隧道洞身二次衬砌施工方案隧道洞身二次衬砌施工方案一、工程概况大山脑隧道地处宁波市辖的余姚市和慈溪市境内，以DK113+500为行政分界点，进口位于慈溪市童岙村，出口位于余姚市汇头村。

隧道起讫里程：DK112+207～DK118+416，全长6209m。

全隧道位于直线上。

洞内纵坡为“人”字坡，分别为1193m的3.0‰上坡和5016m的3.2‰下坡。

大山脑隧道位于剥蚀低山丘陵区，地形起伏较大，自然坡度10～35°，植被发育。

区内最高山峰为大山脑，海拔288.4m，隧道所穿越山丘海拔一般110～265m，山丘间沟谷海拔一般40～80m，相对高差30～160m。

隧址区内发育多条沟谷，沟内水量较小。

隧道进、出口处线路前进方向左侧有两大水库，分别为梅湖水库和丈梅水库，其中丈梅水库为余姚市和慈溪市用水源，南临萧甬铁路，横穿东溪省道，乡间公路网密集，交通较便利。

二、施工准备（1）施工测量控制点已布设并复测完毕，洞顶监控量测点已布设并监测，初期支护稳定。

（2）施工衬砌配合比完成试验及审批工作。

（3）各种二次衬砌所需要材料准备、取样检验、进场完成。

（4）初期支护表面平整度能满足衬砌要求。

（5）施工人员、机械设备均已进场准备就绪。

隧道洞身复合式二次衬砌均在围岩及初期支护收敛变形趋于稳定后施作，衬砌工作面与开挖工作面拉开一定距离，以减少两工作面间相互干扰。

衬砌采用模板台车全断面施工,混凝土运输车运送混凝土，混凝土输送泵压入模板内，插入式捣固棒配合台车所挂附着式振捣器捣固。

衬砌施作前首先检查断面尺寸，并报监理工程师进行检查。

检查合格后，衬砌台车就位，并调试、配套有关设备。

根据隧道围岩、水文地质情况，不同的衬砌形式选用不同的衬砌施工方案。

对普通的曲墙衬砌，采取铺底、仰拱先行，全断面液压整体模板衬砌台车衬砌，仰拱采用防干扰平台进行超前施工。

三、施工人员、机械、物资材料安排（1）施工人员安排各隧道衬砌作业队细分为钢筋班组、防水系统班组、模板班组、混凝土施工班组。

具体人员构成如表1所示。

班组主要施工任务高峰期劳动力（人）隧道衬砌队钢筋班仰拱、衬砌相关的钢筋施工任务21 防水系统班负责二次衬砌、结构防排水系统12 模板班负责各种大型模板定位加固、拆除18 混凝土施工班负责最后的混凝土施工、养护12合计63（2）主要施工机械设备安排三座隧道衬砌施工拟使用机械设备详见表2表2 主要施工机械配置表序号机械名称规格型号产地数量设备状态备注1 多功能作业台架6m、7m 自制 6 良好钢筋、防水板2 边墙组合模板 10m 自制3 良好 3 全液压整体模板衬砌台车10m郑州 2 良好 隧道衬砌 4 混凝土运输罐车 HNJ5223GB辽宁 3良好5 电焊机 BX500 上海 10 良好 6 电焊机 Zx3-400 上海 5良好7 砼输送泵 HBT-600 三一重工 3 良好 8 钢筋切断机 GQ40 太原 3 良好 9 钢筋弯曲机 GW40 牡丹江 3 良好 10 钢筋调直机GX12哈尔滨 3 良好 11交流电焊机 BX-300 武汉 8 良好 12 热合自动爬焊机6良好13 插入式震动器 ZX-25 佛山 12良好14附着震动器17良好（3）物资材料计划安排洞身二次衬砌主要材料需求如表3：表3 主要材料供应表材料名称单位 数量 C35、S8防水混凝土 m 3 约2万m 3 C15砼 m 3 约4111m 3 钢筋t 约627t EVA 复合防水板m 2约4万m 2材料供应根据施工计划提前制定相应的材料供应计划，无论是甲供还是自购材料进场前均进行严格的抽样检查、确保能够满足施工进度和质量要求。

