洞室衬砌混凝土施工

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1、第八章 洞室衬砌混凝土施工8.1工程概述排水洞二次支护采用钢筋混凝土衬砌，并进行回填、固结灌浆处理。衬砌混凝土厚度50100cm，洞室底板和1.0m线以下边墙采用C40混凝土，1.0m线以上边墙和顶拱采用C25混凝土，其中排水洞0+1001+940桩号段类围岩顶拱不需衬砌，只施工底板与边墙混凝土。排水洞进口0-0170+000段采用C25混凝土浇筑引水渠。另外，洞室塌方区和施工支洞用C15混凝土回填。回填、固结灌浆处理施工方案详见第九章。本工程混凝土总量26306m3，钢筋制安1450t，各部位施工特性及工程量见表8-1。表8-1 排水洞及支洞混凝土工程量表项目部位特性单位数量备注混凝土浇筑排

2、水洞进口段浇筑C25混凝土m3925排水洞浇筑C40混凝土m39952浇筑C25混凝土m312412塌方回填C15混凝土m31000支洞浇筑C25混凝土m32014封堵C15混凝土m3300钢筋制安排水洞进口段底板插筋根3022，L=2m排水洞底板插筋根404022，L=2m钢筋制安t1334支洞钢筋制安t116变形缝处理排水洞沥青木板m2600厚2cm橡胶止水带m480651型支洞沥青木板m2140厚2cm8.2施工程序洞室衬砌混凝土采取“先底板，后边顶拱”方法，底板超前边、顶拱45个循环。洞室衬砌混凝土施工工艺流程见图8-1。泵送砼入仓图8-1 洞室二衬砌混凝土施工工艺流程图8.3排水洞衬

3、砌混凝土施工8.3.1总体施工方案底板、边墙下部混凝土采用组合钢模板，边顶拱混凝土采用钢模台车，跳仓浇筑，两者组成流水作业，边顶拱衬砌可在底板、边墙下部混凝土完成后第4天进行。边顶拱浇筑从洞身中部1#支洞交叉点向两端进行，分段浇筑长度初步拟定为12m，每个浇筑工作面同时布置4套液压式钢模衬砌台车。进口段混凝土在洞身段混凝土衬砌至靠近外侧时与外侧混凝土同时浇筑。根据不同的施工部位采取不同有混凝土运输措施，底板、边墙下部和洞身衬砌混凝土采用3m3混凝土搅拌车运输，然后泵送混凝土，每个浇筑工作面同时布置两台HB60型混凝土泵。排水洞进口段混凝土采用3m3混凝土搅拌车运输。排水洞衬砌混凝土施工方法见附

4、图。8.3.2洞室底板及边墙下部混凝土施工(1)洞室底板设有插筋，规格22，单根长度2m，间距1.5m，排距1.5m，共4040根。采用Y28手风钻钻孔，成孔清洗并经监理检查验收后，灌注砂浆，插入插筋，并外露0.3m。(2)底板、边墙下部混凝土浇筑采用组合钢模板，3m3混凝土搅拌车运输至混凝土泵，泵送混凝土入仓，50插入式捣固器振捣密实。对于类围岩，其边墙混凝土截面为0.35.5m，其模板采用P3015型组合钢模板，同时为便于人工振捣，模板与混凝土面同时上升，其固定采用48普通脚手架钢管排架支撑。(3)混凝土养护采用洒水养护。8.3.3洞室边顶拱混凝土施工8.3.3.1原材料与配合比水泥：应按

5、各建筑物部位施工图纸的要求，配置混凝土所需的水泥品种，各种水泥均应符合技术条款指定的国家和行业的现行标准。出厂前，应对制造厂水泥的品质进行检查复验，每批水泥发货前均应附有出厂合格证和复检资料。水泥运输过程中，应注意其品种和标号不得混杂，应采取有效措施防止水泥受潮。到货的水泥应按不同品种、标号、出厂批号、袋装或散装等，分别贮放在专用的仓库或储罐中，防止因贮存不当引起水泥变质。袋装水泥的出厂日期不应超过3个月，散装水泥不应超过6个月，快硬水泥不应超过1个月，袋装水泥的堆放高度不得超过15袋。外加剂：用于混凝土中的外加剂(包括减水剂、加气剂、缓凝剂、速凝剂和早强剂等)，其质量应符合DL/T5100-

