隧道二次襯砌施工技術總結(jié)

一、總體施工方案 

隧道襯砌通常遵循“仰拱超前、拱墻整體襯砌”的原則，初期支護完成后，為有效地控制其變形，仰拱盡量緊跟開挖面施工，仰拱填充采用棧橋平臺以解決洞內(nèi)運輸問題，并進行全幅一次性施工。仰拱施做完成后，利用多功能作業(yè)平臺人工鋪設防水板，綁扎鋼筋后，采用液壓整體式襯砌臺車進行二次襯砌，拱墻一次性整體灌注施工。混凝土在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土攪拌運輸車運至洞內(nèi)，泵送混凝土澆筑，插入式搗固棒配合附著式振搗器搗固。

模板臺車施工：隧道使用臺車施工，臺車設計總長12m，臺車搭接10cm，每一循環(huán)臺車襯砌長度為11.9m，隧道環(huán)向施工縫為11.9m一道，水平施工縫設在路面下0.15m位置。

隧道防水施工：隧道內(nèi)采用簡易臺架鋪設防水材料。

隧道鋼筋施工：集中鋼筋加工廠加工，再運輸至隧道二襯鋼筋施工部位， 采用防水板簡易臺架作為鋼筋綁扎施工平臺進行鋼筋施工。

隧道二襯砼施工：砼輸送泵自地面泵送砼至模板臺車處，砼灌注以自密實為主，人工配合采用搗固棒振搗。

 

二、施工工藝

2.1 施工工藝流程

2.2 隧道初支斷面凈空測量

在隧道二襯施工之前，先由測量組對隧道初支斷面凈空進行測量，對隧道凈空進行檢查，完成后將測量成果上報。提前對侵限部分進行處理，處理完成后進行復測，并經(jīng)監(jiān)理檢查合格后方進行下一道工序。二襯拱墻施工

（1）拱墻測量放樣

首先，檢查邊墻基礎施作結(jié)構(gòu)尺寸，檢查是否滿足拱墻襯砌凈空和模板臺車就位尺寸。如邊墻基礎結(jié)構(gòu)侵入模板臺車就位凈空，應進行修鑿處理。凈空滿足要求后，使用水準儀操平在隧道兩邊邊墻基礎上用紅色油漆標出模板臺車就位標高，使用全站儀在防水板標出隧道中心線及模板臺車就位的法線。中心線必須放在拱墻襯砌的兩個端頭，放線長度以11.90m（12m長臺車）為準，預留10cm的模板搭接長度，中心線和就位高程點精確放在兩個里程斷面，且便于施工過程中點位的可使用性。

（2）拱墻施工方案

隧道在開挖、支護后，圍巖變形達到收斂，即不變形、不沉降后即可進行襯砌施工。防水層鋪設前要對開挖斷面凈空進行檢查，欠挖部分進行處理，保證不侵入設計要求凈空。同時對噴砼進行基層處理，基層平整度要求：凹凸處高差不得大于5cm。復合式襯砌要求隧道混凝土二次襯砌應在圍巖收斂變形穩(wěn)定后作為最佳襯砌時機，但軟弱圍巖及斷層破碎帶處，由于其圍巖自穩(wěn)能力差，初期支護難以使其達到完全穩(wěn)定，故根據(jù)支護情況及量測信息，為確保洞體穩(wěn)定及施工安全，經(jīng)監(jiān)理工程師同意后及時進行二次襯砌，必要時緊跟開挖面。正洞襯砌段落邊拱模采用定制12米襯砌鋼模板襯砌臺車，通過調(diào)整液壓元件，使模板正確對位?；炷凉嘀ㄟ^灌筑窗口，自下而上，從已灌段接頭處向未灌方向，水平分層對稱澆灌，邊澆邊搗，層厚不超過40cm，相鄰兩層澆注時間不超過1.5小時，確保上下層混凝土在初凝前結(jié)合好，不形成施工冷縫，垂直自由下落高度控制不超過2m，搗固采用附著式振搗器和插入式振搗器，安排專人負責，保證混凝土襯砌內(nèi)實外光。減少二次襯砌混凝土表面的氣泡，采取堵頭板分層設排水孔排出泌漿水的措施，混凝土在振搗過程中，產(chǎn)生泌漿水，容易粘在模板上形成混凝土表面的氣泡。在堵頭板上沿豎向每20～30cm設可以封閉的孔（φ10～14的螺釘孔即可），澆筑時根據(jù)混凝土的層面，依序打開孔排水，排完水及時封孔。

