[优质文档]衬工

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1、5、二次衬砌、二次衬砌5.1 概 述在隧道及地下工程中常用的支护衬砌形式主要有：整体式衬砌、复合式衬砌及锚喷衬砌。整体式衬砌即为永久性的隧道模筑混凝土衬砌。复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌所组成，初期支护是帮助围岩达成施工期间的初步稳定，二次支护则是提供安全储备或承受后期围岩压力。初期支护按主要承载结构设计与施工；二次支护在III级以上围岩时按安全储备设计，在VI以下围岩时，则按承受后期围岩压力结构设计与施工，并均应满足结构要求。锚喷衬砌的设计基本上同复合式衬砌中的初期支护的设计，只要增加一定的安全储备量。根据上青隧道图纸可知，此隧道是V级围岩隧道，二次衬砌采用的是一次立模混凝土衬砌，故本章着

2、重介绍复合式衬砌中的二次支护施工。由于地质条件的复杂多变，尤其是在稳定性很差的V级围岩中，单靠工程类比进行设计施工，不能保证衬砌结构的可靠性和合理性。按照现代支护理论和新奥法施工原则，作为安全储备的二次支护是在围岩或围岩加初期支护稳定后及时施作的，此时隧道已成型，因此二次支护多采用顺做法，即由下到上，先墙后拱顺序连续灌注。在隧道纵向需要分段支护，分段长度一般为912，二次衬砌多采用模筑混凝土作为内层衬砌结构。由于时间因素影响很多，二次衬砌和仰拱的施作，直接关系到衬砌结构的安全。过早施工会使二次衬砌承受较大的围岩压力，拖后施作会不利于初期支护的稳定。因此，在施工中通过监控、量测，掌握围岩与支护结

3、构的变化规律，及时调整支护与衬砌设计参数，并确定二次衬砌和仰拱的施作时间，使衬砌结构安全可靠。5.2 二次衬砌5.2.1 一般规定 1、二次衬砌施工应符合现行的客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005160号）的有关规定，隧道中线、水平、断面和净空尺寸应符合设计要求。 2、二次衬砌及仰拱混凝土应满足设计的强度、防水性、耐久性等要求，原材料应进行检验，材料的标准、规格应符合铁路混凝土工程施工质量验收补充标准及客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005160号）的有关规定。 3、二次衬砌一般应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，不得侵入隧道建筑界限，衬砌施工放样时可将

4、设计的轮廓线扩大5。 4、二次衬砌除特殊断面外，应采用移动式模板台车，拱、墙整体浇筑，边墙基础与拱墙衬砌的水平施工缝应避开剪力最大的截面处。 5、混凝土生产应采用自动计量的拌合站、搅拌运输车运输，混凝土送入模的机械化流水线作业，以保证二次衬砌混凝土的质量。 6、二次衬砌混凝土搅拌时间不应小于3分钟，振捣时间宜为1030s且应避免漏振、欠振、超振。掺外加剂时，应根据加剂的技术要求确定搅拌时间。 7、二次衬砌混凝土应连续灌注，使用掺引气剂或引气型减水剂时，应采用高频振捣器振捣。8、每次脱模后，应对衬砌模板台车外模表面进行清洗，并在浇筑混凝土前刷专用脱模机，不得使用废机油及其他影响衬砌外观质量的材料

5、涂刷。9、二次衬砌混凝土厚度应满足设计要求，混凝土结构表面应做到密实平整、光滑圆顺、颜色均匀，接缝处无明显错台，且没有露筋、蜂窝、孔洞等缺陷。10、仰拱施工应超前拱墙衬砌，并尽量紧跟开挖工作面，IV、V级软弱不稳定围岩施工时，仰拱距开挖面不宜超过40，同时为解决和运输作业的干扰，应采用仰拱栈桥进行仰拱和底板施工。11、仰拱及填充应分开浇筑，且应全面灌注，仰拱和底板混凝土强度达到5mpa后行人方可通行，达到设计强度的100%后车辆方可通行。12、水沟、电缆槽盖板规格、尺寸、强度及外观质量符合设计要求，连接缝宽应小于5.13、二次衬砌每200，仰拱底板没500应按规定采用同样条件养护试件检测结构实