6、1999中有关条文规定。应根据混凝土的性能要求，结合混凝土配合比的选择，通过试验确定外加剂的掺量，其试验成果应报送监理工程师。不同品种外加剂应分别储存，在运输与储存中不得相互混装，以避免交叉污染。水：本标混凝土拌和及养护用水取自深溪沟河水。拌和用水所含物质不应影响混凝土和易性和混凝土强度的增长，以及引起钢筋和混凝土的腐蚀。水的PH值应大于4。骨料：不同粒径的骨料应分别堆存，严禁相互混杂和混入泥土。细骨料的细度模数应在2.43.0范围内，测试方法按SD105-82中有关条文规定进行；砂料应质地坚硬、清洁、级配良好；其它砂的质量技术要求应符合SDJ207-82中有关条文规定。粗骨料的最大粒径不应超

7、过钢筋最小净间距的2/3及构件断面最小边长的1/4，素混凝土板厚的1/2，对少筋或无筋结构，应选用较大的粗骨料粒径。配合比的选定：各种不同类型结构物的混凝土配合比必须通过试验选定，并经监理工程师认可后严格执行，配合比试验方法应按SD105-82有关规定执行。8.3.3.2钢筋工程本工程洞室二衬钢筋制安量为1450T，其中施工支洞116T，排水洞1334T。(1)钢筋加工和运输所有钢筋均在钢筋加工厂内加工成型后由10T平板车运至洞室内各作业面，人工配合抬运入仓安装。(2)钢筋安装使用的钢筋表面洁净无损伤，并将油漆污染和铁锈等清洗干净，不使用带有颗粒状或片状老锈的钢筋。钢筋的安装位置、间距、保护层

8、及各部分钢筋的大小尺寸，均符合施工详图及设计文件的规定，安装偏差不超过招标文件技术规范的有关规定。在钢筋和模板之间设置强度不低于设计强度的混凝土垫块。在多排钢筋之间，采用短钢筋支撑以保证位置准确。安装后的钢筋要有足够的刚性和稳定性。钢筋架设完毕，按照设计图纸和施工规范要求进行详细检查，并做好纪录。在混凝土浇筑过程中，安排值班人员经常检查钢筋架立位置，如发现变形及时纠正。(3)钢筋连接所有结构钢筋均采用电弧搭接焊，单面焊缝搭接长度不小于10d，双面焊缝长度不小于5d，焊缝高度不小于10mm。钢筋接头要按规定错开，配置在“同一截面”的受力钢筋，其接头的截面积占受力钢筋总截面积的百分率符合规范和设计

9、要求。焊工必须有焊工考试合格证，并在规定范围内进行焊接操作。8.3.3.3模板工程(1)模板设计规划洞内二衬混凝土浇筑模板采用液压式钢模衬砌台车，全断面一次性完成。封头模板采用组合小钢模，局部辅助木模施工，1.5钢管作围另，从仓内焊拉筋固定。衬砌断面大小通过液压装置来调整。模板拆除通过台车卷扬机牵引行走。钢模台车设计如下： 主要结构本台车主要由支撑结构、行走结构、钢排架结构、交通结构、电气、液压系统组成。支撑结构：包括竖抽、横向和斜向支撑梁；行走结构：包括轨轮、台车底梁；钢排架结构：包括竖向、横向钢管、水平竹跳板或木板；交通结构：包括人行爬梯、中间平台等；电气系统：包括电机、电气控制柜、电阻箱

