技术交底之十四二次衬砌施工方法、工艺及措施.docx

技术交底之十四
二次衬砌施工方法、工艺及措施

施作二次衬砌以下简称二衬应在围岩和初支变形基本稳定及进行，根据各队监控量测结果，目前已经具备此项条件。为了确保二衬质量，满足设计要求，现根据有关规范和设计的规定和要求，技术交底如下：
第一节 通则
一、一般要求
1、各队应按项目部技术交底之十《隧道防排水工程施工要求》铺挂盲管和防水卷材，提高防、排水质量；
2、各队应按照项目部技术交底之十一《隧道二次衬砌准备须知》中的要求，做为施工组织台车安装与就位调试、测量、监控量测、处理超欠挖，施工预留洞室和敷设预埋件等各项工作。
3、衬砌所需的一切材料及其必须满足设计要求，并符合规定。
4、矮边墙模板，要有足够的刚度及足够的支承面积，并置于平顺的硬底上，无积水。
5、混凝土的配合比、沉降缝，施工缝的处理，必须符合图纸规定和有关规定。
6、混凝土应振捣密实，无孔洞，无蜂窝麻面。
7、混凝土应按规定取样作强度试验，试验结果应符合图纸要求。
8、防水层的设置应符合图纸的规定。
9、在施作复合式衬砌前，应将将喷层或防水层表面的粉尘清除干净，并洒水湿润，防止混凝土收缩开裂，在振捣混凝土时，不得损坏防水层。
10、衬砌装修应符合图纸要求，装修材料应与监理工程师审查同意的样品材料相同一致。
11、隧道衬砌施作的时间和衬砌距开挖面的距离，随隧道所处的水文、地质条件和采用的施工方法而不同，石质较好可不必紧跟开挖面，石质较差则要求边开挖边衬砌。衬砌不得侵入隧道建筑限界。
12、检查、验收、各类生产记录等资料必须认真记录，及时要求监理签字认可。
二、技术要求
1、检测项目（表5-6-1）
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法或频率
1
混凝土强度(Mpa)
在合格标准内
按《质评标准》附录D
2
衬砌厚度(mm)
不小于设计
每40m检查1个断面，用激光断面仪来确定厚度
3
墙面平整度(min)
20
每40m用2m直尺每侧检查3处
2、外观鉴定
1）衬砌渗漏水现象。
2）混凝土表面平整密实，任一延米的隧道面积中，蜂窝麻面和不超过0.5%，深度不超过10mm。
3）结构轮廓线条顺直美观。
三、衬砌施工工序质量控制流程（详见附图）

第二节 衬砌施工要点
一、事前检查
1、检查隧道洞身衬砌施工方案和质量安全保证措施。
2、检查衬砌原材料的进场及存放情况。
3、检查电力运行情况。在衬砌期间随时可能停电，应有应急预案做好随时自行发电的准备，以保证混凝土施作不间断地进行。
4、检查核实衬砌支架模板的安装尺寸，堵漏和稳固情况，做到万无一失。
二、事中控制
1、保证混凝土浇筑中支架模板不致产生扭转、倾倒、移动、变形等情况发后。
2、按图纸控制模板背后的衬砌厚度。一般应在安装好模板，取中部和端部两个断面进行量测，每个断面内不少于10个测点，测点环向间距为2米，量测精度1cm。
3、控制拱墙背后的超挖回填。要求拱脚以上和墙基底以上1米范围内的超挖必须用与拱圈，边墙相同材料一次施工。其它范围拱墙背后超挖回填应符合设计要求。
4、检查边墙基底，隧道内要求无虚碴杂物及积水；超挖在允许范围内，要求用同级混凝土回填；超挖大于规定时可用浆砌片石或片石混凝土回填。
5、对混凝土施工全过程进行控制，发现问题及时纠正。
（1）对混凝土原材料的外观检查，配料和拌制工艺的控制检查，每一工作班至少两次；砂、石村料的含水率，每次施工前检测一次，开工后如遇降雨等原因，温度变化过大时，应随时检测。
（2）运输距离过远的浇灌点，应进行坍落度及和易性的检测；如发生离析现象，应要求再搅拌。
（3）检查混凝土震捣密实情况，尤其是拱部封项和边墙，封口部位的工艺是否能保证质量要求。
（4）应左右对称分层浇筑混凝土，每层厚不宜超过1m，长度一般6-12m，分层浇筑间隙时间不得超过初凝时间。
（5）浇筑拱脚时，宜中断1-2h，但不得超过终凝时间，待边墙砼下沉基本稳定后再浇筑拱部。
（6）二次衬砌混凝土的最短拌制时间，应符合下表1-1规定。
混凝土的最小拌制时间（s） 1-1
混凝土坍落度(cm)
搅拌机型
搅拌机容积(L)
<400
400-1000
>1000
<3
自落式
90
120
150
强制式
60
90
120