6、体强度1次。14、模板台车的制造应满足以下要求：模板台车的外轮廓在灌注混凝土后应保证隧道净空，门架结构的净空应保证洞内车辆和人员的安全通行，同时预留通风管位置。模板台车的门架结构、支撑系统及模板的强度和刚到应满足各种荷载的组合。模板台车长度宜为912。模板台车侧壁作业窗宜分层布置，层高不宜大于1.5m，其净空不宜小于450500，并没有相应的混凝土输送管支架或吊架。顶模应设置通气孔、注浆管。模板台车应设置足够的承重螺杆支撑和径向模板螺杆支撑。模板台车应采用43m或以上钢轨为行车轨道。整体质量：刚度要求：模板台车刚度宜采用有限元法进行校核。搭接部分变形不超过3，其他部分变形不超过2。模板厚度不得

7、小于10，单幅模板宽度大于1500。序号项目标准（误差）1轮廓半径 2 2模板平面度 22 3模板错台1 4模板接缝间隙 1 5表面粗糙度 抛光处理无锈蚀 6模板台车外轮廓表面纵向直线度误差 22510612 7工作窗板面与模板面弧度一致，错台、间隙误差 1 8模板台车前后端轮廓误差（测各高程弦长） 3 表：模板台车整体尺寸验收要求5.2.2 工序流程 1、隧道仰拱（底板）施工工艺流程栈桥就位隧道开挖清底、检查施做混凝土找平层施工缝处理隧底防水处理仰拱（底板）钢筋绑扎（如有）混凝土标高控制点埋设混凝土浇筑前检查浇筑混凝土混凝土养护 2、隧道衬砌工序流程施工准备防水板铺设钢筋绑扎（如有）台车就位

8、隐蔽检查灌注混凝土混凝土养护钢筋弯制及运输混凝土运输输送泵就位制作试件台车检修涂脱模剂脱 模3、隧道衬砌施工前，应开展以下准备工作：确定符合设计要求的水泥、钢筋、粗骨料、细骨料、外加剂等，对进场的材料进行检验和试验，并选定配合比。确定衬砌原材料的运输和存储方案。确定混凝土搅拌、计量、运输、浇筑、振捣、养护设备及数量。确定混凝土一次成型或分部施工方案，确定初期支护、仰拱填充、边墙基础、拱墙衬砌、回填注浆、沟槽施作相互间关系及工艺流程。确定仰拱填充混凝土行车、行人条件。确定衬砌混凝土拆模条件。设计制造衬砌模板台车及各种作业台架。选择满足上述要求的施工组织和各项资源配置，并在实施性和作业指导书中明确

9、，同时进行试运行确认其有效性。4、隧道衬砌施工后，清理场地和设备料具，为下一步工序创造条件，并对混凝土进行养护作业，分析检测不满足要求的项目及产生的原因并制定整改措施。5.3 模筑混凝土衬砌模筑混凝土衬砌依据图纸，可知上青隧道的二次衬砌采用的是模筑混凝土衬砌。模筑混凝土衬砌施工的主要工作有：准备工作、混凝土的制造与运输、灌注作业、养护拆模。必要时还应在成洞地段向衬砌背后压浆。5.3.1 混凝土施工一般要求（一）混凝土施工一般要求1、施工准备 施工放样中线、高程和断面尺寸都应在灌注前重新核对正确。拱圈与边墙的纵向端头外露处，立模时应设置预制成型的挡头板。木支撑侵入衬砌截面时，要尽可能拆除。2、拌

