隧道二衬施工方案

施工方案

隧道衬砌台车长10.5m，台车与模板各成独立系统，钢面板厚度10mm，隧道衬砌台车在两侧底部设活动面板，活动面板尺寸将根据需要拆卸调整。如下图：

人行通道、车行通道等其他断面利用工字钢制作与衬砌断面相匹配的拱架，利用组合模板施作二次衬砌，钢拱架保证弧度合适，模板平整。

二次衬砌施工示意图

1、砼衬砌施工工艺流程

施工工艺流程图附后

2、二衬施作时机的确定

二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。围岩变形量较大，流变特性明显时，要加强初期支护并及早施作仰拱和二次衬砌。围岩和初期支护变形基本稳定应符合下列条件：

(1)隧道周边位移有明显的减缓趋势；

(2)水平收敛(拱脚边墙中部)速度≤0.2mm/d；

(3)施做二次衬砌前的位移值已达总位移的80%以上；

(4)初期支护表面裂缝不再继续发展。

3、二次衬砌施工

3.1、防水施工

隧道结构防水设计应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。只有在漏水量小于设计要求、疏排水不会引起周围地层下降的前提下，才允许对进入主体结构内部的极少量渗水疏排。以钢筋混凝土结构自防水体系，以结构自防水为根本，采取措施控制结构混凝土裂隙的开展，增加混凝土抗渗性能；施工缝、变形缝等接缝为防水重点，同时在结构迎水面设置柔性全包防水层。结构防水材料，宜选用耐老化、耐腐蚀，易操作且焊接时无毒，适宜在潮湿基面上施工的材料。

3.1.1防水板施工施工工艺流程

防水板施工工艺流程见图1。

3.1.2基层处理

1、铺设防水板的基面应无明水流，否则应进行初支背后回填注浆或表面刚性封堵处理，待表面上无明水流后才能进行下道工序。

2、铺设防水板的基面应平整，铺设防水板前应对基面进行找平处理，处理

方法可采用喷射混凝土或砂浆抹面的方法，处理后的基面应满足下列条件：

D/L≤1/10

D：相邻两凸面间凹进去的深度；

L：相邻两凸面间最短距离。

3、基面上不得有尖锐的毛刺部位，特别是喷射混凝土表面经常出现较大的尖锐石子等硬物，应凿除干净或用1：2.5的水泥砂浆覆盖处理，避免浇注混凝土时刺破防水板。

4、基面上不得有铁管、钢筋、铁丝等凸出物存在，否则应从根部割除，并在割除部位用水泥砂浆覆盖处理。

5、变形缝两侧各5cm的范围内基面应全部采用1：2.5的水泥砂浆找平，便于背贴式止水带的安装以及保证分区效果。

6、当仰拱初衬表面水量较大时，为避免积水将铺设完成的防水板浮起，宜在仰拱初衬表面设置临时排水沟。

基层处理验收标准见表1。

3.1.3铺设缓冲层

1、铺设防水板前应先铺设缓冲层，缓冲层材料采用单位重量为350g/m2的土工布；用水泥钉或膨胀螺栓和与防水板配套的圆垫片将缓冲层固定在基面上，固定点之间呈正梅花型布设，侧墙固定间距为80～100cm；顶拱上的防水板固定间距为1～1.5m；仰拱与侧墙连接部位的固定间距应适当加密至50cm左右。在基面凹坑处应加设圆垫片，避免凹坑部位的防水板吊空。

2、缓冲层采用搭接法连接，搭接宽度5cm。缓冲层铺设时应尽量与基面密贴，不得拉的过紧或出现过大的皱褶，以免影响防水板的铺设。

3.1.4铺设塑料防水板

1、铺设防水板时，仰拱防水板宜采用沿隧道纵向铺设的方法，以减少十字焊缝的数量，减少手工焊接，保证防水效果。

2、防水板采用热熔法手工焊接在圆垫片上，焊接应牢固可靠，避免浇注和振捣混凝土时防水板脱落。防水板固定方法见图2。

3、防水板固定时应注意不要拉的过紧或出现大的鼓包，铺设好的防水板应与基面凹凸起伏一致，保持自然、平整、伏贴。以免影响二衬混凝土的厚度或使防水板脱离。

4、防水板铺设完毕后应对其表面进行全面的检查，发现破损部位及时进行补焊。补丁应剪成圆角，不得有三角形或四边形等尖角存在，补丁边缘距破损边缘的距离不得小于7cm。补丁应满焊，不得有翘边空鼓部位。