襯砌臺車由現(xiàn)場提供斷面尺寸及功能要求，委托專業(yè)的廠家加工，現(xiàn)場組裝。襯砌臺車具備足夠的強度和剛度，滿足斷面加寬及下錨段襯砌要求，并且立模方便。預留洞室等結(jié)構(gòu)物襯砌采用簡易襯砌臺架、組合鋼模立模，泵送混凝土入倉。施工時，與正洞襯砌連接段預留出1m長，與正洞襯砌同時灌筑。

混凝土灌注結(jié)束12小時后從擋頭板澆水養(yǎng)護。

拱墻襯砌施工工藝框圖見下圖：

 

 （3）邊墻基礎、拱墻施工縫基面處理

在防水層鋪設、防排水結(jié)構(gòu)安裝完畢，經(jīng)自檢、監(jiān)理檢查、充氣試驗檢查合格后，對邊墻基礎頂面清除焊渣、雜物等，然后用水進行沖洗，待水干后，涂界面劑。拱墻施工縫必須鑿毛處理，同時用水清洗，理順止水帶。

（4）臺車就位

立模（臺車就位）：根據(jù)放線位置，移動臺車就位。臺車就位后，按要求檢查臺車位置、尺寸、方向、標高、坡度、穩(wěn)定性，放置接頭止水帶及界面劑和拱部注漿管，并安設好擋頭模板再進行合格檢驗和經(jīng)監(jiān)理工程師簽證，方可灌筑邊拱混凝土。

臺車就位前，首先檢查模板臺車各個部件，檢查是否牢固，模板強度、剛度是否滿足施工需要，同時對模板臺車拼裝后結(jié)構(gòu)凈空尺寸進行檢查、驗收合格后，才可以投入使用。

b、臺車就位前，對模板臺車模板進行打磨處理，保證模板臺車的表面平整度、光潔度，用色拉油作為脫模劑，脫模劑的涂刷一定要均勻，不能有油下流或聚集一團的現(xiàn)象。

c、臺車就位前，臺車底部鋼軌安裝必須符合如下要求：首先必須保證鋼軌安裝后的剛度要求，即鋼軌在承受自身靜荷載和砼澆注過程動荷載中，不能出現(xiàn)下沉。鋼軌間距誤差不能超過5mm，滿足臺車行走，同時要用鋼楔卡住臺車輪，保證臺車在澆注中不位移。

d、對有鋼筋的拱墻砼，鋼筋上必須使用與設計保護層等厚的高標號砂漿墊塊，以確保鋼筋保護層符合設計要求，二襯鋼筋的安裝不能侵入凈空。

e、臺車就位以測量組放樣點位為標準，臺車安裝必須穩(wěn)固、牢靠，接縫嚴密，不得漏漿。模板與混凝土接觸面必須清理干凈并涂刷隔離劑。

f、檢查完畢符合設計要求后，進行預埋件和擋頭模板的安裝，預埋件主要有背貼式橡膠止水帶、中埋式橡膠止水帶、止水條。止水帶采用U形鋼筋盤條固定在擋頭模板上，一半鑲?cè)肽０澹硪话胄柙趽躅^模板.并用鋼筋進行固定、加固。帶注漿管膨脹止水條采用預留安裝槽。在模板拱頂（最高點）安設排氣孔兼注漿孔。注漿孔設置間距5～10m。擋頭模板和止水帶之間采用定型木板加工，止水帶與支護面之間采用不等寬度模板組合而成，根據(jù)超挖實際情況組合。

