隧道二次衬砌施但工的质量控制.doc

隧道二次衬砌施工的质量控制第一工程公司 孟庆誉摘 要 隧道二次衬砌施工的一个质量要求就是“内实外美”，内实是对衬砌混凝土内在质量的要求，混凝土施工需要做到内部密实；外美是对混凝土外观质量的要求，应该达到表面圆顺、光滑、颜色一致；项目经理部对大门口隧道二次衬砌施工质量进行了全面的控制，使已完成的施工质量达到了较高的标准，得到了业主、监理的充分肯定。关键词 隧道二次衬砌 质量控制1 工程概况杭新景高速公路SJB5合同段全长6.502公里，设计路幅为双向六车道，设计行车速度120公里/小时。SJB5合同段大门口隧道位于杭州建德市寿昌境内，此处位于浙江省西部富春江中游的低山丘陵地带，隧道左线全长270 m，右线全长242 m，合计512 m；该隧道为上下分离式三车道曲线隧道，建筑限界净宽14.5m，限高5 m；内轮廓净宽为15.25 m，净高7.7 m，属大跨径扁平隧道。大门口隧道于2004年11月正式开工，2005年11月全部贯通，目前二次衬砌施工正在有序地进行。在此对二次衬砌施工的质量控制情况进行简述。2 施工准备2.1监测围岩的稳定状况，确定施工时间大门口隧道围岩类型主要有三种，即II类、III类、IV类围岩。通过监控测量掌握围岩的位移变形率，分析围岩的稳定状况，来确定二次衬砌的施工时间。2.1.1监控量测，为二衬浇注时间提供依据监测拱顶下陷量及仰拱顶隆起量，沿隧道纵向每10-50米一个断面，隧道中线上下点各设置一点，预埋锚杆。监测隧道内空变位，沿隧道纵向每10-50米一个断面。通过以上方法判定围岩及隧道稳定性、支护参数合理性，并为二次衬砌浇注时间提供依据。2.1.2在围岩监测中满足以下条件方可进行二次衬砌施工各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；周边位移速率小于0.1-0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.07-0.15 mm/d。二次衬砌前的位移已达总位移的80%以上。初期支护表面裂缝不再发展。对于II类围岩,当不满足这些条件,围岩有失稳迹象时，为了控制过大变形以及安全需要可以提前进行二次衬砌。2.2测量隧道净空断面尺寸先用断面仪沿隧道纵向每 10 m 测一个断面。根据断面测量结果所反映的情况，处理超、欠挖。在铺挂防水层前，用铺挂防水层简易台车再测量隧道净空断面尺寸。具体方法是：在简易台车前端焊接一钢筋圆孤。钢筋圆孤尺寸与衬砌外轮廓尺寸相同，在准备铺挂防水层的区段，人力推动台架在钢轨上行走，检查开挖洞身有无欠挖，若有欠挖及时处理。3防水层的施工质量控制大门口隧道由于埋深小，地下水不发育，主要为空隙水和基岩裂隙水，除地表降水外与其他水系无联系，所以水文地质属简单型。但在隧道工程中，地下水的存在及地表降水都是必然的，根据围岩的状况，将来仍有可能出现渗漏水地段，所以大门口隧道从设计施工上都设置了相应的衬砌防排水工程。3.1防水工程大门口隧道防水层是在衬砌背面设置隧道专用型贴背吊带式高分子土工布复合防排水卷材，土工布设置在防水卷材与喷混凝土层之间，其作用兼作衬背排水层及缓冲层。衬背防水层施工以可靠便利为原则，直接在洞内铺挂、拼找。防水层铺挂采用吊带铺挂，不允许用钉子将卷材钉在喷射混凝土层表面上。铺挂点壁面每1m2不少于1个。采用羊角钉子或自制U型钉（以无尖角为原则）。防水层铺装只能有环向接缝，不能出现纵向接缝。隧道复合防水卷材明洞背部防水采用2.5mm厚的SBS型改性沥青防水卷材，需选晴朗干燥的天气施工，首先用砂浆找平，之后敷设防水层（SBS改性沥青防水卷材）并粘贴紧密，相互错缝搭接良好，搭接长度不少于100mm，并向隧道内拱背延伸不少于500mm。SBS型改性沥青防水卷材外部再做3cm水泥砂浆保护层，然后回填。衬背防水层施工铺装超前隧道二次衬砌30-50米。3.2止水带、止水条施工在衬砌浇筑工作缝处设置BF遇水膨胀橡胶止水条(20×15mm)，在设置沉降缝处设置E5型桥式橡胶止水带(规格290×25×R25×10mm)。