≥3
自落式
90
90
120
强制式
60
60
90
注：1、入机拌含量不应超过搅拌规定容量的10%。
2、掺加减水剂、加气剂等时，宜延长拌和时间。
三、事后检验
1、按隧道检查项目和衬砌检查项目检查验收，允许误差应符合规范的规定值。
2、隧道衬砌的厚度检查，已经检测过模板背后衬砌室间尺寸的衬砌段，可检查测模板与衬砌室间（厚度）尺寸记录。一般可不再依钻孔厚度检查，以免伤及防水层。
3、外观检验应无窝麻面及露筋，无缺角破损，混凝土表面色泽一致。
4、隧道检查每10米一处，内容应包括：
1）仰拱断面应符合设计要求。
2）仰拱与边墙、水沟、电缆槽相互连接面结合良好。
3）铺底及水沟坡面平顺，流水畅通。
4）水沟、电缆槽盖板边缘平顺整齐。
5）铺底厚度符合设计要求，局部（每m2内不大于0.3 m2）厚度偏差欠厚不大于30mm。
第三节 拱（墙）架与模板
隧道开挖断面经检查符合要求后，应根据正确中线、水平桩点、架设拱（墙）架。对于钢模台车，一般方法是将拱圈半径加大2-5cm（允许施工误差），若围岩松软，沉落数值大，必须提高起拱线和拱顶标高。但边墙基底标高应固定不变。灌筑边墙时，应以不变标高控制，加上提高起线的数值，即为边墙顶高程。
一、钢模台车架设质量要求。
1、丈量开挖断面，欠挖部分必须挖够，方准架设。
2、复核中线、水平，先拱后墙法施工时，测定拱顶及起拱线标高，并放十字线；先墙后拱法施工立墙架时，如在直线上应左右对称，曲线上外测按规定加宽架设。
3、对于钢模台车先铺设轨道，复核中线、水平、测两轨间距及标高，轨道应铺设平整，轨面不得出现下沉。测定台车顶及边墙基底标高，预先灌筑墙基混凝土，使台车落在墙基上，防止台车左右偏移，并放十字线加以控制。
4、拱架（包括模板）标高应预留沉落量，其数量可按表5-6-4采用。
拱架（包括模板）预留沉落量 表5-6-4
围岩分类
IV及IV以上
Ⅲ
Ⅱ
I
预留沉落量(cm)
≤5
5~10
10~15
15~20
注：1、上述数值适用于先拱后墙法，当采用先墙后拱法时均不宜大于5cm
2、本表不包括施工误差。
3、本表数字不作混凝土计量用。
5、调整钢模台车左右两侧位置，对于直线隧道，应使中线钢模台车两侧边缘的距离与设计尺寸相等，并加上预留宽度。钢模台车不扣除。
二、拱、墙架和模板拆除注意事项
1、不承受外荷载的拱、墙混凝土强度应达到5.0Mpa，或在拆模时混凝土表面不被损坏并能承受自重时，模架方准拆除。
2、承受围岩压力较大的拱、墙、封顶和封口的混凝土达到设计强度100%时方可拆除。
3、承受围岩压力较小的拱、墙，封顶和封口的混凝土应达到设计强度的70%。边墙架和模板应先拆除脚手架，再拆墙架，模板从墙脚拆至墙顶。拆下的模板用钢丝刷清除表面灰浆，用清水洗净、堆放整齐。拆模日期、里程桩号及拆除过程应记入施工日志。
第四节 混凝土灌筑
就地灌筑混凝土衬砌应分段进行，每段长度应根据围岩条件、施工方法、衬砌类型及施工进度等而定，在松软或破碎地层一般不超过3m。
一、灌筑前的准备工作检查要点。
1、应将粗细集料、水泥及施工配合比，铭牌于现场。
2、布置施工场地，检查拱（墙）架模板，安装质量，净空尺寸，中线、水平是否符合要求。
3、每隔5~10米作开挖断面图及地质素描图，并加说明，记入施工日志，填写隐蔽工程检验单。
4、模板上不应有污泥杂物，并需用清水润湿，涂以拆模剂、肥皂水或干净机油以便拆模。
5、经常测试粗细集料含水量，及时调整混凝土的水灰比。
二、混凝土灌筑要点
1、混凝土衬砌施工监理要点除执行本节“事中控制外”，还要求如下 ：
1）灌筑前应用水冲洗防水层或喷层表面粉尘，清除墙底虚渣、污物和积水。
2）做好地下水引排工作，防止水流影响衬砌质量。
3）采用钢模台车时，宜称灌注边墙基础，待基础混凝土达到一定强度后，再灌自由式拱墙混凝土，以防止台车在灌筑过程中左右偏移。
三、混凝土施作要点
1、拱圈灌筑顺序应从两侧拱脚向拱顶对称进行，间歇及封顶的层面应成辐射状。
2、分段施工的拱圈合拢位置宜选在围岩较好处。
3、与铺助坑道交汇处的拱圈时，应在拱脚下预留钢筋接头，使拱墙连成整体。
四、边墙混凝土施工要点
1、灌注混凝土前必须将基底石渣、污物和基坑内积水排除干净，严禁向有积水的基坑内倾倒混凝土拌合物。墙基松软时，应作加固处理。