四、二次衬砌砼施工进度计划安排二次衬砌各施工作业面平行施工，仰拱、填充、垫层、防水层、钢筋持续超前，混凝土持续紧跟，总体衬砌计划平均每月180米。

于2011年8月30日前完成三座隧道全部工程。

五、施工工序安排及主要施工工艺、施工方法5.1.仰拱及铺底施工混凝土仰拱或铺底领先施工，确保隧道结构的稳定和安全，仰拱施工前先清理底面，检查隧道基底标高，各项指标合格后方可灌注仰拱铺底混凝土。

并同时浇筑部分边墙，以利墙拱衬砌台车进行施工。

仰拱或铺底浇筑范围如图6.18所示仰拱填充图6.18 仰拱施工范围待喷锚支护全断面施作完成后，根据围岩监控量测结果确定仰拱施工时间，当地应力较大时，应及时开挖并灌注混凝土仰拱及部分填充或铺底，使支护尽早闭合成环，并为施工运输提供良好的条件。

为解决仰拱施工与开挖运输作业面的干扰，大山脑隧道采用仰拱栈桥来保证仰拱施工时运输道路的通畅。

仰拱栈桥就位在仰拱栈桥就位处，先垫平至设计标高，然后采用钢丝绳将梁板自中间吊起，用挖掘机将单片梁吊起向前移动至就位处，安放平稳，然后用挖掘机由栈桥上行走进行压实。

清底、立模及混凝土施工仰拱栈桥就位后，进行人工钻爆开挖，控制超挖，严禁欠挖，挖机配合人工清底碴。

端头采用钢模板支模，要求立模尺寸必须按测量组放线及技术交底进行。

模板加固牢固，防止跑模，各支撑应避免来回车辆碰撞。

各竖向、纵向模板缝应成一条直线，模板表面应平整。

模板表面污物应清理干净，并满涂脱模剂。

施工时先将上循环混凝土仰拱接头凿毛处理，并与边墙衬砌钢筋连接。

仰拱、填充施工采用大模板、分段整体连续浇注，严禁半幅施工，确保仰拱及底部施工质量。

混凝土由中心向两侧对称、分层浇注，插入式振动棒捣固。

仰拱或铺底一次施工长度控制在4～6m，仰拱填充浇筑到离设计填充标高15cm止，预留的15cm底板与水沟电缆槽同时一次性浇筑，有利于成型产品的保护。

在浇筑仰拱（底板）、仰拱填充的同时按设计要求施作每30m一个检查井，并预埋好φ100的横向导水管。

仰拱达到设计强度的100%后才能直接在砼上行车仰拱混凝土施工流程详见图6.19。

5.2.设槽形挡头模测量开挖清浮碴隐检浇注砼捣固抽排水接缝处理砼生产、运输养护防排水施工图6.19仰拱混凝土施工流程图当围岩和初期支护变形基本稳定，量测监控数据表明位移率明显减缓、收敛值拱脚附近小于0.2mm/d 和拱顶相对下沉小于0.15mm/d 时，方可施作二次混凝土衬砌。

5.2.1.衬砌台车大山脑隧道二衬断面采用自行式全断面液压钢模衬砌台车，衬砌台车长12m ，台车结构如图6.20所示；挡头模采用自制钢模和木模。

5.2.2.钢筋制作及安装钢筋在洞外下料加工，弯制成型，洞内绑扎。

钢筋焊接：热轧圆钢筋和螺纹钢筋均应按设计要求进行焊接。

钢筋冷拉调直：采用卷扬机在一块较平整的场地进行钢筋的冷拉。

钢筋下料：根据设计图纸的规格尺寸，在下料平台上放出大样，然后 进行钢筋的下料施工。

钢筋成型：在钢筋加工平台上根据钢筋制作形状焊接一些辅助设施， 人工利用套筒或扳手进行钢筋的成型加工。

钢筋骨架绑扎：严格按照图纸尺寸进行绑扎。

5.2.3.混凝土施工结构砼衬砌施工前首先利用防干扰平台，超前施工仰拱或铺底砼，及时图6.20 全液压衬砌台车结构图矮边墙隧道中线矮边墙封闭成环，再施工边墙和拱圈。

