高速铁路隧道二次衬砌施工作业指导书

高速铁路隧道二次衬砌施工作业指导书10.1编制依据（1）XX高速铁路施工图设计文件（2）《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（3)《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（[2005]160号）（4）《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）（5）《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）（6）《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108—2002J159—2002）10.2编制范围及目的本指导书主要针对隧道二次衬砌施工，指导隧道二次衬砌作业人员进行施工。10.3施工流程及施工工艺10.3.1概述隧道二次衬砌混凝土采用防水混凝土，防水混凝土的抗渗等级不小于P12；防水混凝土施工采用“双掺”技术，掺加一级粉煤灰及具有补偿收缩功能的HE型高效抗裂防水剂，粉煤灰掺量占水泥重量不小于30%，HE型高效抗裂防水剂掺量占水泥重量的8%～10%，混凝土施工前应作试配试验。二次衬砌工序安排采取先浇筑仰拱砼，再填充砼，仰拱全幅超前施工。全幅仰拱施工完毕，并有36.3m以上超前于二衬，即可进行拱墙二衬施工。拱墙衬砌采用12.1米模板台车衬砌。衬砌混凝土采用自动计量搅拌楼生产，混凝土罐车运输，泵送混凝土入模。保证拱顶混凝土与围岩密贴。混凝土采取插入式振捣器振捣，辅以附着式振捣器辅助振捣。附属洞室采用衬砌台架和组合钢模板衬砌。二次衬砌严格按设计和技术标准施工，保证“尺寸准确，强度合格，内实外美，不渗不漏，快速施工”目标。10.3.2二次衬砌施工10.3.2.1二次衬砌施工要求（1）深埋隧道二次衬砌施作一般情况下应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行，变形基本稳定应符合：隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和；或水平收敛（拱脚附近7d平均值）小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm/d；或初期支护表面裂隙（观察）不再继续发展。（2）浅埋隧道应及早施作二次衬砌，且二次衬砌应予以加强。（3）围岩及初期支护变形过大或变形不收敛，又难以及时补强时，可提前施作二次衬砌，以改善施工阶段结构的受力状态，此时二次衬砌应予以加强。（4）对二次衬砌完成的地段，应与设计单位密切配合，继续观察和监测隧道的稳定状态，防止二次衬砌的变形、开裂及侵限。10.3.2.2模板台车制造要求（1）模板台车的外轮廓在灌注混凝土后应保证隧道净空，门架结构的净空应保证洞内车辆及人员安全通行。（2）模板台车的门架结构、支撑系统及模板的强度和刚度应满足各种荷载的组合。（3）模板台车侧壁作业窗宜分层布置，层高不宜大于1.5m，每层宜设置4～5个窗口，其窗口尺寸不宜小于45cm×45cm，两端设检查孔，并设有相应的混凝土输送管支架或吊架。（4）模板台车应考虑通风管的挂设。（5）模板台车应设置足够的承重螺杆支撑和径向模板螺杆支撑。（6）模板台车拱顶应在适当的位置设置混凝土的封堵装置和检查孔。（7）模板台车上安装的附着式震动器应能单独启动。10.3.2.3仰拱砼施工在开挖成形后仰拱施作前，利用地质雷达对隧底地质探测，预测预报仰拱地质情况，与设计不符或存在隐患时及时进行变更，采取加固措施后进行仰拱的施工，以保证隧道底部的施工质量，从根本上消除隧底质量隐患，确保结构稳定。仰拱、填充紧随开挖进行，为减少其与出碴运输的干扰，采用仰拱栈桥跨过施工地段。