止水带、止水条安装时，以及在混凝土浇捣作业过程中，注意止水带的保护，不得被钢筋、石子和钉子刺破，如发现有破损，及时修补；在固定止水带和浇筑混凝土过程中，防止止水带偏移；加强混凝土振捣，排除止水带底部气泡和空隙，使止水带和混凝土紧密结合；止水带的接头根据止水部位采用不同的接头方法，止水带的搭接宽度为100mm，冷粘缝宽不小于50mm。4 排水工程的施工大门口隧道排水工程主要采用隧道专用复合防水卷材使漏水从衬砌背面通过排水滤层排至墙脚，再由墙脚处衬背纵向盲沟集水，通过横向排水沟引出。衬背纵向盲沟采用100mmHDPE单壁打孔波纹管，盲沟设置在防排水层外面，固定在喷混凝土面上。路面以下设置纵向中央排水沟。其作用是将路基围岩渗水、涌水排走。纵向中央排水沟由带孔内径300mm离心式钢筋混凝土管外裹200g/m2土工布滤层及级配碎石滤层组成。沿隧道全长布置，将地下水排出洞口，最终汇集到洞外路基边沟中。为了处理隧道内冲洗及消防排放等的污水，在隧道路肩部位设置预制圆形路缘排污水沟，污水排出洞外与洞门外路基边沟槽相通。5 二次衬砌混凝土施工的质量控制由于隧道施工条件和施工环境的限制，隧道内混凝土施工相比露天的混凝土施工有一定的难度，也有其特点。例如，拱顶部位的混凝土灌注、捣固与边墙的混凝土灌注、捣固就有不同。衬砌背后空洞的回填也是一个重要因素。因此，在隧道内进行混凝土施工时，需要充分了解隧道内混凝土施工的特点，才能获得满意的衬砌施工质量。5.1模筑混凝土衬砌（二衬）施工模筑混凝土衬砌是道路隧道永久支护之一，是隧道营运的安全屏障，衬砌好坏直接影响整个隧道的工程质量和使用，因此，在施工中必须注意保证质量，符合设计要求。大门口隧道模筑混凝土衬砌采用衬砌台车进行。衬砌台车长9米，按照设计尺寸在厂家定做。衬砌台车拱部模板采用8mm厚钢板。二次衬砌模板台车在衬砌施工中先墙后拱法和先拱后墙法是经常采用的。前者是大多数隧道施工中采用的，优点较多。先墙后拱法和先拱后墙法比较表比较项目先墙后拱法先拱后墙法断面封闭及时封闭及时封闭整体性整体性好整体性差防水性无拱墙施工缝，自防水性好。防水板一次铺设，质量易于控制有拱墙施工缝，自防水性差。防水板铺设整体性差施工性拱墙一次性施工，施工性好拱墙分别施工，施工性差，在软弱地质条件下，墙可能采取跳槽开挖，更加恶化了施工性仰拱施工可先于拱墙修筑或同时修筑仰拱只能后修衬砌变异混凝土灌注，易于发生干燥收缩和温度开裂台阶过长时，拱部悬臂段过长，易于弯曲下沉，形成横向开裂。开挖下半断面时，易于引起拱脚下沉，形成向及剪切开裂使用性拱墙刹肩处，质量不易控制，易漏水；外观欠佳大门口隧道II、III类围岩二衬有仰拱及仰拱填充，需先进行仰拱及仰拱填充施工。仰拱及仰拱填充施工完成后，衬砌台车就位，进行二衬的钢筋安装。安装时，需要与仰拱的钢筋连成整体。衬砌作业采用先修仰拱，后修边墙和拱圈的由下而上的修筑方法，即先墙后拱法。在进行混凝土浇注时，混凝土采用集中拌和，混凝土运输车运输，泵送浇注。5.2原材料为保证混凝土质量，使之达到优质标准。在施工中，需对原材料进行了严格的抽查，抽查频率不小于 20%，发现问题及时纠正。（1）对于所有外购材料，购前必须取得生产厂家的生产许可证、资质证、国家技术监督部门认可的产品检查合格证， 报监理以及业主审核批准后方可采购。对于工程用的钢材、水泥等主要材料，都选用当地大厂的产品。所有自购材料进场后，先检查出厂证明、生产合格证等质量证明资料。资料齐全后，试验室按技术规范进行抽样检查。试验合格的材料才能投入使用，不合格的材料必须清退出场，工地试验室不能自检的材料，送有检验资格的单位委托检验。（2）对于砂、石材料，先考察料源，经试验室抽样试验合格后，才能投入使用。（3）根据到场材料，按规范、标准进行配合比试验。配合比试验结果必须送驻地监理部门审核 ,批准后才能配料施工。原材料有变化时，再作配合比对比强度试验。不合格时，应重做配合比。（4）进场材料应堆放整齐，不得混杂，做好标识并标明检验结果。