百勺洋隧道二次衬砌 施工方案 中铁九局永武高速公路A3合同段项目经理部 二○○八年三月 1工程概况 1.1工程概述 百勺洋隧道为连拱隧道，全长160米。起止里程分别为K32+990-K33+150，全隧均位于直线上。 1.2地形地貌 本隧道进口地貌上属于丘陵剥蚀地貌，地形起伏较大，自然斜坡坡度：进口为38～40。，山脊较窄小，沟谷较窄，切割不深，植被发育。隧道区表层多分布较厚风化层，局部有基岩出露。 1.3地质构造及地震 该隧道场区地震基本烈度为Ⅵ级，地震波动峰值加速度为0.05g，中硬场地土动反应谱特征周期为0.35s，抗震设计按《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—89）执行。隧道区范围内未发现有滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。 1.4水文地质条件 隧道区地下水主要为风化带网状孔隙裂隙水及基岩裂隙水，前者赋存于残坡积层底部及基岩强风化带，后者赋存于花岗岩的断层破碎带及节理裂隙密集带中，一般地区其富水性及导水性弱，主要接受大气降水及地下水侧向补给，向沟谷排泄，流量随季节性而变化较大。本次勘察期间，地下水位皆高于隧道顶板。 勘察期间预测隧道左洞涌水量为332.27m3/d,预测隧道右洞涌水量为335.09 m3/d，该隧道进口段涌水量为80-110m3/d,出口段涌水量为25-40m3/d，洞身内地下水主要贮存在全风化-强风化层中，估算涌水量约500-600 m3/d。 据本次勘察地下水水样分析，天然地下水为HC03-Ca.Na型淡水，依据《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）附录D,对混凝土不具腐 - 1 - 蚀性。 种类 类型 LZDK-1 LZ5-1 长度(m) 60(双洞米以下同) 71 厚度(cm) 60 60 每延米衬砼数量(m3) 24.68 24.68 衬砼砼数量 1480.8 1752.28 每延米仰拱砼数量(m3) 9.08 9.08 仰拱砼数量 544.80 644.68 每延米仰拱片石砼回填数量(m3) 仰拱片石砼回填数量 每延米防水板数量(m2) 13.40 13.40 804.00 951.40 46.38 46.38 防水板数量(m2) 2782.8 3292.98 每延米钢筋数量(kg) 3371.83 3371.83 钢筋数量(kg) 202309.80 239399.93 - 2 - 2 施工进度安排 百勺洋隧道K33+005-K33+131二次衬砌砼施工从2008年4月1日开始至2008年7月31日完成。 3 技术人员、劳动力、机械、材料 3.1现场主要管理技术人员： 施工队长：杨少君 施工技术负责人：金岩 安全负责人：王孝忠 质检工程师：迟富荣 3.2劳动力、机械、材料已进场 4 施工方案及施工方法 4.1施工方案 二次衬砌砼支护按从出口到进口的顺序进行。具体施工步骤为： 绑扎仰拱钢筋 浇注仰拱砼 施工C15片石砼回填 浇注矮边墙 铺设防水板和盲沟 绑扎二衬钢筋及安装预埋件 测量并台车定位 安装端头模板 浇注二衬砼 拆模养生 下一循环 4.2施工方法 4.2.1施工准备 现场已经进行了详细的调查研究，对设计图纸进行了会审和核对，百勺洋隧道总体施工组织设计已经编制完毕。 洞身施工人员、设备机械已进场。 施工现场便道和临时设施、临时排水等已经完成。 工程用有关建筑材料、爆破材料已经进场并进行了相关实验。 导线复测和水准测量已经完成并经现场监理工程师核对完毕。 - 3 - 水电风设施已经组织完成。 4.2.2二次衬砌砼施工 4.2.2.1二衬施作时机的确定 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应符合不列条件： 1、各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定； 2、己产生的各项位移，已达预计总变形量的80%～90%； 3、周边位移速率小于0.1～0.2mm/d，或拱顶下沉速度小于0.07～0.15mm/d。 4.2.2.2砼衬砌施工工艺流程 施工工艺流程见附表。 4.2.2.3二衬机械化施工设备配套技术 1、机械设备配套 只有合理的机械选型、配套才能充分发挥机械效能，提高工作效率，加快衬砌速度，保证衬砌质量。