（5）砼澆筑

混凝土澆筑：灌筑邊拱混凝土時，由下向上對稱灌筑，兩側(cè)同時或交替進行，邊墻部位混凝土采取埋管式澆注，由液壓泵直接頂壓入模，擠壓頂升式澆注。拱部先采取退出式澆注，最后用壓入式封頂?；炷劣酶街秸駬v器和插入式振搗器聯(lián)合搗固，安排專人負責，保證混凝土內(nèi)部密實，外部光滑。并注意保護好預埋于混凝土內(nèi)部的注漿管，防止其歪斜和傾倒，以確保二次襯砌后回填注漿能順利進行。要配足備用搗固機具，防止因搗固機具發(fā)生故障，造成漏搗或搗固不實?；炷凉嘀仨氝B續(xù)進行，因故不能連續(xù)灌筑，間歇時間超過混凝土初凝時間時，必須按規(guī)定進行處理。

（6）隧道防水系統(tǒng)

 防排水施工

隧道防水主要是利用混凝土的自防水能力，混凝土的的抗?jié)B等級不得低于S8。拱墻背后設置復合防水卷材，防水板厚度不小于1.5mm。隧道變形縫采用橡膠止水帶止水，隧道施工縫采用膨脹橡膠止水條止水。

隧道防排水保護系統(tǒng)

土工布

排水盲管施工

排水盲管包括環(huán)向排水盲管、縱向集水盲管、橫向排水盲管，三者采用三通連為一體，形成完整的排水系統(tǒng)。其中縱向排水盲管在整個隧道排水系統(tǒng)中是一個中間環(huán)節(jié)，起著承上啟下的作用，是關鍵環(huán)節(jié)。

環(huán)向、縱向排水盲管施工主要有鉆定位孔、錨栓安裝、盲管鋪設、安裝等環(huán)節(jié)，其施工流程見下圖。

 

環(huán)向、縱向排水盲管施工工藝流程

（1）環(huán)向排水盲管安設

先在噴射混凝土面上定位劃線，線位布設原則上按設計進行，但根據(jù)洞壁實際滲水情況作適當調(diào)整，盡可能通過噴射層面的低凹處和有出水點的地方。沿線兩側(cè)鉆定位孔，定位孔間距30～50cm，將膨脹螺栓打入定位孔，用鐵絲將環(huán)向盲管定位于膨脹螺栓上。集中出水點處沿水源方向鉆孔，然后將單根引水盲管插入其中，并用速凝砂漿將周圍封堵，以便地下水從管中集中流出。

（2）縱向排水盲管安設

按設計位置在邊墻底部測量放盲管設置線，沿線鉆孔，打入膨脹螺栓，安設縱向盲管，用卡子卡住盲管，固定在膨脹螺栓上。

 

隧道結(jié)構(gòu)防排水施工工藝流程

（4）排水盲管布置

環(huán)向排水盲管沿縱向設置的間距根據(jù)設計要求進行布置，根據(jù)洞內(nèi)滲、漏水的實際情況，在初期支護（噴射混凝土層）完成之前視情況埋設排水半管或線形排水板，形成暗埋、永久式排水通道系統(tǒng)，將水引入隧道縱向排水管或通過盲溝（管）引入排水溝排出洞外，在地下水較大的地段應加密設置排水盲管。

①對集中出水點，沿水源方向鉆孔，然后將單根引水盲管插入其中，并用速凝砂漿將周圍封堵，以使地下水從管中集中引出。

②當隧道開挖后在圍巖表面有線流或股流時，均設排水半管或線形排水板，在排水管周圍噴射厚度為1～2cm水泥砂漿后，再進行噴射混凝土作業(yè)。

③在無滲漏水地段有必要時，每隔一定間距，在其噴層表面上、下打設排水孔，安裝排水半管或線形排水板，使隧道在使用期內(nèi)因地下水的遷移變化而產(chǎn)生的滲漏水能順利排出洞外。

