铁路隧道仰拱及仰拱填充作业指导书

1.编制依据

（1）《北京至上海新建高速铁路工程施工图（站前）凤凰台隧道》（京沪高京徐施隧05-01～08）、

《北京至上海新建高速铁路工程施工图（站前）六郎隧道》（京沪高京徐施隧06-01～08）、

《北京至上海新建高速铁路工程施工图（站前）金牛山隧道》（京沪高京徐施隧07-01～11）

（2）《北京至上海新建高速铁路工程施工图（站前）隧道辅助施工措施及施工方案参考图》（京沪高京徐施隧参02-01～12）

（3）《铁路工程建设通用参考图时速350公里客运专线铁路双线隧道复合式衬砌》（通隧（2005）0301）

（4）《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）

（5)《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（[2005]160号）

（6）《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]1号）

（7）《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）

（8）《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108—2002  J159—2002）

（9）《客运专线铁路隧道工程施工指南》（TZ214-2005）

（10）《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设［2005］160号）

2.施工流程

图1  仰拱栈桥示意图

图2 仰拱、仰拱填充施工工艺流程图

3.验收标准

3.1 仰拱混凝土抗渗等级应符合设计要求。每500米应制作检查试件1组（6个），不足500米时也应留置1组。

3.2 仰拱厚度及各部尺寸应符合设计要求。

检验数量：每一浇筑段检查一个断面。

检验方法：施做前观察、尺量，施做后采用无损检测法检测。

3.3 仰拱与边墙及水沟连接应符合设计要求。

检验数量：每一浇筑段检查一次。

检验方法：观察、测量。

3.4 仰拱施工前必须清除隧底虚碴、淤泥、积水和杂物。

检验数量：全部检查。

检验方法：观察检查。

3.5 仰拱混凝土应分段连续浇筑、一次成型，不留纵向施工缝。

检验数量：全部检查。

检验方法：观察。

3.6 混凝土拌合物坍落度符合理论配合比要求，偏差不宜大于±20㎜，入模含气量应符合设计要求。

检验数量：每拌制50 m3混凝土或每工作班应测试一次 

检验方法：进行坍落度、水胶比和含气量试验。

3.7 新浇筑与邻接的已硬化或岩土介质间的温差不得大于15℃。施工缝的留设位置和处理应符合设计和施工技术方案要求。

检验数量：每部位测温一次并填写测温记录。施工缝留设位置全部检查。 

检验方法：温度测试；观察和尺量施工缝。

3.8 混凝土表面的非受力裂缝最大宽度不得大于0.2㎜。

检验数量：全部检查。 

检验方法：观察、测量。

3.9仰拱应及时施作，于开挖面的距离不宜超过衬砌浇筑段长度的3倍。

检验数量：每一浇筑段检查一次。

检验方法：观察和尺量。

3.10 仰拱顶面高程和曲率应符合设计要求，高程允许偏差±15㎜。

检验数量：每一浇筑段检查一个断面。

检验方法：水准测量。

3.11 仰拱填充表面坡度应符合设计要求，填充坡面应平顺、排水通畅、不积水。

检验数量：全部检查。

检验方法：观察。

3.12 仰拱及仰拱填充混凝土表面应密实平整、颜色均匀、不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。

检验数量：全部检查。

检验方法：观察。

4.作业准备

4.1 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。

4.2 仰拱的整体浇筑应采用防干扰作业栈桥等架空设施，以保证作业空间和新灌筑混凝土结构不受损坏。

4.3 拌合站、混凝土运输车、捣固机械等处于可正常运转状态，设备能力应满足隧道仰拱混凝土施工需要。

4.4 作业区段的照明、供电、供水、排水系统应满足仰拱及仰拱填充正常施工要求，隧道内通风条件良好。

                        图4.1 仰拱清底、钢筋绑扎

5.工艺操作

为有效地控制其变形，隧道仰拱尽量紧跟开挖面施工，全幅一次性浇筑。施工时，隧道仰拱及填充分开施工。隧道仰拱及填充施工在隧底开挖完成后及时进行仰拱初期支护，仰拱及填充浇筑时采用移动栈桥以解决洞内运输问题。

混凝土在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运至洞内，混凝土采用溜槽入模。

施工前于隧道边墙每隔5米施放测量控制点，作为仰拱开挖及混凝土施工控制点。为不影响机械车辆通行，仰拱、仰拱填充采用栈桥平台进行混凝土施工。混凝土在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运至洞内进行浇筑。

Ⅴ级加强衬砌结构图

5.1防水板施工

金牛山隧道防水采用防水板与土工布分体式全包防水，防水板厚度1.5mm，幅宽2~4m，防水板超前二次衬砌施工12m，同时与开挖掌子面保持一定的安全距离。防水板铺设之前对喷砼基层的不平整、尖锐物体进行处理。确保基层平整度，用2m 靠尺检查，表面平整度的偏差为侧壁5cm、拱部7cm 以内。同时进行锚头、钉头、钢筋头、钢支护凸出者烧除与基面平，并用砂浆抹盖。

