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隧道洞身二次衬砌混凝土施工方案

洞身二次衬砌混凝土施工方案

一、工程概况及主要工程数量

小峡沟隧道位于十堰境内。隧道右线长1946米。左线长1896米。其中V级围岩152米，IV级围岩2335米，III级围岩1355米。Z5+为C25钢筋砼，厚度50公分。Z4+为C25钢筋砼，厚度40公分。Z4为C25素砼，厚度40公分。Z3为C25素砼，厚度为35公分。防水混凝土总方量为35573立方。

施工准备从2010年7月2日开始至2010年8月6日结束。

衬砌混凝土施工从2010年8月6日开工某高档住宅安装施工组织设计p，2011年10月1日完工。

小峡沟隧道由我公司隧道队进行施工，施工技术部负责小峡沟隧道施工的技术服务，总负责：尹水章；技术负责人：邹治伟；质检工程师：彭念；隧道工程师：侯波；测量工程师：王利刚；实验工程师：谢文生。

四、二衬施作时机的确定

二次衬砌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需符合下列条件：

1、隧道周边位移速率明显下降；

2、水平收敛（拱脚边墙中部）速度≤0.2mm/d，拱顶或底板垂直位移速率≤0.1mm/d；

3、已产生的各项位移值已达预计总变形量的90%以上；

4、初期支护表面裂缝不再继续发展。

施工工艺见《二次衬砌施工工艺框图》。

六、二衬机械化施工设备配套技术

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的需要，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研究，通过计算分析，优化机械设备配置，使机械设备性能相匹配，与施工能力协调统一，我标段隧道主要衬砌设备选型配套情况见下表。

用于钢筋绑扎、铺挂防水板及二衬表面整修

2、保证衬砌作业连续性的措施

（1）合理配置机械设备，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、衬砌台车调试、就位

（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）施工示意见下页：

（3）台车拼装后的调试处置

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，再拧紧固螺栓，并对部分连接部位加强焊接以提高台车的整体刚度。

②检查台车尺寸部位是否准确，掌握加工偏差大小情况，必要时进行整修。

③衬砌前对模板表面采用抛光机进行彻底打磨，清除锈斑，涂油防锈。

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，底面直接置于已铺底或仰拱填充的砼地面上，保证台车平稳。轨道平面位置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。

台车走行至立模位置，用侧向千斤顶调整至准确位置，并进行定位复测，直至调整到准确位置为止。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，位置是否准确，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，还必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。

（5）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厚松木板制作，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。

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，由项目部专业工程师总体负责，施工队全力协助。

衬砌台车、输送泵以及搅拌站之间采用对讲机、电铃、口哨等工具进行有效联络，确保信息准确、及时传递。

每个洞口成立一个衬砌综合班组，分砼作业班、模板与预埋管件班、防水板铺挂班、砼养护和外表整修班四个班组。实行定人定岗的班组长负责制，统一协调合作。

劳动力：司机10人，砼工60人，木工16人，钢筋工22人。共108人。

主要机械设备：自动计量搅拌站2座，装载机4台，模板衬砌台车4台，砼搅拌输送车8台，砼输送泵4台，附着式振荡器60台，插入式振动棒16台及其它小型机具设备。

铺底混凝土先行浇注筑，便于台车就位和展开二次衬砌，并对改善洞内道路情况，营造良好施工环境。

九、预留洞室和预埋件的安置

1、钢筋砼衬砌地段，预留、预埋件固定在钢筋骨架上。

2、无筋衬砌在段采取的方法是在衬砌台车模板上钻孔用螺栓固定预留、预埋件。其优点是费用低廉，易于操作。

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管口在灌注前作临时封堵。

十、减少二衬反弧段砼表面气泡，提高外观质量

在反弧段施工中，一是掺加性能良好经监理工程师认可并检验合格的减水剂，以改善砼性能，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。

十一、消灭砼接缝错台的措施

砼接缝错台是二衬表观质量通病之一，采取措施如下：

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，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10cm（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。

十二、混凝土衬砌质量控制其他注意事项

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。

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。

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。

拆模后，若发现缺陷，不得擅自修补，由技术人员共同研究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，用海绵沾取水泥局部填补抹平。（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。

5、衬砌砼灌注作业中的几个细节

（1）砼灌注：砼采用分层、左右交替对称灌注，每层灌注厚度不得大于0.8m。两侧高差控制在30cm以内。灌注过程要连续，避免停歇造成“冷缝”，间歇时间超过1h则按施工缝处理。