5、对防水层进行验收合格后，才能进行下道工序的施工。

6、所有施工缝部位的防水板预留长度均应超过预留钢筋搭接顶端最少20cm，也可将预留部分卷起后固定，并注意后期的保护。

3.1.5注意事项

1、喷射混凝土基面有明水流时严禁铺设防水板。

2、手工焊应有熟练工人操作。

3、钢筋两端应设置塑料套，避免钢筋就位时刺破防水板。绑扎和焊接钢筋时应注意对防水层进行有效的保护。特别是焊接钢筋时，应在防水层和钢筋之间设置软木橡胶遮挡板，避免火花烧穿防水层。绑扎钢筋时，应派专人进行现场看守，发现破损部位应立即做好记号，便于后期进行修补。

4、仰拱防水层铺设完毕后，应注意做好保护工作，避免人为破坏防水层。

5、振捣时的振捣棒严禁触及防水层。

6、当破除预留防水层部位的导洞时，应采用人工凿除，尽量避免采用风镐等机械破洞，预留防水层一旦被破坏，会直接影响防水层的后续搭接，无法保证防水板的连续性。

7、需要破除导洞临时喷射混凝土支撑的部位，必须在预留防水板两侧设置厚度不小于0.8mm的铁板保护层，避免破洞时对防水板进行机械破坏，烧断支撑部位的钢筋时，应在防水板与铁板之间设置软木橡胶隔离板。

3.1.6施工缝和变形缝施工

3.1.6.1施工缝

第一类施工缝施工时应注意以下两点：

1、一般施工缝中部位置设带注浆孔膨胀止水条，宽为30mm，高为14mm。

2、拱顶注浆管热熔焊接在防水板内侧结构中线上，固定间距为5m。

第二类施工缝采用中埋止水带，在环向防水分区部位的施工缝还要在迎水面加背贴式止水带。施工时应注意以下几点：

1、中埋止水带采用U形筋固定在结构钢筋上，固定间距40cm。要求固定牢固可靠，避免浇筑和振捣混凝土时止水带倒伏影响止水效果。

2、中埋止水带除对接外，其它接头部位（T字型、十字形等）接头均采用工厂接头，不得在现场进行接头处理。对接可采用冷接法，也可采用现场热硫化法接头。接头部位的抗拉强度不得小于母材强度的80％。

3、结构厚度不大于50cm时，止水带设置在结构中线位置，结构两侧厚度差均不得大于5cm。结构厚度大于50cm时，止水带靠近施工人员一侧的混凝土厚度控制在25～30cm即可，便于后期对止水带的维修处理。 所有止水带接头均应设在应力较小部位，不应设在阴阳角部位。

4、浇筑和振捣施工缝部位（尤其是侧墙水平施工缝）的混凝土时，应注意边浇筑和振捣边将止水带扶正。避免止水带出现过大的蛇形和倒伏。

3.1.6.2变形缝

隧道的变形缝宽度一般为20～30mm。变形缝采用30cm宽中埋式止水带及背贴式止水带进行防水，形成各自独立的防水区域。

1、在变形缝部位的模筑混凝土外侧设置背贴式止水带，利用背贴式止水带表面突起的齿条与模筑防水混凝土之间的密实咬合进行密封止水。

2、在变形缝部位设置中埋式止水带，采用U形筋固定在结构钢筋上。

3.1.6.3中埋式注浆止水带的施工要求

1、中埋式注浆止水带可采用合成树脂类（PVC）止水带，止水带的宽度35cm。

2、注浆止水带采用热熔对接法连接，同时应保证对接部位注浆管的畅通。对接部位的抗拉强度应不小于母材强度的80％，要求对接部位接缝严密、不透水。

3、注浆止水带的注浆导管引出间距6～8m，引出位置以便于后期注浆操作为主。注浆导管应进行临时封堵，避免后期施工过程中异物进入堵塞注浆管。

4、注浆导管宜在结构内穿行一段距离后再引出，即注浆导管引出位置应距变形缝30～40cm。

3.1.6.4背贴式止水带施工要求

1、背贴式止水带采用宽度为35cmPVC 止水带。当无现场接头时，也可采用橡胶类材料。

2、PVC止水带采用热熔对接焊接接头，接头部位的拉伸强度不小于母材强度的80％。

3.1.7衬砌背后注浆

衬砌背后注浆用于充填初期支护和二次衬砌混凝土之间的缝隙。施工方法是在灌注拱墙混凝土时，每组衬砌在拱墙部预埋注浆管，以避免衬砌完成后钻孔造成防水板破坏。注浆采用注浆泵进行压浆。浆液用1：1水泥浆，注浆压力控制在0.3～0.5Mpa以内。