仰拱和填充砼超前施工，为拱墙衬砌模板台车作业提供条件，并有利于文明施工。在仰拱混凝土自中间向两侧对称浇筑，插入式振捣器进行振捣密实。仰拱砼终凝后才可进行填充砼的施工，砼强度达到规范要求后方可在其上方行车。仰拱、填充施工应符合下列要求：（1）施工前，应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除干净，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填。（2）仰拱应超前拱墙衬砌，其超前距离宜保持3倍以上二次衬砌循环作业长度。（3）仰拱及填充砼的整体浇筑应采用型钢栈桥架空设施以保证作业空间。（4）仰拱混凝土应整体浇筑，一次成型。（5）填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，填充混凝土浇筑至横向排水管铺设底面，双线隧道中心排水管的沟槽和检查井应同时立模浇注。（6）仰拱施工缝和变形缝应作防水处理。（7）仰拱及填充混凝土强度达到5Mpa后允许行人通行，仰拱及填充混凝土强度达到设计强度的70%后允许车辆通行。10.3.2.4边墙及拱墙衬砌施工正洞拱墙衬砌根据量测情况在围岩及初期支护变形基本稳定后进行，适度紧跟开挖面（一般地段距开挖面80～120m；特殊地质地段适当调整衬砌与开挖面距离），拱墙采用12.1m模板台车衬砌，泵送混凝土入模。混凝土采用插入式振捣器振捣，辅以附着式振捣器辅助振捣。特殊地段，附属洞室采用衬砌台架和组合钢模板衬砌。钢筋混凝土衬砌地段，钢筋在洞外下料加工，弯制成型，洞内绑扎或拼装焊接，钢筋绑扎采用多功能作业台架施工。（1）采用液压衬砌台车，对于模板，根据衬砌轮廓线的弧度定做，使钢模的弧度与内轮廓弧度一致，衬砌后达到弧形圆顺。施工时，由下向上对称进行。（2）在衬砌台车就位之前，应按线路中线和高程，结合允许施工误差和预留沉落量，对断面进行复核和整修。（3）模板接头应整齐平顺，挡头板与岩壁间缝隙应嵌堵紧密。（4）衬砌台车必须就位准确，支撑牢固，严防走动。（5）对于裂隙节理发育地段，需根据设计严格施作防水设施。（6）台车模板必须每次拆模后进行打磨，将沉淀在板面上的砼杂物清理干净，涂刷脱模剂后方可进行砼灌注。（7）在砼灌注过程中要有专人值班，随时检查台车是否变形，及时进行调整。（8）砼灌注单侧一次性灌注高度不大于30cm，并且左右对称灌注砼。（9）砼灌注全过程，保持砼各项指标一致，确保砼灌注顺利进行，不受时间等外界因素的影响。（10）砼灌注至拱顶由低向高侧进行灌注，确保拱部无空洞。（11）其它指标均满足试验控制过程及要求。（12）衬砌工作缝应凿毛，设连接钢筋。变形缝按全断面贯通设置。10.3.2.5全断面衬砌施工工艺流程图中线水平检查衬砌台车轨道铺设边墙基底修凿施工准备中线水平检查衬砌台车轨道铺设边墙基底修凿施工准备台车移位对位台车移位对位立模涂脱模剂立模涂脱模剂拌合站拌制拌合站拌制砼砼运输车运送砼砼运输车运送砼车养生脱模养生脱模下一循环下一循环10.3.3防水板及盲沟施工10.3.3.1防水板无钉铺设工艺防水板在铺设过程中，不能有任何孔眼穿透防水板，以确保防水板整体性、完整性、防水性，其施工方法如下：（1）找平喷砼基面，凡基面凹在10cm以上者，用水泥砂浆抹面，凸处凿平，矢高：弦长值小于1：6，锚头、钉头、钢筋头、钢支护凸出者烧除与基面平，并用砂浆抹盖。（2）在处理基面上铺设土工布（400g/m2）作垫层，搭缝宽50mm，热焊牢固、平整。（3）铺设土工布时，用特制黑色Φ80mm塑料垫片敷其上，用电钻打眼钢钉膨胀环固定，间距拱部0.5～0.7m，边墙1.0～1.2m，凸凹处适当增加固定点。钉头在塑料垫片圆形环槽内。（4）土工布铺设后，即可铺设防水板，其方法：标出土工布拱顶中线，防水板中线与拱顶中线一致，从拱顶向两拱脚、边墙对称铺设。（5）用焊机把防水板热合固定于黑色Φ80mm塑料垫片上，焊接牢固，整个防水板无一穿孔。