2、边墙扩大基础的扩大部位及仰拱的拱座应结合边墙施工一次完成。
3、采用先拱后墙法施工时，边墙混凝土应尽早灌筑，以避免对拱圈产生不良影响。
4、墙拱结合部应留10-15cm，在完成边墙灌筑24h后，用较稠的水泥砂浆掺粒径1-2 cm的小石子拌和，向封口内填塞捣实，再用模板封闭。
五、复合式二次衬砌混凝土最佳施作时间要求（详见技术交底之十）
六、仰拱施作要求（详见技术交底之八）
1、应结合拱墙施工抓紧进行，使结构尽快封闭。
2、仰拱灌筑前应清除积水、杂物、虚渣等。
3、应使用拱架模板灌筑仰拱混凝土。
七、衬砌混凝土的材料质量要求
1、普通混凝土
1）衬砌所用的材料及半成品，应耐久、坚固、耐火、耐冻、并能抵抗化学及大气的侵蚀，符合现在国家标准及技术规范要求。
2）采用普通水泥时，其标号不应低于42.5Mpa号。
3）用洁净、坚硬、符合规定级配、细度模数在2.4以内的粗、中砂。
4）碎（砾）石应质地坚硬，符合规定级配，最大粒径不应超过40mm。
5）水灰比不应大于0.55，严寒地区不应大于0.50。
6）混凝土搅拌用水应清洁，宜采用饮用水。使用非饮用水时，应经化验合格后，方准使用。
2、防水混凝土
1）砂石集料应符合级配要求，细骨料宜用中砂，基砂率应高于普通混凝土的5%-8%，粒径在0.16mm以下的砂应占骨料总重的5%左右。
2）水泥标号不低于42.5Mpa号，水灰比不应大于0.55，严寒地区不大于0.50，水泥用量不应少于280kg/m3。
3）调制混凝土拌和物时，水泥重量偏差不得超过±2%，集料重量偏差不得超过±5%，水及加气剂重量2不得超过±2%。
4）冬季施工的防水混凝土应掺用加气剂，降低原有水灰比，并按冬季施工要求施工。
3、泵送混凝土的质量要求
1）振捣时坍落度为8-12cm，不振捣时为15-21cm。
2）细骨料宜用中砂，其平均粒径为0.25-0.3mm。细度模量应在2.4-3.0之间。
3）粗骨料中针片状颗粒含量按重量计算，不应超过粗骨料总量的15%。
4）当输送混凝土管径为100mm时，石子最大粒径为22mm；管径125mm，石子最大粒径为25mm；当管径为150mm时，则石子最大粒径为40m。
5）根据泵送混凝土管径确定水泥最大用量。管径为100mm，最小水泥用量为280kg/m3；管径为125mm，水泥量为290kg/m3；管径为150mm，最小水泥用量为300kg/m3。
6）泵送防水混凝土质量要求
4、泵送防水混凝土质量要求
1）水泥标号不应低于42.5Mpa号。
2）水泥用量宜为360 kg/m3。
3）骨灰比宜采用5：1；灰砂比不应小于1：2：8。
4）砂率应高于普通防水混凝土的5%左右。
5）每立方米混凝土中粒径0.315mm以下的砂不得小于400kg。
八、混凝土抗压强度要求
1、混凝土的抗压极度限强度应以边长为15cm的立方体试块在温度为20±3℃，相对温度为90%以上的潮湿环境或水中的标准条件下，经28d养护后试验确定。
2、试导体取样确定。
每一作班不少于一组；每拌制100m3混凝土不少于一组；每组至少三个试块。
3、混凝土抗压强度的验收标准。
1）原材料和配合比基本一致的混凝土才能组成同一验收批。同一验收批的混凝土强度应以同批内标准试块的强度代表值来评定。
2）每组试块应在同盘混凝土取样制作，试验结果的平均值为该组试块的强度代表值9（精确到0.1Mpa）。当三个试块中过大或过小强度值与中间值相比超过15%时，以中间值代表该组试块的强度。
3）混凝土强度的合格条件为：
Rn-Ksn≥0.85R
Rmin≥0.85R
式中：R—同批n组试块强度的平均值；
K—体格判定系数，10-14组取1.70，15-24组取1.65，大于25组取1.60；
Sn—同批n组试块强度的标准差；
Rmin—同批n组试块强度中最小一组的值；
R—相当于该混凝土标号的抗压极度限强度。
4）当混凝土的试块强度不符合要求时，可从衬砌中钻取试样或用非破损检验法进行检查。如仍不符合要求，应对已完成的衬砌按实际条件验算结构的安全度可采取必要的补强措施。
九、衬砌混凝土的养护要求
混凝土灌筑后，湿度较大的隧道可不必采用人工洒水进行养护；洞内干燥地段和所有隧道洞口段，应对衬砌混凝土洒水养护，防止混凝土收缩开裂。
混凝土衬砌在拆模后立即养护，养护时间一般为7-14d。寒冷地区还应做好混凝土的防寒保温工作。