3.2、台车衬砌施工

3.2.1、衬砌钢筋

钢筋骨架制作

骨架钢筋的连接采用搭接双面焊，钢筋骨架焊接前，根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊，焊工持证上岗。钢筋骨架制作时的分段原则为：根据钢筋的定尺长度，合理安排，尽量做到节省材料，减少焊接的数量及作业时间。接头错开1.0m，主钢筋接头根数在同一截面不超过总数的50%。骨架在钢筋场地上集中加工，因环形较长，分段制作。相邻段钢筋骨架拼装在一起同时加工，前一环形骨架作为后一环形骨架的模具，制作好的钢筋骨架放置于平整、干燥的场地上，每个环形筋下垫方木与地面脱离，每个环形段的钢筋骨架挂好标志牌，同时做好防雨、防潮等工作。

钢筋骨架安装

人工把分段后的环形钢筋搬运至施工现场，钢筋骨架分段对接采用双面搭接焊，焊缝长度不少于5d。骨架钢筋采用高强度砂浆垫块使骨架钢筋有足够的保护层。安装时骨架中心位置要与桩位中心相符，其允许误差为±20mm。钢筋骨架横向要与隧道横断面方向平行。

3.2.2、衬砌台车就位及端部模板安装

调整台车轨道中心及标高，采用43钢轨，方木作枕木，底面直接置于已铺底或仰拱填充的砼地面上,保证台车平稳。轨道平面位置偏差和高程偏差控制均在1cm以内，使模板中心线尽量同台车大梁中心重合，使台车在砼灌注过程中处于良好的受力状态。

3.2.3、预留洞室及预埋件施工

隧道预留洞室和预埋件采取在衬砌台车模板上钻孔用螺栓固定预留、预埋件的方法施工，保证其尺寸和位置准确。

3.2.4、混凝土浇筑

砼的塌落度控制在14～16cm，根据砼灌注部位不同，墙部砼坍落度宜小，拱部砼坍落度宜大。在保证砼可泵性的情况下，尽量减小砼的坍落度，并提高砼的和易性、保水性，避免砼泌水。

砼采用泵送，用分层、左右交替对称浇注，每层浇筑厚度不得大于1m。两侧高差控制在50cm以内。接头管箍避免接触不当造成爆脱，管路用方木支垫高出地面，穿过台车时管箍不与台车构件相接触。砼输送管路端部设置一根软管，软管管口至浇筑面垂距控制在1.5m以内，以避免砼集料堆积和产生离析。砼开盘前先泵送同级砂浆，砂浆量为在电览沟底顶面上平铺2cm，以保证电览沟底顶面砼同拱墙砼的连接，防止模板缝隙漏浆造成砼泛砂或露骨；同时起到润湿输送泵和管路的作用。

振捣采用定人定位用插入式振动器捣固，保证砼密实；拱顶及反弧段辅以附着式平板振动器振捣。灌注过程中严禁用振动棒拖拉砼。

3.2.5、拆模

按施工规范采用最后一盘封顶砼试件达到的强度来控制。当不承受外荷载时，砼强度需达到5MPa或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重时拆模；拆模时先拆两侧模板，最后拆顶模，支撑按先后顺序放松，防止由于支撑丝杆放松不当使台车模板扭曲，造成混凝土表面粘连擦伤。当衬砌施作时间提前，承受有围岩压力时，按规范要求进行。

3.2.5、砼养护

拆模前用水冲洗模板外表面，拆模后用高压水喷淋混凝土表面，以降低温度，养护期不少于7天。

4、二次衬砌常见通病及解决措施

4.1、砼接缝错台是二衬表观质量通病之一，采取措施如下：

(1)消除环接缝错台：一是在台车就位前，将砼搭接部位及台车搭接部分表面彻底清理干净，使台车与砼表面尽量紧贴；二是加强台车支撑，将所有的支撑全部支撑到位，保证台车整体受力，必要时可在台车端部增加丝杠支撑；三是在台车前端端部拱顶增设支撑(采用三个40t的千斤顶)，以防台车上浮造成拱部错台；四是严控台车底部以上3m灌注砼速度(一般控制在约4小时)和坍落度(一般在14cm)；五是检查台车前后断面尺寸制造误差，及时消除；六是中线控制准确，使台车中线与隧道中线在同一个平面；七是保持台车与砼的搭接长度为10cm。