（5）盲管施作步驟與方法

①按規(guī)定劃線，以使盲管位置準確合理。

②鉆定位孔，定位孔間距在30～50cm。

③將膨脹錨栓打入定位孔。

④用無紡布包住盲管，用扎絲捆好；用卡子卡住盲管，然后固定在膨脹螺栓上。

⑤排水半管鋪設時，利用工作平臺，根據(jù)裂縫形狀或打孔位置，排水半管緊貼巖面，用水泥釘每隔30cm對稱釘牢，然后噴射速凝水泥砂漿封固。

⑥對環(huán)、縱向排水盲管采用三通相連。

（6）橫向排水盲管施工

橫向排水盲管是連接縱向排水管與側(cè)排水溝的水力通道，通常采用硬質(zhì)塑料管，其設置應符合設計要求，施工中先在縱向盲管上預留拼接，然后在仰拱及填充混凝土施工前接長至側(cè)排水溝。

（7）排水盲管安裝質(zhì)量檢查

①盲管盡量與巖壁密貼，與支護的間距不得大于5cm、盲管與支護脫開的最大長度不得大于10cm。

②施工中三通管留設位置準確，接頭應牢固。

③盲管無泥砂、噴混凝土料或雜物堵塞，泄水孔通暢。

防水板鋪設

施工工藝流程：防水板鋪設包括鋪設準備、防水板固定、防水板焊接等環(huán)節(jié)。

 

防水板施工工藝流程

（1）鋪設準備

洞外檢查、檢驗防水板質(zhì)量，對檢查合格的防水板，用特種鉛筆劃焊接線及拱頂分中線，并按每循環(huán)設計長度截取，對稱卷起備用；洞內(nèi)在鋪設基面標出拱頂中線，畫出隧道中線第一環(huán)及垂直隧道中線的橫斷面線。

防水板鋪設采用專用臺車鋪設，臺車應具備以下要求：

①防水板專用臺車應與模板臺車的行走軌道為同一軌道；軌道的中線和軌面標高誤差應小于±10mm。

②臺車前端應設有初期支護表面及襯砌內(nèi)輪廓檢查鋼架，并有整體移動（上下、左右）的微調(diào)機構(gòu)。

③臺車上應配備能達到隧道周邊任一部位的作業(yè)平臺。

④臺車上應配備輻射狀的防水板支撐系統(tǒng)。

⑤臺車上應配備提升（成卷）防水板的卷揚機和鋪放防水板的設施。

⑥專用臺車上應設有激光（點）接收靶。

（2）防水板鋪設

防水板鋪設應超前二次襯砌施工9～20m，并設臨時擋板防止機械損傷和電火花灼傷防水板，同時與開挖掌子面應保持一定的安全距離；鋪設前進行精確放樣，彈出標準線進行試鋪后確定防水板一環(huán)的尺寸，盡量減少接頭。

采用從上向下的順序鋪設，下部防水板應壓住上部防水板，松緊應適度并留有余量（按1.08考慮），保證防水板全部面積均能抵到圍巖。

分段鋪設的卷材的邊緣部位預留至少60cm的搭接余量并且對預留部分邊緣部位進行有效的保護；對于橫通道處防水板的鋪設，如成形不好，須用漿砌片石或模筑混凝土使其外觀平順后，方可鋪設防水板，對于熱合器不易焊接的部位用熱風槍手工焊接，并確保其質(zhì)量。

（3）防水板固定

采用熱風焊槍或熱合器，使防水板其融化與塑料墊圈粘結(jié)牢固。在凸凹較大的基面上，在斷面變化處增加固定點，保證其與混凝土表面密貼。

（4）防水板焊接

焊接時，接縫處必須檫洗干凈，且焊縫接頭應平整，不得有氣泡折皺及空隙。

防水板之間的搭接縫應采用雙焊縫、調(diào)溫、調(diào)速熱楔式功能的自動爬行式熱合機熱熔焊接，細部處理或修補采用手持焊槍；開始焊接前，應用小塊塑料片上試焊，以掌握焊接溫度和焊接速度；單條焊縫的有效焊接寬度不應小于15mm；防水板縱向搭接與環(huán)向搭接處，除按正常施工外，應再覆蓋一層同類材料的防水板材，用熱焊焊接。 在焊縫搭接的部位焊縫必須錯開，不允許有三層以上的接縫重疊。焊縫搭接處必須用刀刮成緩角后拼接，使其不出現(xiàn)錯臺；焊縫若有漏焊、假焊應予補焊；若有烤焦、焊穿處以及外露的固定點，必須用塑料片焊接覆蓋。