10、和运送 对混凝土拌和用的各种材料和添加剂，都应该按要求进行质量合格鉴定，选好配合比水水灰比，各种材料还要一定的储备量。 混凝土用料应严格称量，以保证配合比正确。采用机械拌和时，每次拌和时间约为1.52.5min，以拌和均匀、色泽一致为度。盛混凝土的容器不能露浆，运送时间一般不应超过45min，以防止混凝土初凝，最好采用混凝土搅拌运输车。3、灌注与振捣 混凝土入模的自由倾落度，应保证其不发生离析，一般不应超过2m。灌注拱圈应左右两侧对称分层进行，当使用插入式软轴捣固器振捣时，分层厚度一般为30cm；两侧灌注高度差最大不超过50cm。振捣时捣固器应插入到前一层内的一定深度。 灌注混凝土应连续进行，

11、若必须终止时，则不应超过混凝土的初凝时间，否则应做间歇灌注处理。4、养护和拆模 一般隧道内空气的而相对湿度大于90%时，不晒水养护；相对湿度在90%60%时，应洒水养护至少714d；相对湿度小于60%时，洒水养护1421d。凡对抗渗性要求高，掺有塑化剂以及水泥品种采用火山灰质或矿渣水泥者，都应该按上述养护期的较长天数进行；只有采用普通水泥而无特殊要求者，才按较短的养护期养护。 拆模时间按混凝土达到设计强度情况决定，不承重模板和端头挡板，一般达到2.5mpa时拆模；承重模板如曲墙线和单线隧道的拱圈等，达到设计强度的70%以上时方可拆模；围岩压力很大的单线、双线和多线隧道的拱圈，都应达到设计强度的

12、100%才能拆模。（二）各部位施工要求1、拱圈 在先拱后墙法中，拱脚地基松软可能引起较大沉陷时，应根据具体情况采用下列措施：如加大拱脚截面；夯填碎石层；加铺纵横方木和横向木板；在混凝土截面内纵向设粗钢筋或小钢轨；在严重松软地段采用挖井法做部分立柱式边墙以支顶拱脚。2、边墙 在先拱后墙法中，由于拱圈已经完成，边墙顶部与拱脚间有一个封口的工序，在距拱脚高约710cm时，边墙应停止灌注，经24h后，再用坍落度较小的同等级的混凝土认真捣固密实进行封口，以免混凝土固结硬化产生裂缝。3、底部（1）仰拱 仰拱拱座应在曲边墙施工时同时做好，灌注仰拱宜用低塑性混凝土，并由仰拱中心向两侧灌注至拱座。（2）隧底 隧

13、道底部灌注即铺底，厚度为10cm，隧道铺底顶部应根据轨顶标高控制，以保证纵横向坡度正确和表面平顺光洁。5.3.2 隧道压浆 二次衬砌背后回填注浆采用水泥浆液，配制浆液的原材料及配合比必须符合设计要求，为减少水泥浆泌水和提高水泥浆结石体强度，宜添加外加剂，回填注浆应符合下列要求： 1、注浆压力不宜过高，以克服管道阻力和衬砌背后阻力即可； 2、回填注浆应在衬砌混凝土达到设计强度的70%后方可进行。5.3.3 各种混凝土施工技术要求（1）泵送混凝土施工技术要求 1、混凝土坍落度 振捣时通常应为812cm； 不振捣时通常应为1521cm。 2、最小水泥用量 管径分别为100mm，125mm和250mm

14、时，其最小水泥用量分别为280每立方米，、290每立方米和300每立方米。 3、石子粒径 管径分别为100mm，125mm和250mm时，其石子粒径分别为不大于20mm、25mm和40mm。 4、泵送混凝土含气量应为5%为宜。（2）普通防水混凝土施工技术要求 1、采用的水泥强度等级不应低于32.5级； 2、水泥用量不得少于280kg每立方米； 3、水灰比不应大于0.6，灰砂比不应小于1：2.8 4、细集料宜用中砂，其砂率应高于普通混凝土5%8%； 5、混凝土中粒径0.16mm以下的砂，应占集料总质量的5%左右。（3）泵送防水混凝土施工技术要求 泵送防水混凝土施工，除应按前述磅送混凝土施工要求进