采用钢拱架组合模板的断面，在每次循环施工时检测钢拱架的弧度，对于有变形的拱架更换或校正；钢拱架固定牢固，钢模板拼装严密。

(2)消除模板错台：对模板板块拼缝进行焊联并将焊缝打磨平整，以抑制使用过程中模板翘曲变形而影响砼表面质量，以克服板块间拼缝处错台。组合模板严禁使用变形模板。

4.2、反孤段气泡也是二衬表观质量通病之一，采取措施如下：

(1)对砼性能、坍落度进行有效控制，详见砼质量控制

(2)砼由下至上分层、左右交替、对称灌注。每层灌注高度严格控制，同时合理控制砼浇注速度。

(3)砼输送管端部设接软管控制管口与浇筑面的垂距，砼不得直冲防水板面流至浇筑位置，垂距控制在1.5m以内，以防砼离析。

(4)采用插入式振动器并辅以附着式振动器捣固，捣固中应加强控制。

4.3、施工“冷缝”的防止：

(1)施工过程中，输送泵连续运转，泵送连续灌注，避免停歇造成“冷缝”，间隙时间超过规范要求时，按施工缝处理。

(2)保证衬砌作业连续性的措施：一是合理配置机械设备，储备充足的机械设备易损件，做到设备有用有备；加强机械设备操作现场培训和设备检修保养。二是建立衬砌前检查制度，设备有故障或能力不匹配不开盘。

5、二衬砼质量控制及注意事项

5.1、二衬防水砼原材料质量控制：保证碎石的形状和级配。碎石按级配规格分仓堆放，分别进入拌和机料仓自动计量后再与其它材料一同拌和。

5.2、砼坍落度控制：一般选14～16cm,根据砼灌注部位的不同，墙部砼坍落宜小，拱部砼坍落度宜大。在保证砼可泵性的情况下，宜尽量减小砼的坍落度，并提高砼的和易性、保水性，避免砼泌水。

5.3、外掺剂的选用：选用性能优良的防水剂。

5.4、按施工配合比准确计量：自动计量器具须具有资质的单位进行标定并定期校核，每次砼拌制前必须对计量器具进行检查，确保砼用料计量准确。

5.5、砼灌注：砼采用分层、左右交替对称浇注，每层浇筑厚度不得大于1m。两侧高差控制在50cm以内。浇注过程要连续，避免停歇造成“冷缝”，间歇时间超过1h则按施工缝处理。

5.6、砼定人定位捣固：专职捣固手定人定位用插入式振动器捣固，保证砼密实；起拱线以下辅以木锤模外敲振和捣固铲抽插捣固，以抑制砼表面的气泡产生。灌注过程中严禁用振动棒拖拉砼。

5.7、钢筋保护层：钢筋砼衬砌采用泵送砼，由于灌注速度快，钢筋变形显著，易造成拱部钢筋保护层减小。因此要适当加大砼垫块厚度并放慢砼灌注速度。

5.8、输送泵管路布置：接头管箍应避免不当接触造成爆脱，管路宜用方木支垫高出地面，穿过台车时管箍不与台车构件相接触。砼输送管路端部设置一根软管，软管管口至浇筑面垂距控制在1.5m以内，以避免砼集料堆积和产生离析。

5.8、砼对称灌注时间控制：采取砼灌注时间和灌注高度两个指标进行双控，即单侧砼灌注高度达0.5m时，必须换管：单侧砼灌注间歇时间不超过砼的初凝时间，我们规定每侧边连续灌注时间达60min时，必须换管。

6、缺陷处理

砼表面整修：拆模后，若发现缺陷，不得擅自修补，由技术人员共同研究并经监理工程师批准后及时处理。

6.1、气泡：采用白水泥和普通水泥按衬砌表面颜色对比试验确定的比例掺拌后，用海绵沾取水泥局部填补抹平。

6.2、环接缝处理：采用弧度尺画线，切割机切缝，缝深约2cm,不整齐处进行局部修凿或经砂轮机打磨后，用高标号水泥砂浆修饰，用钢镘刀抹平，使施工缝圆顺整齐。

6.3、对于表面颜色不一致的采用砂纸反复擦拭数次。

6.4、预留洞室周边还应先行清理干净，然后喷水湿润，采用高标号、与二衬颜色相统一的砂浆，抹平压光。

施工质量要求标准

1、衬砌钢筋

1.1、基本要求

钢筋的品种、规格、形状 、尺寸、数量、接头位置必须符合设计要求和有关标准的规定；钢筋无污秽、无锈蚀。

1.2、外观鉴定

无污秽、无锈蚀。

1.3、实测项目

2、混凝土衬砌

2.1、基本要求

2.1.1、所用材料的质量和规格必须满足规范和设计要求。

2.1.2、防水混凝土必须满足设计和规范的要求。

2.1.3、防水混凝土粗集料尺寸不应超过规定值。

2.1.4、基底承载力应满足设计要求，对基底承载力有怀疑时应做承载力试验。

2.1.5、拱墙背后的空隙必须回填密实。

2.2、外观鉴定

2.2.1、混凝土表面密实，每延米隧道面积中，蜂窝、麻面和气泡面积不超过0.5％，深度不得超过5mm, 超过10mm时要及时进行处理。

2.2.2、结构轮廓线条美观，混凝土颜色均匀一致。

2.2.3、施工缝平顺无错台，混凝土不得有裂缝。

#透水混凝土厚度