10、、电缆等。制作台车的主要材料支撑结构：选用工字钢、槽钢和角钢加工，根据上、中下不同受力条件，分别选用不同的型钢。钢排架结构：钢管选用40焊接钢管。钢管之间采用扣件连接。(2)钢模板的制作及使用要求钢模板制作钢模板的制作精度不仅直接影响管身混凝土质量、钢模板支立调整的速度，对台车结构本身也有不利影响。因此在加工制造中应注意除设置活动铰接缝外，不再有接缝，使钢模表面光滑；保证两节钢模板之间接缝密合，边缘平整；活动铰连接缝接触良好，能形成整体承受外加荷载。钢模板安装安装前，对运输中的变形进行校正，安装时边组装边校正，符合要求后才准使用；架立钢模时进行测量校正，以保证建筑物尺寸准确；为减小脱模时的粘结

11、力，浇筑混凝土前对钢模表面进行必要的润滑处理；侧壁浇筑时均衡连续上升，尽量将高差控制在允许范围内。拆模后及时进行除浆、校正、刷油处理。(3)模板施工现场质量控制在混凝土浇筑过程中，不断检查模板的定线和定位，出现偏差及时纠正。在混凝土浇筑过程中，安排专门的护模人员，经常检查，调整模板的形状和位置。对承重模板，安排专人进行监控，确保每段管身混凝土优质连续浇筑。在混凝土浇筑过程中，随时监视混凝土下料情况，不能过于靠近模板下料，振捣器也不能紧贴模板，而要保持一定的距离。8.3.3.4接缝处理(1)施工工艺施工段每12m分一道变形缝，缝宽20mm。缝间设环向651型橡胶止水带，变形缝内充填20mm厚沥青

12、木板。施工缝必须进行灌浆处理。施工缝内止水带安装后，能够形成一个连续密封的止水环，橡胶止水带采用硫化接头，其接头抗拉强度不小于止水带抗拉强度的85。靠近止水带的混凝土，止水带下面及止水带周围的混凝土要振捣密实，以确保混凝土与全部止水带紧密结合，避免止水带周围形成空穴。橡胶止水带的安装，须采取措施防止变形、变位和撕裂，伸缩缝混凝土表面平整清洁，如有蜂窝和麻面，须填平。钢筋不穿过缝面。(2)接缝止水施工质量保证措施建立健全现场管理机构，加强现场管理。成立专门的接缝止水施工责任组，施工前对施工人员进行系统专业培训，经考试考察合格后才能持证上岗。 从施工组织上加强对接缝止水施工的管理。施工前，充分作好

13、各项准备工作。对止水带进行焊接或其它连接试验，并按监理工程师批准的连接方法进行现场施工。混凝土施工前，将止水带清洗干净，不得残留泥土、水泥浆、油渍及其它影响混凝土与止水带粘接的杂物。加强止水带原材料的质量检查。止水材料进货后，及时核查其规格、型号，分类存放在室内。对已老化、有缺陷、损伤、孔洞等而影响其强度和防渗性能的止水材料，严禁使用。在止水带加工和安装过程中，聘请厂家和科研单位有关技术人员和专家加强现场指导，确保止水带的加工和安装满足设计要求。加强现场管理与监督，提高工艺质量。橡胶止水带接头按相关的设计要求进行检验。现场安装时，操作人员必须小心谨慎，轻拿轻放，避免与钢筋、模板等碰撞、挤压，以

14、防止水带变形或挂伤。加强止水带的保护，尤其在冬季混凝土停浇前，确保止水完好无损。8.3.3.5混凝土浇筑主洞二衬模筑C40混凝土总量为9952m3。(1)混凝土浇筑前8小时(隐蔽工程12小时)，通知监理工程师对浇筑部位的准备工作进行检查验收(检查内容包括：地基处理、已浇筑混凝土面的清理以及模板、钢筋、插筋、预埋件、止水等设施的埋设和安装等)，并提交混凝土浇筑的配料单，经工程师检验合格后进行混凝土浇筑。(2)混凝土浇注采用泵送法施工，安装时尽量能少弯管，以减少压力损失和避免堵管。泵管接头必须严密，对于大于7下斜管须在下弯处设排气阀，以防止发生气堵。每个工作面布置两台混凝土泵，第一台布置在第二台和