15、行外，尚应满足下列要求： 1、采用的水泥强度的等级不应低于32.5级； 2、水泥用量360kg每立方米（无外掺剂）； 3、集灰比宜采用5：1，灰砂比不应小于1：2.8（冬季施工时应适当降低水灰比）； 4、每立方米混凝土中，粒径0.315mm以下的砂不得小于400kg； 5、外加剂宜选用减小缓凝型，其掺量应冬夏有别，冬季施工时应掺用加气机。5.4 质量控制及检验 工班在作业时，按照下列标准进行质量控制，每道工序完成后，质检员按照下列要求进行检验。隧道二次衬砌质量控制及检验序号质量控制项目质量标准和要求施工单位检验方法监理检验方法备注1施工时间 1、深埋隧道二次衬砌施作一般在围岩和初期支护变形基本

16、稳定后进行，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；或水平验收小于0.2mmd、拱部下沉速度小于0.15mmd；或施作二次衬砌前的累计位移量已达极限相对位移量的80%以上；或初期支护表面裂纹不再继续发展。 2、围岩及初期支护变形过大或变形不收敛，又难以及时不强时，以改善施工阶段结构受力状态。监控量测和观察检查监控测量资料序号质量控制项目质量标准和要求施工单位检验方法监理检验方法备注2断面复测确保中线、高程、断面尺寸、净空符合要求全断面仪测量见证测量检查3衬砌台车 1、模板台车的门架结构、支撑系统及模板的强度和刚度应满足各种荷载的组合 2、模板台车的外轮廓在灌注混凝土后保证隧道净

17、空 3、双线模板台车长度宜为912m，三线为68m 4、模板台车应设置足够的承重螺杆和径向木板螺杆支撑 5、模板台车拱顶应在适当的位置设置混凝土的封堵装置和检查孔 6、二次衬砌拱、墙整体浇筑，而边墙基础高度的设置应避开剪力最大面 7、台车行轨宜采用43kg/m以上或刚度足够大的型钢为行车轨道制作并检算验收检查验收资料序号质量控制项目质量标准和要求施工单位检验方法监理检验方法备注4超挖回填 1、隧道拱、墙背后的局部坍落或坍塌，拱部范围与墙脚以上1m内的超挖，采用二次衬砌同等级的混凝土回填密实。特别是隧道拱顶在施作二次衬砌时，预留压浆管进行回填注浆。观察、尺量观察5模板安装 稳固牢靠，接缝严密，与

18、混凝土的接触面清理干净并涂刷隔离剂。允许偏差：模板表面平整度不大于5mm；边墙脚平面位置及高程15mm；超拱线高程10mm，拱顶高程0，+10；相邻浇筑断表面高程低差10mm。观察，平整度采用2m靠尺检查，其他水准测量和尺量观察、尺量并现场验收6衬砌混凝土施工 1、灌注前，应清除防水层表面灰尘并洒水湿润。 2、模板台车走行轨中线和轨面标高误差小于10cm,台车就位后启动微调机构，用仪器校正模板外轮廓与设计净空相吻合，并锁定台车。 3、钢筋混凝土二次衬砌施工段，必须用与衬砌混凝土相同配合比的细混凝土或砂浆制作垫块，确保钢筋保护层的厚度。主筋保护层尺寸应不小于30mm，迎水面主筋保护层厚度不小于5

19、0mm。 4、磅送混凝土坍落度一般为1518cm. 5、混凝土应对称、分层浇筑，分层捣固。 6、混凝土拌和时间：强振式不小于1.5min，自落式不小于2min。 仪器测量和尺量混凝土浇筑时旁站监理序号质量控制项目质量标准和要求施工单位检验方法监理检验方法备注7衬砌混凝土强度和抗渗等级 符合设计要求，按规定制作试件并养护。同条件养护每200m一组，标准养护不超过100每立方米同配合比混凝土不少于一次，同条件养护每组200m检测养护试件的抗压强度和抗渗等级见证取样8接头处理 纵向连茬面应凿毛病冲洗干净，素混凝土埋没长度120cm、直径200mm的钢筋，埋入60cm，间距4cm；环向施工缝应安装止水

