高速公路隧道明洞拱墙衬砌方案

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1、高速公路隧道明洞拱墙衬砌施工工艺方案明洞衬砌施工应仰拱先行、拱墙整体浇筑。明洞拱墙衬砌在仰拱施作后，应根据洞口边仰坡的稳定情况及时施作，以确保洞口稳定。仰拱施作完成后，利用多功能作业平台先把受套拱影响部分的防水板、盲管盲沟、衬砌钢筋及预留预埋施作完成，再采用液压整体式衬砌台车作为明洞拱墙衬砌的底模。衬砌台车在铺设好的轨道上通过自身的行走机构、调节机构移位就位，根据测量放样成果复核到位后制动并锁定。不受套拱影响的衬砌钢筋、预留预埋在台车模板上进行安装和固定。然后，安装外模、挡头模板并加固。技术人员及质检人员复检模板、钢筋及预留预埋安装加固情况，确认无误后，报现场监理隐蔽检查验收签认。明洞拱墙衬砌

2、采用一次性整体灌注施工。混凝土在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运至洞内，混凝土输送泵泵送入模。砼终凝后，应及时进行养生，达到一定强度后方可拆除模板。明洞衬砌施工工艺流程见图1。图1 明洞衬砌施工工艺流程图监控量测确定施作衬砌时间1.套拱影响部分敷设防水板和盲沟，安装钢筋及预留预埋2.中线水平测量放样3.铺设衬砌台车轨道4.台车移位施工准备洞外混凝土拌合台车定位1.涂刷脱模剂2.水平定位立模3.拱部中心线定位4.边墙模板净空定位混凝土运输1.钢筋及预留预埋安装2.止水带固定3.清理基底钢筋安装混凝土泵送1.外模安装及加固2.装设挡头模板外模安装1.自检2.监理工程师隐检隐蔽检查捣 固灌

3、筑混凝土拆模养生1 衬砌模板1.1衬砌底模衬砌底模即为衬砌模板台车。模板衬砌台车必须按照隧道内净空尺寸进行设计与制造，钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性。衬砌台车经施工单位会同监理单位验收合格后方可投入使用。模板台车长度为12m，工点设计应根据沉降缝、预留洞室和预埋管线位置综合确定。模板台车侧壁作业窗宜分层布置，层高不宜大于1.5m，每层每侧宜设置46个窗口，其净空不宜小于45cm45cm。拱顶部位应预留24个注浆孔。模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。模板台车的走行轨铺设在填充混凝土面上。模板表面要光滑，与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。1.2衬砌外模衬砌外模包括衬砌

4、的上部模板及正面挡头模板。衬砌的上部模板采用装配式模板，模板可采用钢模或木模。钢模方案为：采用I16工字钢拱架作为模板骨架，每块模板用大号铁丝挂设于骨架内。模板骨架设置于模板的端部，框住模板向外位移，每块模板受两组骨架作用。骨架之间采用环向间距1.5-2.0m直径22mm或25mm螺纹钢筋作为纵向连接筋进行加固，连接钢筋置于骨架之上，焊接牢固。边墙部分受力较大，应增设槽钢剪刀撑和钢管斜撑进行加强处理。木模方案为：边墙部分采用方木加槽钢组合骨架。骨架由立柱和水平连接件组成，立柱为8080mm通长方木，间距约1.0m，底部用埋设的钢筋头抵住；水平连接件为10号通长槽钢，用螺杆通过槽钢中部预留孔铆挂

5、在每根方木上，每侧共设置两根，间距约1.0m，下面一根离地面约1.0m。槽钢与方木连接处均设置斜撑或水平支撑。模板采用大块木模排列固定于立柱方木上，每块木模至少与三根立柱连接，木模连接紧密，下面的缝隙用砂浆填塞。拱部采用模板架立筋、模板箍筋和大号铁丝夹压木模形成拱部外轮廓，模板架立筋与模板箍筋配对设置，在拱部环向通长布置，纵向间距约1.0m，大号铁丝穿过模板把架立筋、模板及箍筋连接在一起，环向间距拱腰以下约50cm、拱腰以上约100cm。架立筋采用16以上钢筋，箍筋采用22以上钢筋。模板与套拱范围之间存在的空隙可采用异型模板加于顺接，并注意保护防水板。钢筋的保护层应通过保护层垫块加于控制，外模