（5）止水帶安裝

嚴格按設計、規(guī)范要求施作沉降縫、施工縫。沉降縫的設置位置，必須使拱圈、邊墻和仰拱在同一里程上貫通。

a、襯砌模板臺車各項準備工作就緒后，沿襯砌設計軸線每間隔0.45m在擋頭板上鉆一φ12鋼筋孔，然后將加工成形的φ8鋼筋卡由待模注混凝土一側(cè)向另一側(cè)穿入，鋼筋卡內(nèi)側(cè)卡緊一半止水帶，待模注混凝土凝固后拆除擋頭板，彎曲φ8鋼筋卡套上止水帶的另一半，模注下一循環(huán)混凝土。

b、澆筑二次襯砌砼時，加強砼振搗，排除止水帶底部氣泡和空隙，使止水帶和砼緊密結(jié)合。

c、止水帶的接頭，搭接寬度不小于15cm，冷接或焊接的縫寬不小于5cm。

2.5 鋼筋施工

（1）鋼筋加工與綁扎

鋼筋按要求在洞外加統(tǒng)一加工，運輸?shù)浆F(xiàn)場，在臺車上人工安裝綁扎。根據(jù)測量控制點先扎外層環(huán)向定位鋼筋，用縱向筋將定位鋼筋連接后，以縱向筋作為其他環(huán)向筋安扎依據(jù)，扎完外層后再用相同方法安扎內(nèi)層鋼筋，并及時將內(nèi)外層鋼筋用蹬筋連接，電弧焊點焊，以加強整體剛度。鋼筋安設完成后，按中線標高進行輪廓尺寸檢查，合格后于內(nèi)層鋼筋掛設5cm厚砂漿墊塊，以確保砼灌筑后鋼筋保護層厚度。鋼筋綁扎時，嚴禁損傷防水板，鋼筋焊接時，用防火板對防水板進行遮攔，以防燒傷防水板。

 

（2）復檢鋼筋

臺車就位前按照用儀器測放的隧道中線及標高對已安扎好的鋼筋再次進行結(jié)構(gòu)尺寸檢查，看鋼筋位置是否正確，保護層能否滿足要求，環(huán)向主筋內(nèi)外面是否已安設混凝土保護層漿墊塊，只有符合要求后才能進行臺車就位。

（3）鋼筋焊接

鋼筋焊接前必須根據(jù)施工條件進行試焊，合格后方可施焊。焊工必須有焊工考試合格證，并在規(guī)定的時間內(nèi)乾焊接操作。冷拉鋼筋的閃光對焊或電弧焊，應要冷拉前進行，冷拔低碳鋼絲的接頭，不得焊接。砼施工技術措施

（1）混凝土的拌制

a、混凝土所用的原材料（水泥、粗骨料、細骨料、水、外加劑等）必須經(jīng)檢測合格后方可使用。嚴禁使用未經(jīng)檢測或檢測不合格的原材。

b、每次混凝土施工時拌合司機要提前對計量設備進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。拌制混凝土的自動計量裝置應定期檢定，使其保持良好狀態(tài)。

c、嚴格按照試驗室出具的配合比進行計量，按重量投料。計量精度必須滿足驗標要求，即粗、細骨料計量偏差控制在2%以內(nèi)，水泥、外加劑、水計量偏差控制在1%以內(nèi)。

e、粗細骨料含水率應經(jīng)常測定，雨天施工時應增加測定次數(shù)，根據(jù)工地實際情況及時調(diào)整配合比。

f、砼攪拌時間不得少于3min，攪拌時間也不宜過長。

（2）混凝土的運輸

a、混凝土在運輸過程中不發(fā)生離析、漏漿、嚴重泌水及坍落度損失過多等現(xiàn)象。當運至澆筑點發(fā)生離析現(xiàn)象時，在澆筑前進行二次攪拌，但嚴禁再次加水。

b、用混凝土攪拌運輸車運輸混凝土時，應符合下列規(guī)定： 在運輸已拌制好的混凝土時，宜以2～4r/min的轉(zhuǎn)速攪動，嚴禁高速旋轉(zhuǎn)。卸料前應以常速再次攪拌；在運輸中同時拌制混凝土時，從加水后算起，至全部卸出所經(jīng)過的時間，不宜大于90min；車體內(nèi)壁應平整光滑，不吸水，不漏水。每天使用完畢后應清洗粘附的混凝土。