一流的质量，需要一流的设备。一流的设备，就是能够满足施工生产需要，能生产出一流的产品所需的最佳机械设备组合。我们以此为原则通过多座类似的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调查研究，通过计算分析，优化机械设备配臵，使机械设备性能相匹配，与施工能力协调统一，每个洞口主要衬砌设备选型配套情况见下表 百勺洋主要衬砌设备选型配套表 序号 1 机械设备名称 自动液压 单位 台 数量 1 - 4 - 说明 长9延米 衬砌台车 2 3 4 5 6 自动计量 拌和站 配料装载机 砼输送车 砼输送泵 自制简易台车 套 台 台 台 台 1 1 2 1 2 由拌和站统一使用 由拌和站统一使用 6m3 HBT60 1台用于铺挂防水卷材， 1台用于二衬表面整修 2、保证衬砌作业连续性的措施 （1）合理配臵机械设备，储备充足的机械设备易损件，做到设备有用有备；加强机械设备操作手现场培训和设备检修保养。 （2）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）对工程量较大的部位采用双系统作业，即两套衬砌设备、两台输送泵左右侧同时工作，但宜适当放慢砼灌注速度，以避免台车上浮。 4.2.2.4衬砌台车制造、调试、就位及端部模板安装 1、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。 2、台车拼装后的调试处臵 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。 （1）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，再行紧固螺栓，并对部分连接部位加强焊接以提高台车的整体性。 （2）检查台车尺寸是否准确，掌握加工偏差大小情况，必要时进 - 5 - 行整修。 （3）衬砌前对模板表面用抛光机进行彻底打磨，清除锈斑，涂油防锈。 3、台车就位 （1）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，底面直接臵于己铺底或仰拱填充的砼地面上，保证台车平稳。轨道平面位臵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，使台车在砼灌注过程中处于良好的受力状态。 （2）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。 台车走行至立模位臵，用侧向千斤顶调整至准确位臵，并进行定位复测，直至调整到准确位臵为止。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，位臵是否准确，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、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。 4.2.2.5二衬施工组织指挥 - 6 - 1、指挥协调 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遗憾。因此，必须加强指挥协调力度。指挥协调人员定人、定岗，由项目部值班调度总体负责，指定施工队一名副队长协助。 衬砌台车、输送泵以及拌和站之间采用对讲机、电铃、口哨等工具进行有效联络，确保信息准确、及时传递。 2、一个衬砌作业工区的劳力组织 百勺洋隧道衬砌施工人员定员为37人（人员分工见下表），管理人员3人，实行定人定岗的班组长负责制，既独立，又统一，协调合作。 衬砌工区人员配备表 输 工 种 送 泵 司 机 人数 2 振 捣 工 6 木 工 6 电 焊 工 2 普 工 12 防 水 板 铺 挂 6 砼 养 护 整 修 3 每 洞 口 合 计 37 4.2.2.6仰拱及矮边墙先行施工，为台车就位创造有利条件 仰拱和矮边墙混凝土先行浇筑，便于台车就位和展开二次衬砌，并改善洞内道路状况，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多条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，此部分在砼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卷材接头，以及设臵预埋件和预留洞室等。 - 7 - 4.2.2.7预留洞室和预埋件的固定 隧道预留洞室和预埋件种类多、数量大，保证其尺寸和位臵准确是衡量二衬质量的一个重要方面。 1、钢筋砼衬砌地段，预留、预埋件固定在钢筋骨架上。 2、预埋钢管的设臵 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管口在灌注砼前作临时封堵。 4.2.2.8防水砼品质控制 1、二衬防水砼原材料质量控制：见表4.5.9 二衬防水砼原材料表 序号 1 2 原材料名称 水泥 砂 碎石 3 碎石 碎石 钢筋 4 钢筋焊接接头 规格 P.O 中砂 5～12mm 12～20mm 20～40mm 同型号每批量/60t抽检一次 同型号第300个接头抽检一次 每批量/100t抽检一次 每批量/400m3抽检一次 抽检频率 每批量/200t抽检一次 每批量/200m3抽检一次 5 防水剂 FS-P - 8 - 采购使用反击破碎石机组生产的碎石，通过调整筛孔尺寸，保证碎石的形状和级配。5～12mm、12～20mm 、20～40mm碎石分开堆放，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、砼坍落度控制：一般选14～16cm，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、外掺剂(料)的选用：防水剂根据设计要求选用FS-P型。 4、按施工配合比准确计量：自动计量器具须经具备资质的单位进行标定并定期校核，每次砼拌制前必须对计量器具进行检查，确保砼用料计量准确。 4.2.2.9减少二衬反弧段砼表面气泡，提高砼外观质量 在反弧段施工中，一是改善砼性能，二是控制砼坍落度（14cm），三是捣固方法得当，综合运用，可以减少减小反弧段气泡，有效改善衬砌砼表面质量。 4.2.2.10消灭砼接缝错台的措施 1、消灭环接缝错台：一是在台车就位前，将砼搭接部位及台车搭接部分表面彻底清理干净，使台车与砼表面尽量紧贴；二是加强台车支撑，应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40t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米灌注砼速度（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10厘米（曲线地段指内侧）。 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 - 9 - 程中模板翘曲变形而影响砼表面质量，以克服板块间拼缝处错台。 3、控制台车作业窗处错台和漏浆：作业窗关闭前，必须将窗口边框砼浆液残碴清理干净，并用湿抹布擦拭后锁紧压紧卡，并将关闭支点用楔形木塞紧，防止由于作业窗口关闭不严，使窗口部位砼表面形成凹凸不平的补丁甚至造成漏浆。 4.2.2.11衬砌砼封顶技术 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。 4.2.2.12拆模 按施工规范采用最后一盘封顶砼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，暗洞内二衬砼强度不小于2.5Mpa时拆模。 4.2.2.13砼养护 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。 4.2.2.14砼表面整修 拆模后，若发现缺陷，不得擅自修补，由技术人员共同研究后并经监理工程师批准后及时处理。 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。 - 10 - 4.2.2.15衬砌砼灌注作业中的几个工艺细节 1、砼灌注：砼采用分层、左右交替对称浇注，每层浇筑厚度不得大于1m。两侧高差控制在50cm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。 2、砼定人定位捣固：专职捣固手定人定位用插入式振动器捣固，保证砼密实；起拱线以下辅以木锤模外敲振和捣固铲抽插捣固，以抑制砼表面的气泡产生。