6、安装时亦应特别注意，避免安装不到位或支撑过渡造成钢筋保护层厚度不够。挡头模板通过台车端部加劲板上的预留连接孔安装角钢作为支撑，模板可采用定制钢模或模板拼接，角钢顶部通过大号铁丝或钢筋与外模骨架连成整体，边墙部分角钢支撑应用槽钢连成一体，并用斜撑通过槽钢对挡头模板进行正面支撑加固。模板表面与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。1.3模板的安装允许偏差和检验方法：见表1.3。表4.1.3 模板的安装允许偏差和检验方法序号检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1平面位置及高程（mm）15尺量：全部2起拱线高程（mm）10水准仪测量：全部3拱顶高程（mm）+10，0水准仪测量：全部4模板平整度（m

7、m）52m靠尺和塞尺：每3m测5点5相邻浇注段表面错台（mm）10尺量：全部2 衬砌钢筋钢筋加工弯制前应调直，并将表面油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净；加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕；利用冷拉方法矫直伸长率：级钢筋不得超过2，级钢筋不得超过1。钢筋的加工、安装及保护层厚度应符合设计要求，其允许偏差符合表8.1.2规定。钢筋接头应设置在承受应力较小处，并应分散布置。配制在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积，占受力钢筋总截面面积的百分率，应符合设计要求。当设计未提出要求时，应符合下列规定：焊（连）接接头在受弯构件的受拉区不得大于50，轴心受拉构件不得大于25；在构件的受拉区，绑扎接

8、头不得大于25，在受压区不得大于50；钢筋接头应避开钢筋的弯曲处，距离弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍。在同一根钢筋上应少设接头。“同一截面”内，同一根钢筋上不得超过一个接头。采用电弧焊焊接，单面搭接焊，其搭接长度不得小于10 d，双面搭接焊，其搭接长度不得小于5 d，焊缝宽度不小于0.8d且不小于10，焊缝高度不小于0.3d且不小于4。（4）预埋件、预留槽施工：本隧道的预留预埋设施较多，在衬砌钢筋施工前应认真对照设计图纸，预先准备预埋预留材料，在衬砌钢筋施工过程中按设计图纸指定的桩号、位置，并按正确的施工方法与衬砌钢筋骨架形成整体，确保预留槽模板稳固不漏浆、预埋件与衬砌钢筋连接牢固可靠预

9、留长度满足设计要求。（5）钢筋安装时应特别注意对防水板的保护，避免刺穿或焊渣烧伤防水板，甚至引发火灾。（6）若钢筋与排水管、预埋件、预留洞室、预留槽冲突时，可适当调整钢筋位置。3 明洞衬砌3.1 施工方法明洞拱墙衬砌采用全断面整体钢模衬砌台车作为内模，外模采用装配式的钢模或木模，混凝土集中拌制、搅拌运输车运输、泵送砼灌注，振捣器捣固，挡头模板采用钢模或木模。混凝土浇筑要左右对称进行，防止钢模台车偏移和外模爆模。砼生产采用自动计量拌合站拌合，砼拌合站设置应满足冬季施工要求。3.2 施工程序 明洞衬砌施作应符合以下要求：明洞拱墙衬砌在仰拱施作后，应根据洞口边仰坡的稳定情况及时施作，以确保洞口稳定。

10、当洞口边仰坡稳定时，可先施作暗洞1-2模二次衬砌后，再回头施作明洞拱墙衬砌，以达到最佳最优的作业空间配置。当洞口边仰坡失稳或有失稳趋势时，应进行临时加固，以延缓边仰坡继续失稳，并及时施作明洞衬砌。 测量工程师和隧道工程师共同进行中线、高程测量放样，受套拱影响部分钢筋、预留预埋、防水板、盲管盲沟应先安装到位。 根据中线和标高铺设衬砌台车轨道，要求使用标准枕木和鱼尾板；轨距与台车轮距一致，左右轨面高差10mm。起动电动机使衬砌台车就位。涂刷脱模剂。 起动衬砌台车液压系统，根据测量资料使钢模定位，保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致，拱墙模板成型后固定，测量复核无误。 在台车上安装明洞衬砌外部钢筋、预

