青州至臨沭高速公路某隧道二次襯砌施工工法

xxx隧道二次襯砌施工工法一、前言國高網(wǎng)長深線青州至臨沭高速公路，xxx隧道全長1525米，隧址位于構造剝蝕低山地貌區(qū)，為三線大跨隧道，與雙線隧道相比，三線隧道具有跨度加大而高度變化相對較小，即矢跨比變小，結構形狀變得更加扁平的特點。在軟弱圍巖地層中修建三線大跨隧道，隧道開挖后拱頂及局部應力集中過大，隧道結構極易失穩(wěn)，給施工帶來極大困難。三線大跨軟弱圍巖隧道施工工法依據(jù)新奧法原理，利用臺階法進行開挖支護，整體模板臺車襯砌。二、工法特點1、將監(jiān)控量測技術、數(shù)據(jù)處理和信息反饋技術應用于施工，動態(tài)修正施工方法和支護參數(shù)，確保施工安全。2、運用臺階法進行開挖支護，拱部邊墻開挖先施作小導管注漿，分部封閉成環(huán)，初期支護為錨、網(wǎng)、噴加格柵鋼架結構，二次襯砌為鋼筋砼結構。3、邊墻與拱部采用一套組合模板臺車，具有費用低、效率高、砼外觀質量好的優(yōu)點。三、適用范圍1、本工法適用于新奧法指導施工的大跨度圍巖地下通道及洞室。2、本工法適用于各種埋深，Ⅳ～Ⅵ級圍巖的大跨隧道和類似跨度與圍巖的鐵路隧道、公路隧道、城市地鐵、地下停車場等各種洞室。四、工藝原理1、采用臺階法施工大跨隧道，其機理是將大跨洞室分割成三個臺階施工，合理轉化工序。2、以巖體力學理論為基礎，監(jiān)控量測為依據(jù)，采用新奧法原理和控制爆破技術，及時噴錨進行初期支護，針對圍巖軟弱的特點，經(jīng)監(jiān)控數(shù)據(jù)反饋，合理確定工序間關系。3、利用監(jiān)控位移反分析法及初支鋼筋軸力、圍巖應力、二襯鋼筋軸力、二襯接觸壓應力的量測結果指導施工。五、二次襯砌施工1、施工監(jiān)控量測為確保二次襯砌施工質量，在二襯施工前隊隧道各項指標進行監(jiān)控兩側。（1）監(jiān)測項目表監(jiān)控量測項目主要根據(jù)隧道工程的地質條件、圍巖類別、跨度、埋深、開挖方法和支護類型等條件綜合確定(見表1)。監(jiān)測項目表表1序號監(jiān)測項目測試工具及儀表表備注1地表下沉普通水準儀必測（淺埋段）2拱頂下沉普通水準儀、鋼鋼尺必測3收斂監(jiān)測凈空變位位移計計必測4土體水平位移洞口段淺埋堆積積體5土體垂直位移洞口段淺埋堆積積體6初支鋼筋軸力應力計必測7圍巖應力壓力盒必測（2）監(jiān)測布點監(jiān)測布點視圍巖級別和斷面位置情況而定（詳見表2）測點布置表2圍巖級別斷面間距（m）水平收斂拱頂下沉表面位移Ⅴ5～10532Ⅳ15～30532（3）量測頻率量測頻率由測點距工作面的距離和測得的位移速度而定，一般情況參見表3。量測頻率表3位移速度（mmm/日）距工作面（距離離）頻率＞10（0～1）D1～2次/日5～10（1～2）D1次/日1～5（2～5）D1次/2日＜1＞5D1次/周（4）圍巖穩(wěn)定性應變基準圍巖穩(wěn)定性應變基準參見表4中的內容，根據(jù)位移變化速率判別，當凈空變化速率大于10mm/d時，需加強支護系統(tǒng)，當凈空變化速度小于0.5mm/d時，則認為圍巖基本穩(wěn)定。當實測位移超過表4的允許值或位移值無明顯下降時，應立即采取補救措施。隧道周邊相對位移值（%）表4圍巖級別覆蓋厚度（m）＜5050～100＞300Ⅴ0.20～0..800.60～1..601.00～3..00Ⅳ0.15～0..500.40～1..200.80～2..00注：表中所列圍巖穩(wěn)定性應變基準值是參考性的施工管理值。2、二次襯砌施工隧道二次襯砌前的各項工序均為隱蔽性工程，為確保隧道施工質量時刻處于監(jiān)控狀態(tài)之下，我單位建立五個標準斷面法施工制度，（初期支護檢測合格段、土工布檢測合格段、防水板檢測合格段、鋼筋綁扎檢測合格段、二襯混凝土檢測合格段），每道工序質量得到有效控制，打造隧道施工的亮點工程。隧道暗洞均采用復合式襯砌，明洞采用明洞襯砌結構。襯砌結構按相應圍巖級別確定。隧道均采用內輪廓完全相同的曲墻式襯砌，采用9m液壓襯砌臺車配合輸送泵進行施工，混凝土由洞外混凝土拌合站集中生產(chǎn)，混凝土罐車組織運輸，泵送入模。仰拱超前，拱墻襯砌適時緊跟，仰拱施工時采用分幅施工方法。仰拱及填充超前，但仰拱填充不與仰拱同時灌注，拱墻襯砌采用液壓鋼模襯砌臺車施工，最后施工水溝電纜槽。施工順序見下圖。ⅠⅠⅡⅢⅣⅣⅢⅢ洞內混凝土襯砌順序圖（1）鋼筋加工與綁扎鋼筋按要求在洞外鋼筋加工場地內加工，運料車運輸?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層鋼筋，并及時將內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）仰拱及鋪底施工仰拱施工工藝框圖見圖。