2、洞门施工工艺工法

洞门施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-SD-0202-2011广州分公司 程建宏 李 斌1 前言1.1 工艺工法概况洞门是隧道洞口用圬工混凝土浇筑并加以建筑装饰的支挡结构物。它联系衬 砌和路堑或衬砌和桥梁，是整个隧道结构的主要组成部分，也是隧道进出口的标 志。洞门的作用在于支挡洞口正面仰坡和路堑边坡，拦截仰坡上方的小量剥落、 掉块、保持仰坡和边坡的稳定，并将坡面回水引离隧道，保证洞口线路的安全。1.2 工艺原理隧道洞门一般常采用直切式或斜切式两种型式。直切式洞门适用于山岭隧道 中洞口坡度较陡，边、仰坡开挖后，坡面过高，极易丧失稳定，此时可采用直切 式洞门；斜切式洞门适用于山岭隧道中洞口坡度较缓的地形，不但可以减少洞口 边、仰坡的刷坡面积，还可不(少)破坏地表植被，降低工程造价，而且能更好 地与周边的环境相协调。2 工艺工法特点2.1 按照设计要求对地层进行预加固，然后分层开挖支护，直至基底。2.2 基础混凝土浇筑前必须排除基坑内积水，认真验槽，并对基底进行固化处 理。2.3 根据钢筋混凝土施工工艺，浇筑明洞段模注混凝土。2.4 衬砌完成后，及时按照设计及规范要求施做防水层。2.5 混凝土达到一定强度后，对明洞进行回填。回填应两侧对称并分层夯实， 夯实顶部采用粘土封层。3 适用范围适用于公路及铁路隧道直切式或斜切式洞门施工。4 主要引用标准4.1铁路隧道施工规范(TB 10204)、新建铁路工程测量规范(TB 10101)、铁路隧道监控量测技术规程（铁建设2009138号，TB 10121）、高速铁路隧 道工程施工技术指南（铁建设2010241 号）、高速铁路隧道工程施工质量验收 标准（TB 10753, J 1149）、高速铁路工程测量规范（铁建设2009196号，TB 10601）、公路隧道施工技术规范（JTG F60）。4.2 设计图纸、合同文件及相关要求。5 施工方法5.1 洞门设计有混凝土现浇、预制混凝土块或石料砌筑洞门形式，遵循设计。5.2 洞门施工应避开雨季和严寒季节，并及早完成，同时洞门施工宜安排在与 隧道洞身施工不相互干扰的情况下，在洞口段衬砌完成后及时进行施工，围岩越 差越需尽早施做。5.3 直切式洞门5.3.1 混凝土直切式现浇洞门，采用大块定型钢模，高支模脚手架，泵车输送 混凝土、人工振捣的施工方法。5.3.2 混凝土预制块或石料砌筑，根据洞门设计图，在设计图上根据预制块砌 筑施工规范要求进行分块大样图绘制；对每块进行编号，在工厂进行预制和人工 在施工现场进行料石修凿，人工砌筑的施工方法。5.4 斜切式洞门5.4.1 采用隧道内二衬所使用的模板台车，按设计精确就位。5.4.2 洞门斜坡面外模板和挡头板按设计放样，应专门设计和制作，配套使用； 人工绑扎钢筋，泵车输送混凝土、人工振捣的施工方法。6 工艺流程及操作要点6.1 工艺流程洞门施工工艺流程图见图 1、图 2施工准备基底承载力检测隧道名牌、号标及排水预留孔洞检查与设计不符与设计不符基底绑扎钢筋、支立模板、浇筑混凝土洞口段及洞门基础开挖墙身测量放样墙身钢筋安装、支立模板浇筑钢筋混凝土施作洞门名牌截排水沟施工衔接排水设施拆模处理结束图1直切式洞门施工工艺流程图6.2 操作要点6.2.1 直切式洞门操作要点1 施工准备(1)施工用水、风、电力、便道、场地布置，机械设备，人员配置、材料准备(2)根据设计图纸及现场实际情况，详细分析并了解工程地质、水文地质情况， 制定合理的施工方案和施工措施；并进行技术交底。2 截、排水沟施工 按设计对基础四个角点进行测量放样，同时施做截、排水沟。3 洞口段及洞门基础开挖对洞口段及洞门进行基础开挖，基础地层为土质时，采用人工配合挖掘机开 挖，当洞口基础需爆破开挖时，应采取控制爆破技术。4 基底承载力检测采用轻型或重力触探仪对洞门基底进行承载力检测。5 基底绑扎钢筋、支立模板、浇筑混凝土(1) 当基础埋设的宽度、深度、承载力满足设计要求，并经现场监理检查验 收合格后，根据基础设计边线安装基础模型，绑扎基础钢筋，预埋墙身钢筋。(2) 基础钢筋、模型及预埋墙身钢筋验收合格后，现场做好混凝土浇筑准备 浇筑混凝土。