第五节 几项措施
1、铺底及矮边墙先行施工为台车就位创造有利条件
铺底和矮边墙混凝土先行浇筑，便于台车就位和展开二次衬砌，并改善洞内道路状况，营造良好施工环境。
矮边墙施工高度的确定：经过对比分析并结合多条公路隧道的施工经验，矮边墙顶面比衬砌台车模板底边低8cm，此部分在砼灌注前用梯形木封堵密贴，以防漏浆。这种方法易于实现台车的精确定位。矮边墙篱作时注意按设计布设纵向透水盲管及其与沉砂井的连接管，预留环向软式透水盲管和防水板接头，以及设置预埋件和预留洞室。
2、预留洞室和预埋件的固定
隧道预留洞室和预埋件种类多、数量大，保证其尺和位置准确是衡量二衬质量的一个重要方面。
1）钢筋砼衬砌地段，预留、预埋件固定在钢筋骨架上。
2）无筋衬砌地段采用的方法是在衬砌台车模板钻孔用螺栓固定预留、预埋件。其优点是费用低廉，易于操作。
3）预埋钢管的设置
为保证通讯、电力线路穿线顺利，预埋钢管需要把好以下工序质量：
①采用切割机切割；
②用钢锉锉平管口毛刺；
③弯和机弯制；
④接头采用套管连接；套管同时预埋钢管之间焊接，并对焊缝作防锈蚀处理；
⑤管内穿铁线；
⑥预留洞室处钢管头应外露5mm，长短一致；
⑦管口在灌注砼前作临时封堵。
3、防水砼品质控制
使用反击碎石机组生产碎石，通过调整筛孔尺寸，保证碎石的形状和级配。5~20、20~40碎石分开堆放，分别进入拌和机料仓自动计量后再与其它材料一同拌和。
1）砼坍落度控制：一般选14-17cm，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，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。
2）外掺剂（料）的选用：适量掺加FDN-440高效缓凝型减水剂，可以改善砼的和易性，增加其流动性；在衬砌中掺加粉煤灰也有利于提高的和易性、保水性和密实度；防水剂选用FS-P型。
3）按施工配合比准确计量：自动计量器必须经具备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。
4、减少二衬反弧段砼表面气泡，提高砼外观质量
在反弧段施工中，一是掺加1%的FDN-440型减水剂和16%的粉煤灰，以改善砼性能；二是控制砼坍落度（14cm）；三是捣固方法得当，综合运用，可以减少减小反弧段气泡，有效改善衬砌砼表面质量；四是分层浇注，使气泡尽量释放。
5、消灭砼接缝错台的措施
砼接缝错台是二衬表观质量的通病之一，但通过采取一些具体措施是可以克服的。
1）消灭环形接缝错台：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，应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3米灌注砼速度（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；七是保持台车与混凝土的搭接长度为10厘米（曲线地段指内侧）。
2）消灭台车模板错台：对模板板块拼缝进行焊联并将焊缝打磨平整，形成三块大模板（即拱部一块，左右边墙和一块），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。
3）控制台车作业窗处错台和漏浆：作业窗关闭前，必须将窗口边框砼浆液残碴清理干净，并用湿抹布擦试后锁紧压紧卡，并将关闭支点用楔形木塞紧，防止由于作业窗口关闭不严，使窗口部位砼表面形成凹凸不平的补丁甚至造成漏浆。
6、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后并经监理工程师批准及时处理。
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，局部填补抹平。
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。
3）对于表面颜色不一致的采用砂纸反复擦拭数次。
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、与二衬颜色相同统一的砂浆，抹平压光。