（6）防水板间环向搭接采用TH型自动焊机使两板热熔，双焊缝连接。（7）通过检查每环防水板是否有孔眼及漏缝、虚缝，是否有个别破损点，焊缝补焊，孔眼加设圆形防水板块进行复盖焊补。10.3.3.2防排水板铺设注意事项（1）防水板铺设应在初期支护基本稳定后进行铺设，其铺设程序应经监理工程师批准。防水板铺设前喷射砼表面不得有锚杆头或钢筋断头外露，对凸凹不平处应修凿、喷补，使砼表面平顺；局部漏水处应进行处理。防水板按环形铺设，粘接工序与固定工序紧密配合。两环防水板的搭接宽度为100mm。固定防水板时不得紧绷，并保证板面与喷射砼表面能密贴。（2）铺设防水板地段距开挖工作面，不应小于爆破所需要的安全距离，灌注二次砼时，不得损坏防水板。（3）防水板属隐蔽工程，灌注二次衬砌砼时，应检查板面与底层的密贴情况、搭接、粘接质量、固定防水板处结合情况等，并填写质量检查记录。（4）防排水板铺设施工是一项严格细致的工作，由专业的防水工班作业，并建立专业检查制度，并对操作人员进行严格的操作技术培训。（5）不得将防水板的BEP面与另一块防水板的土工布相贴焊接，造成该处渗漏水。（6）防水板沿隧道纵向一次铺挂长度要比本次灌注砼长度多1m左右，一方面便于与下一循环的防排水板相接，另一方面可使防排水板接缝与砼接缝错开1m左右，有利于防止砼施工缝渗漏水。10.3.4二次衬砌混凝土10.3.4.1混凝土的选用围岩级别项目内容Ⅲ级Ⅳ级Ⅴ级拱、墙C35防水钢筋混混凝土C35防水钢筋混混凝土C35防水钢筋混混凝土仰拱C35防水钢筋混混凝土C35防水钢筋混混凝土C35防水钢筋混混凝土无碴轨道基础C30混凝土C30混凝土C30混凝土仰拱填充C25混凝土C25混凝土C25混凝土结构钢筋HPB235、HHRB3355HPB235、HHRB3355HPB235、HHRB335510.3.4.2混凝土拌合（1）搅拌站采用电子计量装置进行计量，严格按配合比配料，拌料。（2）严把原材料进料关。（3）砼拌合时间要严格控制。（4）严禁将废料重新使用。10.3.4.3二次衬砌混凝土施工要求（1）灌注前，应清除防水层表面灰粉并洒水润湿。（2）模板台车走行轨的中线和轨面标高误差应不大于±10mm，台车就位后启动微调结构，用仪器校正模板外轮廓与设计净空吻合，并锁定台车。（3）钢筋混凝土二次衬砌地段，必须用与二次衬砌混凝土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块，确保钢筋保护层的厚度满足规范要求。（4）采用高效减水剂时，混凝土运到场后应作坍落度检查，泵送混凝土一般以15～18为宜。（5）混凝土应对称、分层浇筑，分层捣固。捣固应采用插入式振捣器。（6）每衬砌段拱顶部位应预留2～4个注浆孔。10.3.4.4混凝土施工注意事项（1）模筑衬砌应在盲沟、橡胶止水条、防水板等措施施工完成后进行。衬砌采用液压衬砌台车立模。模筑采用泵送混凝土入模。（2）在满足施工要求及安全的前提下，混凝土泵尽可能靠近衬砌作业点，以减少混凝土输送管的铺设量，且管道堵塞时清理容易。输送管管道靠边墙侧布置，水平管每隔一定距离用方木垫上并固定好，以方便拆装、清洗、排堵。管道水平及垂直转向时，弯管半径尽量大一些。管道接头处管卡必须紧到位，保证接头密封严密，不漏浆，并且在泵水时不能有漏水现象。（3）混凝土施工时，混凝土输送泵的使用严格按安全技术操作规程执行，开始先泵水检查，确认无异物后，先泵送1：2水泥浆润滑泵及管道，然后再泵送混凝土。施工中保证泵压力稳定。混凝土管出口不能直接对准模板。混凝土灌注高度要小于2米，防止混凝土离析。一次灌注高度不超过30cm，捣固间距不超过捣固棒作用半径的1/2。泵送完毕后用水将泵及管道清洗干净。边墙混凝土浇注前应清除底部虚碴、污物及积水。（4）混凝土灌注时，两边应对称进行，混凝土入模温度不低于5℃。封顶应及时进行，封顶的砼均应该适当降低水灰比，并捣固密实。混凝土施工时应尽可能避免间隙灌注，如需间隙灌注，时间应缩短1.5h以内。