5.3混凝土配料试验室根据混凝土配合比和原材料的抽验情况，开出施工配料单，同监理人员和施工人员一道现场试验施工备料及各种材料，试验无误后三方对配料单进行签认，送混凝土搅拌场配料施工。项目混凝土拌和站采用的是全电脑控制，在使用前由当地技术监督部门进行了计量鉴定，并且项目试验室人员同监理工程师定期检查、鉴定，秤量是否符合规定标准。各种材料秤量误差均控制在 1% 以内，水量偏差也在 1% 以内。5.3.1控制混凝土的配合比，保证混凝土具有良好的施工性能混凝土的施工性能指和易性、坍落度、流动性以及施工时的强度等。因此，在施工过程中，应根据施工条件、构造条件、环境条件等，使之具有符合运输、灌注、捣固等作业的施工性能。这样，就要求我们在施工时，混凝土的配合比要合适。隧道的拱部是很难进行充分捣固的地点，这就需要混凝土有流动性大，难于离析，泌浆小的配比。因此，我们在施工隧道拱部时，加大了小石子的含量，即细骨料含量增加，同时水泥用量和混合材料的粉体量也要增加，形成了富有粘性的混凝土。有效的防止了拱部蜂窝、麻面现象，同时拱部空洞缺陷得到纠正。5.3.2合理的混凝土配比设计（1） 混凝土配比强度应大于设计基准强度在设计中规定的混凝土强度决定了混凝土的设计基准强度，并不是指现场的配比强度，但在施工中为了保证混凝土的设计基准强度，其配合比强度应根据设计基准强度、现场必要的脱模强度及混凝土品质的离散性决定。大门口隧道属三车道大断面隧道，衬砌混凝土采用C30Mpa为设计基准强度，隧道衬砌多在1220小时左右脱模。因此，合理的配比强度应同时满足所要求脱模时的强度和设计基准强度。（2）水灰比水灰比应根据抗压强度、抗冻害性、对化学作用的耐久性、水密性等决定，原则上应小于65%。大门口隧道二次衬砌水灰比为49%。（3）单位用水量单位用水量在作业容许的范围内，应尽可能的小，原则上应小于175Kg/m3。单位用水量的限界推荐值粗骨料最大尺寸（mm）单位用水量的上限（Kg/m3）粗骨料最大尺寸（mm）单位用水量的上限（Kg/m3）202517540165（4）坍落度控制大门口隧道衬砌混凝土为泵送混凝土，坍落度控制在 1218cm 。边墙及拱部比一般的混凝土结构物坍落度大些，尤其是拱顶部位更大，但只增加单位水量的大坍落度混凝土，虽然灌注作业容易些，但泌浆多，粗骨料与沙浆易分离。为保证混凝土质量，防止材料分离，尽量减少单位水量，提高和易性，利于混凝土输送，节约水泥，大门口隧道施工中采用 UNF-1 高效减水剂，掺加量为水泥用量的 0.5% 。5.4混凝土的拌和与运输项目部采用了强制式搅拌机搅拌混凝土，电脑控制拌和，拌和时间为 9Os。要求拌和均匀，颜色一致。混凝土运输采用混凝土搅拌运输车。在运输过程中自行旋转搅拌，保证了混凝土不发生离析、 漏浆和泌水现象。在运输能力控制上，我们根据输送泵输送能力与运输能力进行匹配控制，尽量缩短运输的延续时间。5.5混凝土灌注5.5.1清理场地，架设模板施工场地在灌注混凝土之前需清理干净，做好中线、水平及开挖断面的检查工作，对欠挖部分，予以凿除。拱部模板铺设在拱架上。拱架用钢材制成，分成二三片，便于安装运输，拱架制成设计所需形状，在工点拼装而成。如需加宽净空，在搭接处加入适当垫块来调整净空宽度。拱脚拱高在架立拱架时需预留沉落量。由于测量误差、架立拱架的误差及施工中的种种原因，有可能在灌注时拱脚内挤，故在架设拱脚时每侧加宽510cm，拱顶加高5cm。 墙架的构造形式应简单、可靠、拆装方便，墙架与工作平台结合考虑。立墙架应注意测量定位。墙基需清理并检查标高。曲墙式衬砌要注意与抑拱衔接的要求。利用墙架工作平台时，注意防止墙架走动变形。5.5.2混凝土灌注项目部在大门口隧道洞口附近设置混凝土拌合站，采用混凝土输送泵灌注混凝土。灌注混凝土时两边对称分层灌注。左右高差不大于 50 cm, 水平分层的厚度不大于 5Ocm， 保证预留压浆孔不堵，预埋件和模板不走样。