灌注过程中严禁用振动棒拖拉砼。 3、钢筋保护层：钢筋砼衬砌采用泵送砼，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。因此适当加大混凝土垫块厚度并放慢砼灌注速度。 4、矮边墙顶面处砼接缝处理：砼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砼的连接，防止模板缝隙漏浆造成砼泛砂或露骨；同时起到润湿输送泵和管路的作用。 5、砼输送管路布臵：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。砼输送管路端部设臵一根软管，软管管口至浇筑面垂距控制在1.5m以内，以避免砼集料堆积和产生离析。 6、砼对称灌注更替时间控制：采取砼灌注时间和灌注高度两个指标进行双控，即单侧砼灌注高度达1m时，必须换管；单侧砼灌注间歇时间不超过砼的初凝时间，我们规定每侧连续灌注时间达70min时，必须换管。 4.2.3钢筋加工 1）材料要求：带肋钢筋要符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499-1998）的规定，光圆钢筋要符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-1991）的规定。 2）向监理工程师提供拟用于本工程钢筋的一式三份工厂试验报 - 11 - 告。工厂试验报告要有具有法律资格且能制约制造商的保证人（如政府质量监督部门）签字，且提供以下资料：轧制钢筋的生产方法；每炉或每批钢筋的鉴定（包括拉力试验，弯曲试验结果）；每炉或每批钢筋的物理化学性能。 3）环向钢筋需在加工棚先弯制成形，然后搬到待浇筑地段进行绑扎。纵向钢筋与环向钢筋间采用焊接连接，内外层钢筋与架立筋之间也采用焊接连接。 4）钢筋安装完毕，经自检合格后，由监理工程师检查，合格后，方可浇筑混凝土。 5）钢筋安装加工时不得损坏防水卷材，如防水板出现划破，需立即进行补焊。 本隧道设计初期支护与二次衬砌之间铺设一层防水板，防水板需带无纺土工布。防水板背后环向安设环向排水盲沟（软式透水管），盲沟底部接横向排水管道，由横向排水管道水流引向侧式排水沟，由侧式排水沟排出洞外。施工缝采用遇水膨胀型橡胶止水条防水。在衬砌结构发生变化处设臵沉降缝，沉降缝采用橡胶止水带，沉降缝宽2cm，内填沥青麻丝。 4.2.4防水层的施工 4.2.4.1防水板采用简易自制台车铺挂，台车长6 m。防水板预先在洞外根据设计宽度，进行粘结拼装成大块防水板，粘结要牢固，粘接处要进行至少6次压实。 4.2.4.2防水板在二衬前进行施工，铺挂采用无钉吊带铺挂，以保证防水板的整体完整。铺挂时，根据防水板背后的吊带位臵，在初期支护上划线作标记。然后用电钻钻孔，安装膨胀木螺钉，在木螺钉上安装吊环。木螺钉的安装位臵要考虑防水板的预留量。 - 12 - 4.2.4.3铺挂防水板时由拱顶开始，向两侧拱脚进行，铺挂时，吊带与吊环之间连接紧密牢固，大块防水板之间采用自动行走式焊缝机进行焊接，焊缝严密，平整。 4.2.4.4防水板施工要点：a、喷射混凝土表面整平，凹凸不平面的跨深比不大于1/6，对钢筋等尖锐的突出物要割除磨平，以免扎破防水层。b、防水层采用背吊法施工，每个吊点挂接牢固。c、防水卷材之间搭接宽度为10cm，并采用自动行走式热合机进行双缝焊接，用钢筋或木条压住接缝，焊缝要进行气密性检查，充气压力为0.15Mpa并保持恒压时间不小于2min，焊缝强度不得低于母体强度。 4.2.5橡胶止水带的施工 在衬砌结构发生变化处，设臵沉降缝。在沉降缝中埋臵橡胶止水带。 4.2.5.1止水带安装位臵采用事先加工好的与衬砌断面一致的圆环形木板进行定位。定位木板厚2cm，安放在端头模板内侧。定位木板外表面浸涂沥青防水层，并作为沉降缝的填缝料，永久安设在沉降缝中。 4.2.5.2首先将止水带用定位钢筋固定在设计位臵，然后安设定位模板，止水带的伸缩环卡在定位木板的中央，一半在待浇筑的衬砌断面内，另一半弯起紧贴在定位模板外侧。 4.2.5.3止水带、定位模板安装完成后，安装并加固端头模板。 4.2.5.4浇筑衬砌砼。拆除端头模板，移走衬砌台车，在一下衬砌断面调整衬砌台车，使其就位准确。将贴在定位模板外侧的止水带整平，拉直，并用定位钢筋固定。