（5）混凝土的灌注环境温度在0℃及以下时，应先对砂、石料及水加热，确保砼入模温度不低于5℃。（6）施工接缝根据设计采用止水带防水，施工时沿衬砌设计轴线间距50cm在挡头板上钻￠10钢筋孔，将加工成型的￠10钢筋卡由待浇注一侧向另一侧穿入，内侧卡紧止水带一半，另一半平结在挡头板内侧。待浇注的混凝土凝固后，拆除挡头板，弯好钢筋卡的弯头，将止水带卡入钢筋头，浇注下一循环混凝土。10.3.5养护本管段隧道采用喷雾养护与自然养护相结合的养护方法。10.3.6拆模（1）在初期支护变形稳定后施工的二次衬砌混凝土强度应达到8.0MPa以上。（2）初期支护未稳定，二次衬砌提前施做时混凝土强度应达到设计强度的100%以上。（3）特殊情况下，应根据试验及监控量测结果确定拆模时间。10.4质量控制10.4.1质量检验标准模板安装允许偏差和检验方法序号项目允许偏差检验方法1边墙脚平面位置及及高程±15尺量2起拱线高程±103拱顶高程+100水准测量4模板表面平整度52m靠尺和塞尺5相邻浇筑表面高低低差±10尺量检验数量：全部检查预埋件和预留孔洞的允许偏差和检验方法序号项目允许偏差（mm）检验方法1预留孔洞中心线位置10尺量尺寸+1002预埋件中心线位置置3检验数量：全部检查钢筋安装及保护层厚度允许偏差和检验方法序号名称允许偏差（mm）检验方法1双排钢筋的上排钢钢筋与下排钢钢筋间距±5尺量两端、中间各各1处2同一排中受力钢筋筋水平间距拱部±10边墙±203分布钢筋间距±20尺量连续3处4箍筋间距±205钢筋保护层厚度+10-5尺量两端、中间各各2处检验数量：全部检查。钢筋加工允许偏差和检验方法序号名称允许偏差（mm）检验方法1受力钢筋顺长度方方向的全长±10尺量2弯起钢筋的弯折位位置203箍筋内净尺寸±3混凝土结构外形尺寸允许偏差和检验方法序号项目允许偏差（mm）检验方法1边墙平面位置±10尺量2拱部高程+30水准测量3边墙、拱部表面平平整度152m靠尺检查或自自动断面仪测测量10.4.2质量保证措施10.4.2.1结构防渗漏保证措施（1）全隧隧道拱、墙、仰拱全断面设防水板加土工布；（2）二衬砼采用抗渗砼，抗渗等级不小于P12；（3）施工缝采用一道可维护中埋式橡胶止水带及一道背贴式橡胶止水带；（4）变形缝采用一道可维护中埋式橡胶止水带及一道背贴式橡胶止水带，缝内嵌填“聚苯板”。10.4.2.2.结构防开裂技术措施（1）适当加密隧道洞口与施工通道接口等地段的钢架。浅埋地段，隧道初期支护中加设钢架或改用双层钢筋网。（2）初期支护环向及水平接头应及时修凿平整，二次喷混凝土前2小时可以先喷水湿润混凝土表面，减小初期支护“起壳”现象。（3）将仰拱初期支护用水泥砂浆摸光摸平，减小对二衬混凝土的约束力，防止混凝土开裂。（4）用喷射机喷砂浆找平或人工摸平初期支护面，以利防水层施工及减小约束力，可防止二衬混凝土发生龟裂现象。（5）建议在隧道受力较大的地段二衬混凝土及受负弯矩较大的墙腰、仰拱等部位适当增设钢筋，防止后期开裂。（6）凿毛水平及环向施工缝接头混凝土，相邻混凝土灌注前充分湿润施工缝部位的混凝土。（7）专人用喷雾器养护二衬混凝土；通过及时的养护，控制混凝土内部水化热，可以减少混凝土开裂。10.4.2.3混凝土防开裂措施混凝土收缩主要表现为：干缩和冷缩，还有水泥水化热产生的体积减缩，颗粒沉降产生的沉缩，混凝土硬化早期发生的塑性收缩以及空气中二氧化碳对水泥水化物作用而产生的碳化收缩等。（1）严格控制水灰比值与用水量引起混凝土干缩，是由于混凝土中水分散失和温度下降而引起的。混凝土中的水分只能存在混凝土的孔隙中，而混凝土的孔隙分布于水泥石、骨料中以及骨料与水泥石交接处，水分散失形成孔隙，因此水灰比值大干缩就大，用水量多干缩也相应大。（2）严格控制水泥用量混凝土的冷缩是由于热量散失引起的，冷缩如果受到限制，就可能导致混凝土开裂，这对普通混凝土最为严重。