11、留预埋；清理基底杂物、积水和浮碴；装设钢制外模及挡头模板。 自检合格后报请监理工程师隐蔽检查，经监理工程师签证同意后灌注砼。3.3 注意事项衬砌不得侵入隧道建筑限界，衬砌施工放样时将设计的轮廓线扩大5cm。混凝土灌注前及灌注过程中，应对模板、支架、钢筋骨架、预埋件等进行检查，发现问题应及时处理，并做好记录。混凝土振捣时不应破坏防水层。衬砌施工缝端头必须进行凿毛处理，用高压水冲洗干净。按设计要求预留沟、槽、管、线及预埋件，并同时施作附属洞室砼衬砌。砼衬砌灌注自下而上，先墙后拱，对称浇筑。在施工过程中，如发生停电应立即起动备用电源，确保砼浇筑作业连续进行。混凝土振捣时，不得碰撞模板、钢筋和预埋件。

12、泵送砼结束时，应对管道进行清洗，但不得将洗管残浆灌入到已浇筑好的砼上。（9）钢筋混凝土衬砌必须用与二次衬砌混凝土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块，或采用定型橡胶垫块确保钢筋保护层的厚度不小于60mm。（10）衬砌施工前应仔细核对预埋件类型、数量以及安装里程和安装方法，并对不同专业类型预埋件出现相互矛盾的现象及时请设计院澄清，确保预埋件不遗漏、安装质量符合设计要求，从而为后续工程施工创造良好条件。（11）混凝土浇筑要左右对称进行，防止钢模台车偏移和外模爆模。施工时应特别注意边墙部分模板的稳定，砼浇注至拱脚处时，应充分振捣，并停歇10-15min，确保拱部与边墙的良好连接。（12）拱顶部分砼浇

13、注，应先施工受套拱影响部分再施工外露部分，并人工配合布料、捣固、整形，确保拱顶砼饱满圆顺。4 泵送混凝土施工工艺4.1 原材料选择及其控制水泥的使用及保管水泥进场必须有出厂合格证，并经检验合格后方可使用。水泥进库后要注意保管，防止受潮。各种不同品种、标号的水泥应分别堆放，堆放时要考虑到先进先用的顺序，以免储存时期过长而失效。水泥出厂超过三个月有效期，或发现水泥有受潮结块现象时，均应经过鉴定后按情况使用。粗骨料粗骨料粒径应控制在0.30.4D（D为管径）范围之内，D=100mm时最大粒径不能超过25mm；D=125mm时，最大粒径不能超过30mm；D=150mm时，最大粒径不能超过40mm，且应

14、采用连续级配，针片状颗粒含量不宜大于10%。细骨料细骨料宜采用中砂，通过0.315mm筛孔的砂不应少于15%。外加剂及掺合料的作用防水剂：改善砼的和易性及抹光性，增加抗渗性，减少泌水，防止离析。抗裂膨胀防水剂：提高砼和易性，增加抗渗性，减少泌水及离析，防止砼开裂，可节约水泥，利于泵送。4.2 配合比设计泵送混凝土配合比，除必须满足混凝土设计强度和耐久性的要求外，尚应使混凝土满足可泵性要求。混凝土的可泵性，可用压力泌水试验结合施工经验进行控制。一般10s的相对压力泌水率S10不宜超过50%。泵送混凝土的水胶比宜为0.380.50。水胶比过小，和易性差，流动阻力大，容易引发堵塞；水胶比过大，容易产

15、生离析，影响泵送性能。泵送混凝土的砂率宜为38%45%。砂率过大，砼流动性差，泵送性能差，砂率过小，容易影响砼粘聚性、保水性，容易脱水，造成堵塞。采用高效减水剂时，泵送混凝土的坍落度宜控制在150180mm范围之内。泵送混凝土的最小水泥用量（含掺合料）不宜小于300kg/m3，水泥用量过小，影响管壁润滑膜的形成及质量。4.3 砼搅拌混凝土各种原材料的质量应符合配合比设计要求，并应根据原材料情况的变化及时调整配合比。一般情况下每班抽测2次，雨天应随时抽测。严格按照经批准的施工配合比准确称量混凝土原材料，其最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺合料）为1%；外加剂1%，粗细

16、骨料为2%，拌合用水为1%。混凝土原材料计量后，宜先向搅拌机投放细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后加水并将其搅拌成砂浆，再向搅拌机投入粗骨料，充分搅拌后再投入外加剂，并搅拌均匀。水泥、砂、石储备要满足砼不间断施工需要。泵送混凝土搅拌的最短时间，不应小于3.0min。每种配合比的泵送混凝土全部拌制完毕后，应将混凝土搅拌装置清洗干净，并排尽积水。4.4 砼运输砼在运输中应保持其匀质性，做到不分层、不离析、不漏浆。运到灌注点时，要满足坍落度的要求。混凝土宜在搅拌后60min内泵送完毕，且在1/2初凝时间内入泵，并在初凝前浇筑完毕。混凝土搅拌运输车装料前，必须将拌筒内积水倒净。当运至现场的混凝土发生