15、第三台钢模台车之间，第二台布置在靠近1#支洞的第一台钢模台车后2030m。 (3)开泵前须对混凝土泵进行彻底检查，一切正常后方可开泵。泵送混凝土前先清洗管路，然后泵送适量清水，以湿润管路、料斗和混凝土缸，再泵送适量与混凝土同配合比的砂浆，在料斗中砂浆未完全泵完、料位在搅拌轴以上时，加入混凝土料开始泵送。(4)混凝土泵送尽量保持连续进行，泵的料斗内经常保持足够的混凝土，以防止吸入空气形成阻塞。泵送过程中，如间歇时间超过45min或当混凝土发生离析时，必须卸掉料斗内的混凝土，立即用压力水清除管内残余的混凝土。泵送开始时的速度要先慢后快，逐步加速，同时观察混凝土泵的压力和系统的工作情况，待系统情况正

16、常后，方可按正常速度进行泵送。混凝土浇筑完毕后，拆开水平管与垂直管结合处的管卡，将垂直管内的混凝土料卸掉，然后再灌满水，用卡球将混凝土缸和料斗冲洗干净。混凝土泵操作工必须经培训合格后才能上岗操作。(5)混凝土浇筑时，由下而上，对称下料，保持混凝土浇筑平衡连续进行。混凝土下料倾落自由高度不宜过大，每层浇筑厚为40cm。在混凝土浇筑过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件的情况，若发现有变形、移位时，及时采取措施进行处理。混凝土振捣采用插入式振捣器。振捣时以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，并开始泛浆为准，避免过振、漏振和欠振。振捣器距模板的垂直距离不小于振捣器有效半径的1/2，每层浇筑厚度不大于40c

17、m。(6)为保证混凝土施工质量，尽量减少混凝土面气泡，混凝土采用二次复振的方法，即在混凝土正常振捣30min后再进行一次振捣，以排除混凝土内的气泡，保证混凝土表面光洁度。(7)保证混凝土密实度技术措施：泵送混凝土入仓自下而上，从已灌筑段接头处向未灌筑方向，分层对称浇灌，防止偏压使模板变形。充分利用台车上、中、下三层开窗，分层浇注混凝土。当混凝土浇筑面已接近顶部(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孔，安装排气管，其大小以50mm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内，且尽量靠前，以免被泵管中流出来的混凝

18、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(实为混凝土表层的离析水、稀浆)自排气管中流出时(以泵压0.5 MPa为宜)，即说明仓内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，并将挡板的圆孔堵死。8.3.3.6混凝土面的修整(1)有模板的混凝土结构表面修整混凝土浇筑浇注质量要求内实外光，成型后表面平整光滑，对于表面蜂窝、凹陷或其它损坏的混凝土缺陷按监理工程师指示进行修补，直到监理工程师满意为止，并做好纪录。修补时必须凿去缺陷部位薄弱的混凝土和个别突出的骨料颗粒，周边凿成陡坡或燕尾槽，凿毛后再用钢丝刷或加压水冲洗表面，采用比原混凝土等级高一级的砂

19、浆、混凝土或其它填料填补缺陷处，并予抹平，修整部位加强养护，确保修补材料牢固粘结，色泽一致，无明显痕迹。(2)无模板混凝土结构表面的修整根据无模板混凝土表面结构特性和不平整度的要求，采用整平板修整、木抹刀修整、钢制修平刀修整等不同施工方法和工艺进行表面修整，并达到规范规定的允许平整度偏差要求。8.3.3.7混凝土的养护在混凝土浇筑完毕后按监理人的指示选用洒水或薄膜进行养护。隧洞衬砌混凝土则应喷水养护，使表面保持湿润状态。养护应在混凝土浇筑完毕后1218h内开始进行，其养护期时间不低于14天，在干燥、炎热气候条件下，应延长养护时间至少28天以上。薄膜养护是在混凝土表面涂刷一层养护剂，形成保水薄膜