热量来源于原材料和水泥水化热，水化热的大小及出现的迟早与水泥品种、水泥用量、水泥矿物组成及水泥细度等有关。有关试验资料表明，普通水泥三天的水化热为255.4J/g，7天为334.9J/g，由此可见，水泥用量多，水化热就大，水化热与水泥用量成正比。要避免或减轻混凝土冷缩开裂，必须在保工程质量前提下，减少水泥用量，降低温差幅度。（3）应用“双掺”技术“双掺”技术即掺粉煤灰和减水剂，是防裂渗漏的有效措施。因为优质粉煤灰在一般的情况下，存在以下作用：①、致密作用：粉煤灰多在水泥浆孔隙中进行反应，反应后，降低了混凝土内部的孔隙率，提高混凝土的密实性。②、增强作用：粉煤灰中的玻璃株粒形球体，表面光滑，粒度较细，质地致密，在混凝土中可以起到相当于未水化的水泥熟料微集料作用，把水泥浆颗粒分隔开，使水易于水化，水化速度及程度提高，起到增强作用。③、需水量减少作用：粉煤灰不但有上述作用，还可使水泥浆体积堆集密度增大，需水量减少，降低初始水灰比，改善水泥浆等的初始结构，大大降低混凝土孔隙率，增大混凝土的单位体积质量。④、防渗透作用：粉煤灰与减水剂同时掺入混凝土中，由于减水剂的机理作用，使拌和物增塑改善混凝土的和易性，减少泌水、提高防渗性能。（4）科学选用混凝土复合外加剂，制配蠕动性混凝土蠕动性混凝土的特点是：蠕动性好，不产生离析和泌水、可灌性好、可泵性好、易于振捣，不增加设备，稍加振捣即能浇注密实，硬化后孔隙少，提高混凝土结自防水能力。10.4.2.4防止衬砌质量通病的保证措施（1）隧道渗漏水控制①严格按设计铺设防水板或防水盲沟；②拱墙背后回填密实，施工接缝处砼捣固密实。（2）砼外观质量控制①砼拌制采用自动计量设备过磅，根据实验确定配合比，添加减水剂，现场严格控制水灰比。②模板安装就位后，经技术人员认真检查符合规范要求后方可施工。③隧道衬砌采用液压衬砌台车、大块钢模，模板应及时整修。④浇筑砼时均匀分层进行，防止产生偏压，捣固密实，可适当提高砼外层强度等级。⑤搭设施工平台时，平台与模板分离，不许相接触，杜绝各种起吊设备撞击模板。10.4.2.5衬砌质量控制技术要求：（1）复合式衬砌的防水层在自行拼装的综合作业平台车上从拱顶中央向两侧对称进行。要重点做好接头处理，并且要铺设平顺，无褶皱。（2）衬砌按先仰拱后墙、拱的顺序进行，以使衬砌各部分之间结合紧密，并及早形成封闭环。墙、拱模筑混凝土采用液压模板衬砌台车进行。（3）砼浇注必须连续施工，当间歇时间大于1.5小时，必须作停工处理，并留置施工缝。（4）由于采用拱墙一起衬砌，故除墙基处外，拱墙均不留施工平缝。所有施工缝、变形缝均按设计安置止水带作防水处理。（5）根据地质预测预报和施工监测信息，对可能发生坍方地段，须采取有效防坍措施。一旦发生了坍方，要及时、迅速、稳妥地进行处理，并在坍方处理前，详细观测坍方范围、形状、坍穴的地质构造，分析坍方发生原因及地下水活动情况，制定经济、有效的处理方案予以实施。（6）复合式衬砌地段，进行地质和支护状态观察、水平收敛、拱顶下沉、锚杆抗拔力、围岩压力等项监控量测，判别支护体系和施工方法是否有效地控制了围岩位移和变形，从而使二次衬砌时间和结构尺寸得到准确信息，以进一步调整设计，指导施工。10.5主要机具设备单工作面衬砌循环作业所需主要施工机具设备表序号机械名称型号规格数量备注1衬砌台车12.1m1台2多功能作业台车自制三层1台3压浆机BW-250/5502台4注浆泵BW3202台5注浆泵YZB-801台6载重汽车FV41515t2台7抽水机DA1-125XX65台8仰拱栈桥TXYQ-1215m2台9砼输送泵HBT60A60m31台10砼运输罐车FV415J8m36台10.6劳动组织单工作面衬砌循环作业所需劳动力班组计划数量工作内容仰拱钢筋组5仰拱钢筋绑扎，焊焊接仰拱栈桥架设组5仰拱栈桥移动，维维修仰拱模板组5铺设仰拱模板及加加固仰拱及填充砼灌注注组5直接进行浇筑拱墙钢筋绑扎组15拱墙二次衬砌钢筋筋绑扎，焊接接防水土工布铺设组组10拱墙土工布，防水水布铺设及无