（2）砼专人定位捣固：专职捣固手定人定位用插入式振动器捣固，保证砼密实；砼振捣外部采用附着式振动器；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。因此要适当加大混凝土垫块厚度并放慢砼灌注速度。

（4）砼输送泵管路布置：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。砼输送管路端部设置一根软管，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。

（5）砼对称灌注时间控制：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0.8m时，必须换管：单侧砼灌注间歇时间不超过砼的初凝时间，我们规定每侧边连续灌注时间达60min时，必须换管。

十三、模板台车衬砌作业循环时间表

二次衬砌作业循环时间表

预埋件安装、预留洞固定

二次衬砌理论上循环时间32~44h，考虑间歇时间，一般情况下，二次衬砌实际循环时间36~48h。

附图二次衬砌施工流程图

附图衬砌台车定位示意图

1、架经纬仪于衬砌台车前方中线点，定向。台车就位。

2、瞄准水平移动小车上中心标志，横向移台车直至重合。

3、水准仪测出台车拱顶内模标高，移动垂直支撑杆使其为设计标高。

4、在中心标志处挂垂球用五寸台法测出至侧面内模的长度，如不与设计长度相符，移动侧向支撑杆件，使其符合设计尺寸及要求。

5、再重新校正中心、拱顶标高、断面尺寸，使其各项符合设计要求。

6、模板台车施工每循环长12m。

十四、文明施工保证措施

严格遵守国家、十堰市有关文明施工的规定。把文明施工列为主要内容之一，制定出以“利于生产发展，维护环境卫生”为宗旨的文明施工措施，达到文明安全标准工地；

工程材料、制品构件、机具设备等分门别类、有条理堆放整齐；机具设备定机、定人保养，并坚持运行正常，机容整洁。同时在施工中严格按照审定的施工组织设计实施各道工序，做到工完料清，场地上无淤泥积水，施工道路平整畅通，以实现文明施工；

现场施工人一律佩带胸卡和安全帽，遵守现场各项规章制度，非施工人员严禁进入施工现场；

加强内业资料的管理。在工程施工中，文明施工的主要内容之一内业资料的管理，各种资料做到分类合理、齐全，字迹端正，内容详实，手续完整，存放有条有理；

加强施工现场的检查与监督，从严要求，持之以恒，使现场文明施工管理真正抓出成效。同时经常征求业主和施工监理工程师对文明施工的批评意见，及时采取整改措施，切实搞好文明施工；

按照业主及主管部门的指示要求，同时认真听取驻地监理的意见，协调好各方关系，搞好安全生产和文明施工，争创安全文明标准工地。

全体施工人员认真学习国家有关产品质量的政策、法规，增强“质量就是企业的生命”的观念。

同时把创优工作，作为一项重要内容贯穿到整个施工过程中，对全体施工人员，特别是各作业队的工人，经常进行质量教育，强化质量意识。牢固树立“质量第一”的观念，体现企业以质量、信誉取胜的道德风尚。

严格执行质量自检制度。对施工中每一道工序施工班组都必须自检，自检合格后，报质检工程师复检。

严格执行工程监理制度。充分做好质量自检工作的同时，还要有专职质检工程师积极配合监理工程师和业主对工程进行的质量监督检查。自检合格后，及时通知监理工程师检查签证，隐蔽工程经监理工程师签证后隐蔽。

实行质量责任制，逐级落实到施工班组，责任到人。建立质量奖罚制度，明确奖罚标准，做到奖优罚劣，杜决质量事故发生。

严格施工纪律，把好工序质量关，上道工序不合格不能进行下道工序的施工，否则质量问题由下道工序的班组负责。对工艺流程的每一步工作内容认真进行检查，使施工作业标准化。

坚持质量检查制度，按制度进行日常、定期、不定期检查，发现问题及时纠正，并对结果进行验证。

加强施工技术管理，严格执行以总工程师为首的技术负责制，施工管理标准化、规范化、程序化。认真校对图纸，严格按标准、规程组织施工。及时进行技术交底，发现问题及时解决，强化试验和监测工作，工地试验室负责现场原材料取样选样，各种材料的品质鉴定。

施工使用的各种检验、测量、试验仪器设备定期进行校核和检定，确保仪器设备的精度和准确度，要把好各工序中间的质量检验关，对加工的成品，半成品和隐蔽工程按要求认真检查验收，并报驻地监理工程师检查签证。

（1）、认真贯彻执行党和国家的安全生产方针、政策，严格执行部颁有关施工规范和安全技术规则，对施工人员进行岗前安全教育培训，牢固树立“安全第一、预防为主”和“管生产必须管安全”的思想意识。

