在混凝土中采用双掺技术（即掺粉煤灰和减水剂）是降低水化热和防渗防裂的有效措施，粉煤灰粒度较细，表面光滑，质地致密，与水拌和均匀后可以有效分隔水泥颗粒使之易于水化，提高水化速度，减小水化的需水量，降低隙率，提高混凝土的密实性。

格控制混凝土入模温度，以免温度过高混凝土收缩过大发生开裂。

格控制拆模时间，以免因拆模过早混凝土强度未达到要求发生开裂。

加强混凝土拆模后的养护，防止因砼水分蒸发散失过快引起砼收缩开裂。

砼采用喷雾洒水养护。

4、总结与展望

如上所述，只有从人工、模具、混凝土等有关的各个面入手，才能更好的做好仰拱与二衬的质量控制。

不过由于工法问题，本技术中仰拱总结仅限用于家寨隧道出口所用的仰拱整体弧形模板，其他工法所用的模板技术未能有进一步研究。

总的来说，仰拱与二衬的质量控制面很多，理论上的控制项目是一定的，但是实际施工中需要考虑的面更多。

如在现场控制好质量，需要更多的理论结合实际，灵活运用各项技术，来完善仰拱及二衬的质量控制施工技术，使仰拱及二衬的质量控制得更加符合规。

图4.1家寨隧道出口