17、离析现象时，应在浇筑前对混凝土进行二次搅拌，但不得再次加水。混凝土搅拌运输车在运输途中，拌筒应保持24r/min的慢速转动。当搅拌运输车到达浇筑现场时，应高速旋转2030s后再将混凝土拌和物喂入泵车受料斗。混凝土搅拌运输车给混凝土泵喂料时，应符合下列要求：喂料前，中、高速旋转拌筒，使混凝土拌合均匀，若大石子夹着水泥浆先流出，说明发生沉淀，应立即停止出料，再顺转搅拌23min，方可出料。喂料时，反转卸料应配合泵送均匀进行，且应使混凝土保持在集料斗内高度标志线以上。中断喂料作业时，应使拌筒低速搅拌混凝土。严禁将质量不符合泵送要求的混凝土入泵。混凝土搅拌运输车喂料完毕后，应及时清洗拌筒并排尽积水。4

18、.5 砼灌筑及捣固砼自模板窗口灌入，应由下向上，对称分层，倾落自由高度不超过2.0m。在砼浇筑过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变形、移位时，应及时采取加固措施。施工中如发现泵送砼坍落度不足时，不得擅自加水，应当在技术人员的指导下用追加减水剂的方法解决。混凝土浇筑应连续进行。当因故间歇时，其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。当超过允许间歇时间时，按接缝处理，衬砌砼接缝处必须进行凿毛处理。纵、环向施工缝按照设计要求设置中埋式钢板腻子止水带。混凝土浇筑分层厚度（指捣实后厚度）宜为振捣器作用部分长度的1.25倍，但最大摊铺厚度不宜大于300mm。在新浇筑完

19、成的下层混凝土上再浇筑新混凝土时，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。浇筑混凝土时，应填写混凝土施工记录。采用插入式振动棒捣固，应符合下列规定：每一振点的捣固延续时间宜为2030s，以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。采用插入式振动器振捣混凝土时，振捣器的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜为50100mm，与侧模应保持50100mm的距离，并避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。当振捣完毕后，应竖向缓慢拔出，不得在浇筑仓内平拖。泵送下料口应及时移动，不得用插入式振动棒平拖驱赶下料口处堆积的拌和物将其推向远处。对于有预留洞、预埋件和

20、钢筋太密的部位，应预先制订技术措施，确保顺利布料和振捣密实。在浇筑混凝土时，应经常观察，当发现混凝土有不密实等现象，应立即采取措施予以纠正。因拱部采用插入式振捣器振捣砼比较困难，应采用附着式振动器进行振捣。附着式振动器不宜并联共振，整个模板台车的振动会对初凝的砼产生不利影响，应能单独启动。单独启动振动器，影响范围较小。4.6 拆模及养护衬砌拆内模及侧模时间应符合下列规定：在洞口稳定后施工的，衬砌混凝土强度应达到8.0MPa以上。洞口未稳定，衬砌混凝土强度应达到设计强度的100%以上。特殊情况下，应根据试验及监控量测结果确定拆模时间。 混凝土浇筑完毕后的12小时以内开始对混凝土进行养护，混凝土养

21、护的最低期限应符合表4的要求，且养护不得中断。混凝土养护期间，混凝土内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不宜大于20，养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15。浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。当环境气温低于5时不应浇水。表4.6 混凝土养护的最低期限混凝土类型水胶比洞内平均气温T（）养护期限（d）胶凝材料中掺有矿物掺和料0.455T102810T2021T20140.455T102110T2014T2010胶凝材料中掺有矿物掺和料0.455T102110T2014T20100.455T101410T2010T2074.7 泵送砼操作规程及其注意事项混凝土泵的操作人员必须经过专