6 墙身测量放样当基础混凝土达到 5Mpa 时，在基础表面进行墙身(端墙、翼墙)控制点的测 量放样，放样点用红油漆标识，并向作业人员进行现场交底。7 墙身钢筋安装、模板安装墙身钢筋安装、模板安装，钢筋绑扎前，调整基础预埋墙身钢筋，按设计接 长主筋，钢筋安装完毕后，安装墙身模型，墙身(端墙、翼墙)模型采用大块整 体钢模，表面涂刷脱模剂，模型安装接缝严密、平整，加固牢固，不跑模、不漏 浆。8 检查隧道名牌、号标及排水预留孔洞 当墙身钢筋及模板安装完后，按设计的隧道名牌、号标及排水预留孔洞进行 检查。9 浇筑钢筋混凝土(1) 墙身混凝土浇筑，墙身(端墙、翼墙)混凝土采用拌合站集中拌合，混 凝土运输车运输，混凝土输送泵泵送入模，插入式振捣器分层振捣成型。(2) 墙身(端墙、翼墙)混凝土浇筑完毕后，应及时对混凝土进行保水潮湿 养护，养护最低期限应符合有关标准要求。10 拆模 当墙身混凝土达到设计强度的 100%后，进行拆模。11 衔接排水设施 检查预留空洞并进行排水设施衔接。12 施作洞门名牌 按设计要求，对洞门名牌进行字样雕刻，安装洞门名牌。13 检查验收结束 填写报验申请单，报监理进行分部工程验收，工程施工结束。图2斜切式洞门施工工艺流程图6.2.2 斜切式洞门操作要点1 施工准备(1)施工用水、风、电力、便道、场地布置，机械设备，人员配置、材料准备 模板台车准备等。(2)根据设计图纸及现场实际情况，详细分析并了解工程地质、水文地质情况， 制定合理的施工方案和施工措施；并进行技术交底。2 洞口段基础开挖 对洞口段及洞门进行基础开挖，基础地层为土质时，采用人工配合挖掘机开 挖，当洞口基础需爆破开挖时，应采取控制爆破技术。3 基底承载力检测 采用轻型或重力触探仪对洞口及洞门基底进行承载力检测。4 洞口段仰拱初期支护、仰拱及填充混凝土施工(1) 当洞口段基础埋设的宽度、深度、承载力满足设计要求，并经现场监理 检查验收合格后，根据基础设计进行仰拱钢支撑安装并喷射初期支护混凝土，安 装仰拱钢筋及模型。(2) 仰拱钢筋、模型及预埋设施验收合格后，浇筑仰拱及填充混凝土施工。5 洞门模板(二衬模板台车)精确就位 (1)当仰拱填充混凝土达到设计强度的 70%时，在基础表面进行隧道中线点、 墙身控制点的测量放样，放样点用红油漆标识，并向作业人员进行现场交底。(2)通过动力牵引使二衬模板台车精确就位，按设计调整中线及标高。6 洞门钢筋安装 按设计对拱墙背进行钢筋安装。7 洞门分层安装坡面模板、挡头板放样安装当拱墙身钢筋安装适当高度时，进行坡面模板安装和挡头板放样安装。8 分层对称浇筑钢筋混凝土(1) 拱墙身混凝土应对称浇筑，拱墙身混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土 运输车运输，混凝土输送泵泵送入模，插入式振捣器分层振捣成型。(2) 拱墙身混凝土浇筑完毕后，应及时对混凝土进行保水潮湿养护，养护最 低期限应符合有关标准要求。9 养护、拆模 当拱墙身混凝土达到设计强度的 100%后，进行拆模。10 拱、墙背面防水层施工 按设计进行拱、墙背面防水层施工。11 拱、墙背面回填按设计及规范要求进行分层夯实回填施工。12 施做洞口排水设施、坡面绿化 按设计要求施作洞口排水设施、坡面绿化。13 检查验收结束 填写报验申请单，报监理进行分部工程验收，工程施工结束。6.2.3 洞顶回填及防排水处理 洞顶回填应在明洞外防水层施做完成且混凝土强度达到设计强度后进行，侧 墙回填应两侧对称进行。土质地层，应将墙背坡面挖成台阶状，用片石分层码砌 缝隙用碎石堵塞密实。拱部回填应两侧分层夯实，每层厚度不大于0.3m，两侧回 填土面的高差不得大于0.5m。回填与拱顶齐平后，再分层满铺填筑至设计高程。采用机械回填时，应在人工夯填超过拱顶1.0m以上后进行。拱顶需做黏土隔水层 时，隔水层应与边仰坡搭界平顺、封闭紧密，防止地表水下渗，并及时按照设计 图纸进行永久性洞顶绿化工程防护。7 劳动力组织人员配置应结合正洞施工进行配置，下表仅供参考：表 1 洞门施工人员配备表（单口每班）工种或职务人数专兼职安全员1质检员1测量工2工班长1试验工1砼运输、输送司机5电工1装载机司机2模型工6混凝土工5钢筋工6电焊工3挖掘机司机1吊车司机18 主要机具设备隧道单口施工，机械设备配置应结合正洞施工、工期要求进行合理配置，配套的生产能力应为均衡施工能力的1.21.5倍，下表仅供参考。