二次衬砌混凝土需连续灌筑，不得不间歇时，其间歇时间不大于120分钟（温度在10-20）或90分钟(温度在20-30)，超过时需将砼面及封顶层面在初凝前形成辐射状，边墙在模板侧在一条水平线上；若因故中止，间歇时间应尽量缩短，宜在前层混凝土凝固之前,并尚能将振动器插入前层混凝土工作,将两层混凝土捣成一体为准,一般不应超过2小时。否则等24小时后方可接灌。为加强两层混凝土的结合，需将其表面的水泥砂浆薄膜，松动石子或松散混凝土层等清除，以水冲洗干净，再铺一层约1.5 cm的与原混凝土灰砂比相同的水泥砂浆，在混凝土的接缝处需特别注意密实。衬砌混凝土浇筑混凝土的灌注方法及标准位置项目标准仰拱、边墙及拱下部从吐出口到灌注面的落下高度1.5m以下灌注一层的高度4050cm左右流动距离不流动拱顶部灌注方式向上灌注流动距离10m左右5.5.3混凝土捣固混凝土用内部捣固器（附着式捣固器）和插入式震捣器震捣，震捣时间每次不超过 3O s , 震捣捧移动距离不超过震捣器作用半径的 1.5 倍，插入混凝土深度一般不超过每层厚度 的 2/3。拱圈封顶混凝土需适当降低水灰比，增加泵送压力，震捣密实。混凝土的捣固方法及标准位置项目标准仰拱、边墙及拱下部捣固方法内部捣固器捣固器插入间隔50cm左右捣固器插入深度下层混凝土中10cm左右拱顶部1处的振动时间515 s左右捣固方法不捣固5.5.4混凝土拆模和养护大门口隧道采用新奥法施工，二次衬砌基本不承载，拱圈混凝土较薄，结构承受自重较小。同时，又是采用模筑法施工，因此拆模时间以封顶混凝土强度达到 2.5MPa 时便可脱模，此时边墙混凝土强度可达 68MPa 。具体拆模时间视洞内温度情况而有所不同：温度高时为 1620 h，温度低时为 2436 h 。灌注完衬砌后需进行养护，通常于1012h后即洒水养护。大门口隧道使用的是普通硅酸盐水泥，洒水养生时间不少于7d。6 二次衬砌混凝土外观质量控制二次衬砌混凝土是隧道土建施工的最后工序，不仅要求混凝土内部密实，对外观质量也有很高的要求，要求混凝土表面要圆顺、光滑、颜色一致。二次衬砌混凝土成品在具体施工中，我们着重控制了台车就位与加固、模板的清理与涂抹脱模剂、混凝土的浇注与震捣这三个环节来控制。6.1台车就位与加固为保证隧道的净空，在模板放样时，将设计的衬砌轮廓线扩大 5cm 。拱顶预留 23cm 的沉降量， 每次台车就位，模板放样均控制在此范围内，以保证模板拼接缝的连续、顺直。台车就位后，根据操作要求进行台车加固，预防台车因弹性变形而导致混凝土错台，影响混凝土外观质量。台车就位后，我们除按要求上好丝杆千斤外，另用圆木加以辅助支撑，以防止台车模板走样。模板下缘，是整个台车受力最集中点，我们另加钢支撑和枕木竖向加固模板下缘。实践证明，此法很有效，错台都控制在 1cm 以下。6.2模板处理为预防因粘模而造成混凝土麻面，在施工中要求每模混凝土模板表面均要清理干净。用电动砂盘清除残余混凝土浆后 , 冲水洗净模板表面，并用抹布将脱模剂均匀涂抹于模板表面。每施工 56 模混凝土后，模板要彻底清理一次，并用机油涂抹表面，防止模板表面结垢。6.3混凝土浇注与震捣控制混凝土浇注时，注意左、右对称浇注，高差不大于 5O cm，保证模板和预留洞室、预埋件不走样。同时，派技术人员值班，保证混凝土震捣到位。特别在震捣靠近模板处混凝土时，要求震动棒不接触模板，并且要快插慢抽，将空气排出，防止混凝土表面出现蜂窝麻面。7 结束语由于项目部在施工过程中，注重二次衬砌施工的质量，全方位控制施工的各个环节，对每道工序的施工，要求进行技术交底，严格工序三检制度，因此，大门口隧道二次衬砌的施工质量达到了优良标准，已完成的混凝土平均强度为 26.7MPa( 设计要求 20MPa)， 最低值为 20.4MPa，标准偏差在 0.381.32 之间，混凝土表面圆顺、光滑、颜色一致，外观质量良好，并且无一处渗漏水，蜂窝麻面无一处超标。实践证明，此质量控制措施有效、可行。参考文献：1公路隧道施工技术规范，JTJ04294，人民交通出版社2 隧道施工及组织管理指南，吴焕通等，人民交通出版社111380111