20、，涂料应不影响混凝土质量。使用薄膜养护应注意防止工人中毒。采用薄膜养护的部位，必须报监理人批准。8.4排水洞进口混凝土施工8.4.1概述排水洞进口段长17m，桩号0-0170+000，开挖并对两侧边坡采用预应力锚索处理(其施工方案同消力池出口预应力锚索施工)后，进行混凝土浇筑。引水渠呈7.129.50m的方形渠道， 混凝土强度等级C25，其中底板厚1.0m，两侧边墙呈倒梯形状，上下宽分别为2.1m、1.0m。8.3.2施工顺序进口段混凝土施工顺序为先浇底板，后浇边墙。8.3.3底板混凝土浇筑底板厚为1.0m，混凝土浇筑按大体积混凝土施工要求进行分层施工，分层厚度3050cm。混凝土运输采用3m

21、3混凝土搅拌车运输，经溜槽入仓。混凝土浇筑时主要采用50插入式捣固器振捣，30插入式捣固器辅助，每个浇捣点浇筑后，其上层混凝土浇筑间隔时间不超过2小时。底板养护采用蓄水养护，养护期不少于14天。8.3.4侧墙混凝土浇筑进口段混凝土浇筑模板采用P3015型组合钢模板，其固定采用48普通脚手架钢管排架支撑。混凝土浇筑按照3050cm分层施工。混凝土运输采用6m3混凝土搅拌车运输，经溜槽入仓。混凝土浇筑时主要采用50插入式捣固器振捣，30插入式捣固器辅助，每个浇捣点浇筑后，其上层混凝土浇筑间隔时间不超过2小时。由于侧墙混凝土浇筑养护较为困难，为此，考虑延迟拆除模板的方法。拆模时间不少于7天龄期，拆模

22、后继续洒水养护至不少于14天龄期。8.5塌方混凝土回填洞室开挖施工过程中，若遇围岩失稳造成塌方，需对塌方区用C15混凝土进行回填处理。先对塌方体开挖轮廓线外加设管棚和超前小导管灌浆进行预加固，固结后进行塌方体开挖、支护，清除塌方石渣料，然后按照洞室设计断面尺寸进行立组合钢模，用混凝土泵灌注C15混凝土充填整个塌方区，50插入式振捣器人工振捣密实，为便于人工振捣，模板与混凝土面同时上升，另外在浇筑过程中同时预埋灌浆管道，施工完毕进行回填灌浆。8.6施工支洞混凝土封堵待主洞混凝土浇筑及洞室回填灌浆和固结灌浆完成后，进行施工支洞的混凝土封堵。设计工程量为300m3，根据支洞断面尺寸为55m，平均每条

23、支洞封堵长度约为6m。施工方法为先将支洞与主洞相交处立组合钢模，浇筑1.0m厚的混凝土隔墙，然后再进行其余部分施工，混凝土浇筑采用HB60型混凝土泵分层浇筑，50插入式振捣器人工振捣密实。同时在施工过程中，预埋灌浆管道，施工完毕进行回填灌浆。8.7主要质量、安全措施8.7.1混凝土拌和质量控制(1)拌和站称量系统须经计量部门验收合格才能投入使用，并定期进行调校，确保称量准确；(2)实行混凝土出厂合格证制度，落实岗位质量职责，严禁不合格混凝土出厂；(3)加强设备保养，使设备处于良好工况。8.7.2混凝土浇筑质量控制(1)严格执行“三检制”验收仓号，未经监理工程师同意，不得进行上层混凝土的浇筑；(