表 2 洞门施工主要机械设备配置表（单口每班）9.1 易出现的质量问题9. 1. 1隧道洞门施做不及时，基础开挖存在超欠挖情况、承载力达不到设计要 求，端墙和翼墙的反滤层、泄水孔、施工缝设置不符合设计及规范要求等。9.1.2隧道洞门的模板及支（拱）架未进行设计，模板表面未清理干净，且露 浆影响混凝土外观质量，模板及支架拆除过早存在质量隐患。9.2 保证措施9.2.1 隧道洞门应及早完成，并应避开雨季和严寒季节。隧道洞门施工应遵照 以下规定：开挖后的坡面应达到稳定、平整、美观的要求。端墙应在土石方开挖后及时完成，基础超挖部分应用与基础同级混凝土和 基础同步浇筑，端墙及挡、翼墙的开挖轮廓面应符合设计要求。端墙、挡翼墙基础的基底承载力必须满足设计要求，承载力采用静力触探 试验或标准贯入试验检测，必要时采用载荷试验检测。端墙、挡翼墙基础位于软硬不均的地基上时，除按设计要求处理外还应在 分界处设沉降缝。洞门拱墙应与洞内相邻拱墙同时灌注。 端墙的泄水孔应与洞外排水系统及时连通。隧道洞门端墙和挡翼墙、挡土墙的反滤层、泄水孔、施工缝设置应符合设 计及规范要求。隧道洞门的截、排水设施应与洞门工程同步施工，当端墙顶部水沟置于填 土上时，填土必须夯填密实。隧道洞门检查梯、隧道名牌、号标的设置应符合设计要求。 9.2.2隧道洞门的模板及支（拱）架应符合下列要求：模板及支（拱）架应根据结构型式、荷载大小、地基土类别、施工设备和 材料供应等条件进行设计。模板及支架安装必须稳固、牢靠，模板及支架与脚手架之间不得相互连接。 模板接缝必须严密不漏浆。模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。混凝土浇筑前，模板内的积水和杂物应清理干净。端、翼墙模板及支（拱）架拆除时，混凝土强度必须符合设计要求，设计 无要求时，混凝土强度必须达到设计强度等级的 100，非承重模板拆除时混凝土 强度不得低于设计强度等级的 85%。10 安全措施10.1 主要安全风险分析隧道洞口集埋深浅、石质较差、受力结构复杂等不利因素于一体，处理不当极易发生坍方，现浇混凝土的模板发生爆模致使混凝土坍塌而造成人员从高处坠 落。10.2 保证措施对隧道洞门施工安全风险进行分析，编制洞门施工方案；加强施工的过程控 制与监测，确保隧道洞口围岩的稳定；模板受力通过检算，采用有足够强度和钢 度的模板，对其强支撑确保稳定性。11 环水保措施11.1 不得向山体排放、倾倒工业废渣、生活垃圾，或者在江河、湖泊、运河 涵渠、水库最高水位线以下的滩地和岸坡存贮固体废弃物。11.2 设置简易有效的隔油池，临时食堂及机械车辆设备冲洗所产生的污水经 隔油池处理排放，定期清掏隔油池内油和杂物。11.3 临时厕所应设置化粪池并采取防漏措施，施工现场的临时厕所采取水冲 式，蹲坑上加盖，并有防蝇、灭蛆措施。11.4 及时清理、清扫施工现场，尤其是洒落的弃渣。保持场地清洁，避免不 洁物质与大气降水接触，污染水体。12 工程实例12.1 直切式洞门12.1.1 工程简介 由中铁一局集团有限公司广州分公司承建的南广铁路固哨顶隧道，全长 720 米。隧道进出口采用直切式洞门。12.1.2 施工情况固哨顶隧道进出口为直切式洞门，采用定型钢模板分层浇筑法施工。端墙分 三次浇筑成型，首次浇筑高度为2.4m，第二次浇筑至两侧端墙标高处，第三次浇 筑端墙中间部位及帽石；挡墙首次浇筑与端墙同时完成，再一次浇筑至设计高度。 施工缝处均需预留接茬筋，砼做凿毛处理；施工工期为 30 天。12.1.3 建设效果及施工图片见图 3、图 412.2 斜切式洞门12.2.1 工程简介由中铁一局集团有限公司广州分公司承建的深圳南坪快速路新屋双向八车道 隧道，全长 686 米。隧道进出口采用斜切式洞门。12.2.2 施工情况 新屋隧道进出口为斜切式洞门，采用二衬施工模板台车，洞门斜坡面外模板 和挡头板按设计放样，专门设计和制作，配套使用；人工绑扎钢筋，泵车输送混 凝土、人工振捣一次成型的施工方法。施工工期为 20 天。12.2.3 建设效果图 3 直切式洞门施工图图 4 直切式洞门效果图图 5 斜切式洞门效果图