浇筑沉降缝另一侧的衬砌混凝土。 4.2.6防排水系统施工要求 4.2.6.1防排水系统必须安排有经验的、经过专门培训的专业人员 - 13 - 进行操作。 4.2.6.2防排水系统所使用的材料必须符合设计和规范要求。 4.2.6.3防水层施工要在初期支护变形基本稳定后，二次衬砌施作前进行。 4.2.6.4防水层铺设前，喷混凝土层表面不得有锚杆头或钢筋端头外露。对凹凸不平部位要进行修凿、补喷，使混凝土表面平顺。喷层表面漏水时，要及时引排。 4.2.6.5防水板与无纺布要密切叠合，整体铺挂。 4.2.6.6止水带在安装时以及在混凝土浇捣作业过程中，要注意止水带的保护，不得被钢筋、石子和钉子刺破，如发现有被刺破、割裂现象，必须及时修补。 4.2.6.7防排水系统施工要以防、排、截、堵相结合，因地制宜、综合治理为原则，达到防水可靠、排水畅通，经济合理，施工方便的目的。 4.2.6.8防排水系统施工完成后 ，洞内要达到如下标准:A、洞内无渗漏水。B、安装孔眼不渗水。C、洞内路面不冒水、不积水。 5 质量保证措施 5.1建立高效务实运转有序的质量保证体系，以工作质量保证工序质量，以工序质量保证工程质量。强化第一管理者为首的自检、自控体系，立足自控自检，责任落实到个人。 为保证工程质量，现场所有使用机械应定期进行保养，按规范严格操作。 5.2严把工程材料质量关，从选择料源到订货，采购进场过程中都要严格检测制度，一切工程用料必须经工程试验室取样检测，试验检测合格后方可采购进场。进场材料要分类存放、保管，在使用前进行 - 14 - 抽检，合格后方可使用。 5.3进场初期组织有关人员认真学习《技术规范》和质量评定标准，熟悉设计施工图纸，领会设计意图。对进场施工队伍进行质量意识教育和技术培训，技术工人必须持证上岗，使全体进场人员树立质量第一的意识。 5.4全面了解工程沿线第一手资料，编制较符合实际的实施性施工组织设计。依照实施性施工组织设计确定施工顺序，精心组织流水线平行作业，控制每道工序，狠抓工序衔接，在全员中认真贯彻ISO9002系列标准，实施施工技术、测量、试验、计量技术资料全过程的标准化管理，做到技术标准、质量标准、管理标准相统一。 6 安全保证措施 6.1施工期间严格遵照交通部部颁《公路工程安全技术规程》（JTJ07695）的有关规定执行，使安全生产责任到人。 6.2建立安全生产责任制，组织进场人员学习有关安全生产法规和安全操作规程。 6.3派专职安全人员负责日常安全生产工作，加强现场施工爆破监督，火工品领用、消耗管理。 6.4在施工地段竖立显示正在施工的警告标志，标志鲜明、醒目，同时施工区设立安全警戒线。 6.5建立安全生产定期检查制度，发现隐患及时整改。 7 环境保护措施 环境保护是保证社会生态平衡、保证社会人们身体健康的需要，是我国的一项基本国策。为了控制工程施工现场的各种粉尘、污水、水土流失以及噪声、振动等对环境的污染和危害，采用各种有效措施和各种渠道严格控制。 - 15 - 7.1施工现场、场地、汽车便道要硬化处理，并指定专人定期洒水清扫，形成制度，防止道路、场所扬尘。 7.2保护原有植被。对合同规定的施工界限外的植物、树林等尽力维持原状,严禁超出范围。 7.3工程完工后，及时对现场彻底清理，并按设计要求采用植被覆盖。 7.4对有害物质(如燃料、废料、垃圾等）要采取焚烧或其它措施处理后运至业主和监理工程师指定地点进行掩埋，防止对动、植物造成损害。 7.5施工废水、生活污水按在关要求进行处理，不得直接排入农田、河流和渠道。 7.6清洗骨料的水和其它施工废水，采取过滤、沉淀处理后方可排放，避免污染河道和周围环境。 7.7施工机械排放的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。 7.8生活污水采取二级生化或化粪池等措施进行净化处理，经检查符合标准后方准排放。 7.9在设备选型时选择低污染设备，并安装空气净化系统，确保达标排放。 7.10机械车辆途经居住场所时要减速慢行，禁止鸣笛。 - 16 - 质量保证体系框图 分部质检员：王效忠 质检工程师：迟富荣 项目总工：金岩 项目经理：梁金桥 施工队质检员：涂振宇 - 17 - 开孔班组 支护班组 安全环保体系（见下图） 开挖班组 支护班组 施工队专职安全（环保）员： 林小龙 安全环保检查、教育培训 项目副经理：杨少君 项目总工：金岩 项目经理：梁金桥 - 18 -