24、2)注重仓面工艺，严格按操作规程施工，各工序严格执行质量自检，经工程质检部门验收合格前，不得进行下一道工序施工；(3)混凝土振捣应均匀，振捣以混凝土不明显沉降、无大量气泡冒出为好。严禁用振捣器平仓，以避免过度振捣造成混凝土骨料分离。仓内积水应及时排出仓号。真正做到混凝土内实外光。8.7.3模板工程质量控制(1)常规钢模板应使用专门的连接件-支立，并在浇筑前涂刷脱模剂；(2)模板严格按设计测量放点支立。支立固定完毕进行复测，确保建筑物位置及偏差满足设计及规范要求；(3)洞室衬砌时，对钢模台车的刚度、支撑加固方法和牢靠程度、面板的光洁平整度、接缝的密实度等进行重点检查，并做好详细的施工记录；(4)

25、设定监测控制点，进行浇筑过程中的变形移位观测。确保浇筑过程模板的变形及位移控制在规范允许的范围之内；(5)混凝土浇筑过程中，指派专人监护模板，对过程中的位移进行及时的调整及加固。8.7.4钢筋工程(1)工程用钢筋品种、数量应符合设计要求。(2)加工使用前，附着的油污、浮锈等应清除干净，确保其与混凝土的握裹力。(3)严格按设计测量放点安装。采用横撑、混凝土预制块等手段固定钢筋，以确保其满足设计位置的要求。(4)安装完毕，须经验收合格，才能进行下一道工序施工。(5)所有参与工程建设的技术工人，必须经过培训、考核合格后持证上岗。8.7.5其它(1)加强气象监测和气象预报，及时根据出机口混凝土的温度控

26、制范围，采取相应的运输、浇筑、养护等环节的温控措施，以满足设计和规范规定要求。(2)配备足够的人力和机械，确保混凝土振捣质量，杜绝漏振现象。(3)加强对混凝土的养护，采取适用于当地条件的养护方法，严格按照设计和规范要求对混凝土进行养护。8.8施工进度计划与强度分析根据招标文件设计要求，排水洞中类围岩顶拱不需衬砌，只施工底板与边墙混凝土。另外，排水洞出口附近1+94020+012段共72m可穿插于0+0001+940段开挖施工过程中进行衬砌施工，不占用衬砌施工的直线工工期。这样一来，大大地降低了洞室衬砌混凝土施工的强度。根据施工总进度安排，0+000m1+940段排水洞底板及边墙下部C25混凝土

27、施工时间为2006年4月6日2006年5月5日，历时30天，总工程量为11968m3，采用两个作业面同时施工，日强度为400m3/天。0+0001+940段共19400.7=1358m衬砌混凝土施工中，结合我公司类似工程经验和本工程实际情况，施工时共布置8台液压钢模台车，钢模台车施工工效按2天衬砌一分缝块考虑，衬砌混凝土分缝按12m计，每台钢模台车工效为180m/月。根据施工总进度安排，该段排水洞边顶拱衬砌于2006年4月10日2006年5月12日施工，历时33天，平均每台钢模台车施工强度仅为154m/月，日浇筑强度为290m3/天，可以满足施工需要。综上所述，高峰期混凝土施工强度为690m3

28、/天，施工布置时考虑一套HZS50拌和系统，按80%的生产能力计算，每天可生产混凝土768m3，满足高峰期混凝土浇筑需要。8.9资源配置8.9.1混凝土主要施工劳动力计划根据时间进度安排和混凝土浇筑强度要求，混凝土施工需要配置人员如下：工程师8名，施工工长6名，质检员6人、钢筋工30名，模板工30名，机械设备操作手28名，其它辅助工40名。混凝土工程施工高峰人数约150人。8.9.2混凝土施工主要机械配置计划主要施工机械见表8-2。表8-2 混凝土施工主要机械设备表序号名 称规格、型号单位数量备 注1混凝土搅拌机HZS50台21台备用2混凝土泵HB60台51台备用(及其配套管路)3插入式振动器50台164插入式振动器30台245电焊机BX-500台126混凝土搅拌运输车3m3辆5备用1辆7载重汽车8t辆2运钢筋和模板8汽车吊8t台1吊钢筋和模板