（3）混凝土的澆筑

a、在澆筑混凝土前，確認基底無虛碴、積水及其他雜物（當有鋼筋時還要檢查鋼筋情況）。并應采取防、排水措施。

b、澆筑混凝土前以及澆筑過程中，應對模板、支架、鋼筋骨架、預埋件等加以檢查。當發(fā)現(xiàn)問題及時處理。檢查的主要內(nèi)容包括下列各項：模板的高程、位置及截面尺寸；模板、支架、支撐等結(jié)構(gòu)的可靠程度；預埋件的安裝位置和高程；鋼筋的安裝位置；脫模劑涂刷情況。

c、混凝土澆筑時的自由傾落高度不得大于2m，當大于2m時，應采用接軟管等方式澆筑。

d、澆筑混凝土應分層進行，其分層厚度（指搗實后的厚度）不宜大于振搗器作用部分長度的1.25倍，控制在30cm左右。

（4）混凝土的振搗

a、用插入式振搗器振搗混凝土時，應符合下列規(guī)定：移動間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍；插入下層混凝土內(nèi)的深度宜為5～10cm，以保證上下層結(jié)合良好；振搗器應盡可能垂直地插入混凝土中。如條件困難，可略帶傾斜，但與水平面夾角不宜小于45°；振搗棒搗固時應快插、慢拔，在每一孔位的振搗時間，以混凝土不再顯著下沉、水分和氣泡不再逸出并開始泛漿為準。一般為10～30s；振搗時不得碰撞模板、鋼筋和預埋管件，距模板的垂直距離，不應小于振搗器有效半徑的1/2；混凝土必須振搗密實，無漏振及過振現(xiàn)象。

b、混凝土運輸、澆筑及間歇的全部用時不應超過混凝土的初凝時間。底層混凝土初凝后澆筑上一層混凝土時，應按施工縫處理。當允許間歇時間已超過時，應按澆筑中斷處理，同時應留置施工縫。施工縫處應埋入適量的片石、鋼筋或型鋼，并使其體積露出前層混凝土外一半左右。

c、在混凝土施工縫處續(xù)澆筑新混凝土時，應符合下列規(guī)定：前層混凝土的強度不得小于1.2MPa；施工縫處的水泥砂漿薄膜、松動石子或松弱混凝土層應鑿除，并應用水沖凈、濕潤，使其表面形成一個新鮮清潔有一定石子外露起伏不平的麻面；新混凝土澆筑前，宜在橫向施工縫處先鋪一層厚約15mm并與混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂漿（豎向施工縫處可刷一層水灰比為0.3左右的薄水泥漿），或鋪一層厚約30cm的混凝土，其粗骨料宜比新澆筑混凝土減少10%，然后再接續(xù)澆筑新層混凝土；施工縫處的新層混凝土應振搗密實。二襯時在拱頂部位每組襯砌預留不少于兩個注漿孔，二襯砼達到100%強度后對初支與二襯間空隙進行回填注漿，保證初支與二襯密貼。

（5）混凝土養(yǎng)護

a、混凝土澆筑后，12h內(nèi)即應覆蓋和灑水。操作時，不得使混凝土受到污染和損傷。

b、當工地晝夜氣溫連續(xù)3d低于5℃或最低氣溫低于-3℃時，采取冬期施工措施；當工地晝夜平均氣溫高于30℃時，應采取夏期施工措施。

c、混凝土養(yǎng)護時間不宜少于14d，灑水次數(shù)應以混凝土表面保持濕潤狀態(tài)為度。

d、養(yǎng)護用水與拌制用水相同。

（6）拆模

a、混凝土拆模時的強度應符合設計要求。當設計未提出要求時，側(cè)模應在混凝土強度達到8MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受損時，方可拆除。

b、拆除模板時，不得影響混凝土的養(yǎng)護工作。