20、条尺量观察9拆模时间 拆模时间按混凝土达到设计强度情况决定，不承重模板和端头挡板，一般达到2.5mpa时拆模；承重模板如曲墙线和单线隧道的拱圈等，达到设计强度的70%以上时方可拆模；围岩压力很大的单线、双线和多线隧道的拱圈，都应达到设计强度的100%才能拆模。同条件养护试块强度检测观察10衬砌厚度不小于设计厚度模板安装后尺量，之后采用无损检测法见证无损检测11底板厚度符合设计要求，底板超控部位用同等级混凝土回填尺量尺量序号质量控制项目质量标准和要求施工单位检验方法监理检验方法备注13仰拱厚度和顶面高程 符合设计要求，高程允许偏差15mm水准测量见证测量14仰拱填充混凝土厚度和底面高程 符合设计

21、要求填充混凝土在仰拱混凝土终凝后施工水准测量、尺量见证测量15仰拱施工 仰拱超前拱墙衬砌，其超前距离宜保持3倍以上衬砌循环作业长度尺量尺量16回填注浆 注浆管3m一处，采用M10水泥砂浆，初压0.10.15mpa,终压0.2mpa；注浆应保证回填密实；回填注浆应在衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后进行观察；无损检测；同条件养护试件压力试验见证检验5.5 安全及环保5.5.1 二次衬砌施工v（1）施工安全v施工作业前必须认真检查和处理支护作业区的危石，施工机具应布置在安全地带。v施工用作业台架应牢固可靠，并设置安全杆。v必须定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全。v施工应经常检查输料管

22、、接头的磨损情况、击穿或松脱等现象应及时处理。v施工中检修机械或设备故障时，必须在断电、停机条件下进行，检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员。v当采用加大风压处理堵管事故时，应先关机将输料管顺直，紧按喷嘴，喷嘴前方不准站人，疏通管路的作业风压不得超过0.5mpa。v喷射作业区应有良好的通风措施，作业区的粉尘浓度不得大于10每立方。作业人员需带防尘罩、防护帽等防护用具，作业人员应避免直接接触碱性液体速凝剂，不慎接触后应立即用清水冲洗。v非施工人员不得进入正在进行喷射的作业区施工中喷嘴前严禁站人。（2）环境保护开始施工时，必须进行环境因素识别，确定重要环境因素，制定相关的管理方案。临时

23、工程及场地布置应采取措施保护自然环境。隧道弃碴场坡面应设计进行复垦或绿化，渣顶平整满足施工图要求，坡脚进行防护，防止水土流失。施工场地布置时，在水源保护地区内不得取土、弃土、破坏植被等，不得设置搅拌站、洗车台等，并不得堆放任何含有害物质的材料或废弃物。施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃，并在生活区、生产区和洞门设置污水处理池，生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理池后排放。5.5.2 仰拱施工（1）施工安全开始施工前，必须对施工工艺中存在的危险源进行辨识和安全危险评估，编制安全管理实施方案，并制定相应的应急预案。施工机械使用、操作人员条件、检修保养、各种专用施工机具和料具、施工用电等应

24、严格执行铁路施工安全技术规程。施工过程中必须对施工人员加强安全技术交底，特殊工种必须经考试合格后方可上岗。进洞人员必须带好安全帽，洞内作业人员应佩戴防尘面具。开始作业必须保证安全，开挖时必须减少对围岩的扰动。爆破应检查爆破和开挖面情况，险情应及时处理。开挖面及未衬砌地段应随时检查。出渣时间洞内必须加强通风，保证洞内清晰，并且使洞内环境符合作业健康标准。（2）环境保护v开始施工时，必须进行环境因素识别，确定重要环境因素，制定相关的管理方案。临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境。v隧道弃碴场坡面应设计进行复垦或绿化，渣顶平整满足施工图要求，坡脚进行防护，防止水土流失。v施工场地布置时，在水源保护地区内不得取土、弃土、破坏植被等，不得设置搅拌站、洗车台等，并不得堆放任何含有害物质的材料或废弃物。v施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃，并在生活区、生产区和洞门设置污水处理池，生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理池后排放。