22、门培训合格后，方可上岗操作。混凝土泵与输送管连通后，应按所用混凝土泵使用说明书的规定进行全面检查，符合要求后方能开机进行空运转。混凝土泵启动后，应先泵送适量水以湿润混凝土泵的料斗、活塞及输送管的内壁等直接与混凝土接触部位。经泵送水检查，确认混凝土泵和输送管中无异物后，应采用下列方法之一润滑混凝土泵和输送管内壁。泵送水泥浆；泵送与施工混凝土相同配合比但粗骨料减少50%的混凝土通过管道。开始泵送时，混凝土泵应处于慢速、匀速并随时可反泵的状态。泵送速度应先慢后快，逐步加速。同时，应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况，待各系统运转顺利后，方可以正常速度进行泵送。泵送混凝土时，如输送管内吸入了空气，应

23、立即反泵吸出混凝土至料斗中重新搅拌，排出空气后再泵送。泵送混凝土时，料斗内应保持足够的混凝土。当混凝土泵出现压力升高且不稳定、油温升高、输送管明显振动等现象而泵送困难时，不得强行泵送，并应立即查明原因，采取措施排除。可先用木槌敲击输送管弯管、锥形管等部位，并进行慢带泵送或反泵，防止堵塞。当输送管被堵塞时，应采取下列方法排除：重复进行反泵和正泵，逐步吸出混凝土至料斗中，重新搅拌后泵送。用木槌敲击等方法，查明堵塞部位，将混凝土击松后，重复进行反泵和正泵，排除堵塞。当上述两种方法无效时，应在混凝土卸压后，拆除堵塞部位的输送管，排出混凝土堵塞物后，方可接管。重新泵送前，应先排除管内空气后，方可拧紧接头

24、。泵送混凝土有计划中断时，应预先确定中断浇筑的部位，且中断时间不宜超过1h。管道清洗洗管前先进行反吸，以降低管内压力。洗管时，料管出口方向前方严禁站人。预先准备好排浆沟、管，不得将洗管残浆灌入已浇筑好的砼上。排除堵塞，重新泵送或清洗混凝土泵时，布料设备的出口应朝安全方向，以防堵塞物或废浆高速飞出伤人。管道安装原则管线宜直、转弯宜缓，以减少压力损失；接头严密，防止漏水漏浆，避免下斜，防止泵孔空管，灌筑点应先远后近，并符合下列要求：管道合理固定，不影响交通运输，不影响已绑扎好的钢筋，不影响模板振动。管道、弯头、配件存有备品，可随时更换。如遇混凝土泵运转不正常或混凝土供应脱节，可放慢泵送速度，或每隔

25、45min使泵正、反转两个冲程，防止管路中混凝土阻塞。同时开动料斗中搅拌器，搅拌34转，防止混凝土离析。严禁向混凝土料斗内加水。4.8 泵送砼的质量通病及防治措施泵送砼的质量通病及防治措施见表4.8。表4.8 泵送砼质量通病及防治措施质量通病原因分析防治措施蜂窝麻面1.模板漏浆；2.布料不均；3.高落差下料；4.气泡；5.局部积水和砼浆堆积。1.模板拼缝应严密。2.挡头板在浇筑砼前应浇水湿透，钢模拼缝处贴胶带纸密缝。3.加强组织,充分利用窗口，均匀布料。4.死角区人工二次倒运，严禁用振动棒摊平。胀模泵砼坍落度大，速度快，模板刚度不够，支撑不牢，突出鼓肚，甚至变形爆开。1.应进行分层分部浇筑。2

26、.输送管道严禁靠近支撑，冲击倒坍。3.侧压力计算，确保安全。预留孔洞坍陷变形1.泵送砼坍落度大。2.掺粉煤灰等砼早期强度低。3.模板刚度不够，变形。1.合理控制拆模时间。2.根据试验强度拆模。裂缝1.泵送砼坍落度大，水泥、水用量大，容易产生收缝裂缝，特别环向接头。2.砼温度裂缝。1.控制砼入模温度和水分蒸发速度。加强养护，撒水。2.砼内部与外界温差控制在20以内。砼接触不良1.模板漏浆，造成烂脖子。2.管道堵塞时间太长，造成砼冷接头。3.未插连接筋。4.跑模错台。1.接合处模板加强支撑，确保牢固。2.夹吹塑纸或海绵条。砼质量波动1.现场配合比控制不好。2.表面未清理干净。3.泵送开始或结束时，压力砂浆积存在砼中影响强度。1.加强砼各环节管理。2.坍落度波动小于2cm。3.禁止随意加水。4.清除残存物。4.9衬砌质量检验 混凝土结构外形尺寸允许偏差和检验方法应符合表8.2.2的规定。检验数量：施工单位每一浇筑段检查一个断面。混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀，不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。