（3）、制定实现安全目标和保障目标的规章制度。

（4）、加强现场管理，搞好文明施工，建立良好的安全施工环境。

（1）、所有进洞人员必须戴安全帽。施工人员，严格按照规定佩戴好防护用品。所有安全用品必须经有关部门验收后才能使用。

（2）、施工用电必须符合有关规定，电线、电缆不得放在水中。

（4）、台车上所铺设电线须用绝缘管套住。并定期检查线路是否破损、漏电，因二衬台车是整体钢结构台车，在线路残破损上要特别留意，做好安全措施。如有破损必须及时修复或更换相关线路。

（5）、因是洞内施工，场地受限，施工人员要特别注意避让行驶中的施工机械。在砼罐车卸料过程中要有专人指挥，罐车在行驶过程中要降低车速。

（6）、二衬施工结束后清洗输送泵时，要先将输送泵电源断开，另外要特别注意等输送泵压力归零后再去清洗泵机。严禁在输送泵压力未归零时就去清洗。防止压伤。

（7）、做好相关警示标志，工作面要做好通风、照明工作。保证通风良好、工作面要做到灯火通明。

（8）、做好进出洞登记，工序施工结束后，要清点人数，保证进洞人数与出洞人数一致。

十七、隧道二次衬砌工程C25混凝土配合比说明

2.混凝土配合比设计强度为25Mpa.

3.设计坍落度采用160～180mm。

4.水泥采用金龙有限公司水泥厂生产的强度等级P·O42.5旋龙牌水泥.

6.砂采用金沙公司汉江河中砂，细度模数为2.84，表观密度：2.725g/cm3。

7.粉煤灰采用襄樊余家湖电厂，等级为Ⅱ级。

9.水采用工地饮用水，外检合格。

（二）初步配合比的计算

计算配制强度（ƒcu,0）

根据设计要求混凝土强度等级ƒcu,k=25MPa，强度标准差σ按表查取σ=5，则配制强度为：

ƒcu,0=ƒcu,k+1.645σ=25+1.645×5=33.2MPa

混凝土配制强度ƒcu,0=33.2Mpa，粗集料为碎石，查表得aa=0.46、ab=0.07，计算混凝土水灰比为：

W/C=aa·ƒce／(ƒcu,0+aa·ab·ƒce)

=0.46×42.5／（33.2+0.46×0.07×42.5）

为了保证砼满足施工要求的坍落度160㎜～180㎜，保证砼强度采用水灰比W/C=0.43。

混凝土拌合物要求坍落度为160～180mm，根据粗集料的最大粒径查表得用水量mwo=205。

减水剂掺量4%，减水率14.8%

根据单位用水量及确定的水灰比W/C值，计算单位水泥用量

mco=175／0.43=407㎏/m3

碎石最大粒径31.5mm，查表选取混凝土砂率βs=38%

按质量法，假定混凝土的表观密度为рcp=2400kg/m3,将mwo、mco和βs代入方程得：

mso+mgo=2400―407―175

mso/mso+mgo=0.38

联立求解得：砂用量mso=691㎏/m3，碎石用量mgo=1127㎏/m3

混凝土初步配合比为mco：mso：mgo：mwo：mjo=407：691：1127：175:16.8

计算粉煤灰普通混凝土水泥用量（C）

计算每立方米粉煤灰混凝土的粉煤灰掺量为15%（F）,(Ⅱ级粉煤灰超量系数取1.2)。

（7）、最终基准配合比按质量化计算各种材料用量为

mco：mso：mgo：mfo：mwo：mjo=346：686：1120：73：175:16.8

=1:1.98：3.24：0.21:0.42：0.04

（三）、基准配合比设计（通过掺入15%的粉煤灰后，水灰比变为0.42.）

1、按计算配合比进行试拌，检验砼拌和物的坍落度为170mm，符合设计要求。其和易性、粘聚性、保水性，均符合施工规范要求。

以基准配合比水灰比0.42为基础，水灰比增减0.05，砂率不变，每立方各种材料配比如下：

每个配合比制作3组试件，标准养护7天、28天试压。

清水混凝土施工工艺不同水灰比的混凝土强度值见下表：

根据28d试压结果，现采用W/C＝0.42的配合比作为基准配合比。

（2）.最后确定试验室混凝土的设计配合比为：

mco：mso：mgo：mfo：mwo：mjo=346：686：1120：73：175：16.8

=1:1.98：3.24：0.21:0.42：0.04

大桥施工组织设计定稿（四）、施工配合比的计算

按碎石、砂实际含水量换算成施工配合比。