仰拱爆破仰拱爆破清碴邦扎鋼筋模板安裝砼澆注砼養(yǎng)生仰拱施工工藝框圖根據(jù)設計地質情況，初步確定仰拱距離掌子面安全距離Ⅲ級為90m，Ⅳ級為50，Ⅴ級為40米。仰拱混凝土施工前把基底的虛碴、雜物及淤泥清除干凈，排除積水后，灌注仰拱。綁扎鋼筋人工進行，混凝土由運送車直接入倉進行灌注。鋪底施工時預留15cm混凝土先不澆注，待工程完工后從洞內到洞外一次性施工完畢。（3）拱墻施工復合式襯砌要求隧道混凝土二襯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襯，必要時緊跟開挖面。正洞襯砌段落邊拱模采用液壓式整體臺車，臺車長9m，通過調整液壓元件，使模板正確對位；模板臺車采用模板接頭加硬橡膠間隙帶，防止二襯混凝土澆注段施工接頭處漏漿?；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合好，不形成施工冷縫，砼垂直自由下落高度控制不超過2m，搗固采用附著式振搗器配合插入式振搗器，安排專人負責，保證混凝土襯砌內實外美。減少二襯混凝土表面的氣泡，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。預留洞室等結構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?；炷凉嘧⒔Y束12小時后從擋頭板澆水養(yǎng)護。拆模后及時進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于14天。拱墻襯砌施工工藝框圖見下圖。拱墻襯砌施工工藝框圖工藝方法：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構尺寸檢查，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。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，符合要求后，并安設好擋頭模板，接頭止水帶及止水膠條和拱部注漿管，再進行合格檢驗和經(jīng)監(jiān)理工程師簽證，方可灌筑邊墻混凝土?；炷凉嘀汗嘀吂盎炷習r，應由下向上對稱灌筑，兩側同時或交替進行，邊墻部位混凝土應采取埋管式澆注，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，保證混凝土內部密實，外部光滑。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。混凝土灌筑必須連續(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)定進行接茬處理。拆模養(yǎng)護：當邊、拱混凝土強度達到5MPa時，方可拆模，拆模時間不可過早。拆模后及時進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于七天。襯砌厚度、密實度及外觀檢測方法:襯砌外觀要目測平順光滑，無蜂窩麻面。斷面尺寸及中線、高程用鋼尺配合經(jīng)緯儀、水平儀量測，內輪廓必須符合設計要求。襯砌厚度檢查采用雷達檢測。密實度檢查可采用混凝土回彈儀，其強度檢查采用同期制作混凝土試件，做抗壓強度試驗。六、機具設備施工機具設備配備見表5。施工機械配備表表5序號機械名稱規(guī)格型號數(shù)量1裝載機ZLC5022發(fā)電機250KW13變壓器S9-1250014砼拌和機JS100025鋼筋擠壓連接機機YJH-7B16輸送泵HBT-60AA17鋼筋加工設備GJ3228反鏟卡特22029砼罐車8m3410模板臺車9m2七、勞動組織勞動組織詳細情況見表6。勞動組織人員配備表表6開挖人數(shù)襯砌人數(shù)測量放線（含監(jiān)監(jiān)測）10輸送泵6鉆孔（包括錨桿桿及爆破）26混凝土輸送、振振搗18排水、養(yǎng)路、通通風10脫模定位14防水板鋪設12清理及風水電混凝土生產(chǎn)12其它15八、質量控制本工法除執(zhí)行施工設計圖紙等文件的有關技術要求，執(zhí)行《公路隧道施工及驗收規(guī)范》、《鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范》（TBJ204-83）外，尚應注意以下質量標準：超前導管鉆孔嚴格控制外插角，注漿應飽滿。鋼支撐應嚴格測量檢查，準確定位，連接良好，拱腳不懸空。錨桿應確保眼深，注漿飽滿，抗拔力達到設計要求。噴砼達到設計厚度，強度合格。二襯嚴格按照五個工作面施工，四個檢測區(qū)一個施工區(qū)。九、安全措施施工過程中除應嚴格遵守國家和部頒有關隧道施工安全技術規(guī)則外，還應注意以下事項：設專職工程技術人員做好地質描述和超前地質預報，并根據(jù)監(jiān)控量測結果，調整支護