结构砼在拌和站集中拌和，输送车运输，全液压模板衬砌台车、输送泵全断面一次、整体灌筑。

5.2.3.1.衬砌施工缝处理混凝土衬砌浇注前，施工接缝处旧砼必须凿毛清洗。

每个衬砌段一般连续灌注完成，不留水平施工接缝。

当遇到特殊情况中途必须停工时，水平缝处要特殊处理，①下层砼要插接茬钢筋。

②在水平施工缝衬砌厚度1/2处安设遇水膨胀止水带。

③浇注前接茬面用水清洗，先灌一层高标号砂浆，再灌注上层混凝土。

5.2.3.2.衬砌背后注浆为保证初期支护与二次衬砌之间的密实，施作二次衬砌时拱顶每隔5m间距预留一个充填压浆孔。

二次衬砌后拱顶注浆工艺要求：①注浆在拱部衬砌混凝土达到70%设计强度后进行。

注浆前对衬砌混凝土的施工缝进行全面检查，对可能漏浆的部位及时处理。

②拱部注浆分成区段进行，每区段长度不宜大于50m，区段端部必须封堵严密。

③注浆施工自较低的一端开始，向较高的一端推进。

④注浆压力视混凝土衬砌厚度和配筋情况等确定。

钢筋混凝土衬砌中采用0.05～0.1MPa。

⑤浆在规定的压力下灌浆孔停止吸浆，延续灌注5min即可结束。

⑥注浆结束时，有往外流浆或往上返浆的灌浆孔闭浆待凝。

5.2.3.3.混凝土施工控制二次衬砌施工步骤详见图6.21。

抑制影响混凝土质量的各种因素的产生，加强对原材料质量的控制与图6.21 二次衬砌施工步骤图优化配置、优化设计混凝土配合比及施工工艺等多方面入手，采取综合技术措施，全面提高混凝土的灌注性能、力学强度和耐久性能，确保大山脑隧道结构耐久性设计要求全面得以体现。

5.3.保证拱顶填充密实的措施严格控制水灰比、水泥用量和含砂率来保证混凝土中砂浆质量，降低孔隙率。

确保水泥、砂子、石子、水和外加剂的质量要求。

施工中严格按配合比准确计量。

严格控制混凝土的坍落度。

在模板台车拱顶部位预留注浆孔，间距5m，用于保证拱顶部位砼密实。

施工中预留孔通过预埋φ42镀锌钢管实现，混凝土拆模后探测拱顶砼是否密实，如果有空洞，在混凝土具有一定强度后压浆回填。

5.4.防止混凝土裂缝措施5.4.1.隧道衬砌开裂的基本原因分析隧道衬砌开裂的原因分析见前表6.1。

5.4.2.防止隧道衬砌开裂措施严格控制原材料。

通过合理选择原材料和混凝土配合比，降低混凝土的热强比，提高混凝土的抗裂性能。

选用符合规定要求的低水化热水泥，最大限度地减小水泥用量，同时减小水灰比。

特别要发挥外加剂的作用，用能满足和易性要求的最小用水量，不用过大的坍落度。

通过试验选择合格的外加剂。

严格控制混凝土施工质量。

施工中认真执行“三检制”，对包括水灰比、骨料级配、拌和时间、平仓、振捣等各个环节严加控制，采用二次振捣工艺，以提高混凝土密实度和抗拉强度。

加强施工养护。

采取洒水养护和覆盖养护法尽早开始养护，保证混凝土在适宜温度、湿度条件下正常进行硬化过程，不致由于蒸发变干而引起水化作用失常，发生强度增长受阻、干缩裂缝等有害现象。

控制拆模时间，根据现场试验龄期和气候条件确定拆模时间。

表6.1 隧道衬砌开裂的原因分析表影响因素作用机理原材料水泥水泥用量多的混凝土的收缩大；水化热的水泥，混凝土的收缩大。

集料集料的矿物成分、形状、表面结构和级配会影响混凝土的配合比、热膨胀系数、干缩、刚度、徐变和强度。

集料中含有粘土等杂质会引起混凝土的高压缩性而开裂。

外加剂某些外加剂影响混凝土的硬化速度、用水量、收缩和徐变从而对混凝土的开裂产生影响。

施工工艺因素泌水泌水集中在大颗粒集料和钢筋的下方会形成内部裂缝。

浇筑浇筑条件和浇筑速度会通过泌水、模板内的离析、温度、模板变形等对混凝土的开裂产生影响。

养护足够的养护温度、养护时间会缓解混凝土收缩引起的体积变化，增加抗裂效果。

温度从最初几个小时当混凝土变成固体时确定了混凝土的基长，随后冷却时应从这个长度产生收缩，这就是温度对混凝土开裂的主要影响。