两幅防水板的搭接宽度100~150mm，焊接接缝处必须檫洗干净，防水板之间的拼接采用双焊缝焊接工艺，单条焊缝宽度不小于1.5cm，焊接严密，不得焊焦焊穿；焊接前先取小样进行试验,确定最佳的焊接温度和走形速度.三层以上塑料防水板的搭接形式必须是“T”型接头。在焊缝搭接的部位焊缝必须错开，不允许有三层以上的接缝重叠。焊缝搭接处用刀刮成缓角后拼接，使其不出现错台。

防水板采用无钉热熔铺设法.在初期支护上吊挂无纺布，利用无纺布上设置的热熔衬垫把防水板固定在无纺布上，整个防水板无一穿孔。土工布加防水板施工工序如下；

铺设400g/㎡土工布，首先单幅无纺布固定到预定位置，让后用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射混凝土上。专用热熔衬垫及射钉按梅花型布置，间距1.0～1.2m。无纺布铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面，不至因过紧被撕裂；过松，无纺布褶皱堆积形成人为蓄水点。无纺布副间搭接宽度大于10cm。

铺设防水板先把防水板固定到预定位置，然后用手动电热熔接器加热，使防水板焊接在固定无纺布的专用热熔衬垫上。防水板铺设要松紧适度，使之能与无纺布充分结合并紧贴喷射混凝土表面。防止过紧或过松，防水板受挤压破损或形成人为蓄水点。防水板间搭接缝应与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1m以上。防水板加土工布铺设见下图。

防水板加土工布铺设示意图

5.2钢筋施工

（1）技术准备

①为保证钢筋工程技术工作的及时性、准确性，选派有经验的技术人员负责钢筋放样。

②技术及放样人员做到熟悉图纸、规范，及时进行各项技术质量标准交底，做到放样及时准确，能指导施工。

③对钢筋工集中进行培训，设专人负责，增强其责任感，提高施工技术水平，保证施工质量。

（2）钢筋加工

①开工前及时向监理提交加工方案、加工材料表。加工时钢筋平直，无局部曲折。如遇有死弯时，将其切除。

②钢筋表面洁净，无损伤、油漆和锈蚀。钢筋级别、钢号和直径必须符合设计要求，需要代换钢筋时，必须有设计人员书面意见，报监理认可后方能代替。

③所有加工好的钢筋，一律按规格、型号挂牌，分别存放，并作好防锈工作，设专人负责。

钢筋加工允许偏差

①仰拱钢筋采用人工安装，超前于拱墙衬砌两至三个浇筑循环。

②施工前进行测量放样，确定钢筋安装位置，先进行架立筋安装，各排钢筋之间用短钢筋支撑，以保证位置准确。钢筋保护层为7cm。

③钢筋间排距、搭接长度、预埋件加固、保护层大小等许偏差符合设计要求。

钢筋安装及保护层厚度允许偏差

钢筋连接采用搭接焊。搭接时其搭接长度满足要求。同一搭接区段内钢筋接头面积不大于全部钢筋面积的50%。同时还需满足以下要求：

（1）钢筋采用搭接时，搭接长度不小于30d，采用焊接时连接长度不小于10d,焊（连）接头在受弯构件的受拉区不得大于50%，轴心受拉构件不得大于25%。

（2）在构件的受拉区，绑扎接头不得大于25%，在构件的受压区不得大于50%。 

（3）钢筋接头避开钢筋弯曲处，距弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍。

（4）在同一根钢筋上少设接头。“同一截面”内，同一根钢筋上不得超过一个接头。

图5.1-1 仰拱钢筋安装

图5.1-2 仰拱钢筋安装

5.3栈桥施工

根据隧道施工的实际情况，与开挖面的设备配置和施工进度要求相适应， 仰拱衬砌及回填采用移动式仰拱栈桥方案，栈桥主梁用贝雷桁架拼装而成，桥面满铺10mm的防滑板，栈桥主梁长32m和20m两种规格,桥面有效宽为3.5m。

(1)移动步骤

①顶升前后液压缸，前后轮抬起，使后支脚离地，并保持桥面相对水平。

②牵引车挂住前端车轮平衡梁上的铰点缓慢匀速行走（2m/min左右）。

③当后端测距雷达第一个探头位于隧洞已浇筑底板边沿时，牵引车停止行走，栈桥在惯性力作用下向前行一定距离，但距离不大。

④放置前后工作支撑 ，收回前后液压缸，安装前后端引桥

(2)注意事项

①安装桁架顶部拉杆，以增加栈桥移动行走时的扭转刚度。

②行走要缓慢。

③行走时路面要相对平整，防止桥体过大振动、扭曲，而损坏结构。

④如果后端混凝土强度小，出现较大车轮碾压痕迹，应铺设一小段钢板，通过倒换，使车轮落在钢板上行走。

⑤栈桥前后支撑应尽可能放平，前端支撑和引桥应与地面岩石接触牢固，以防止载荷汽车对桥的冲击引起桥的位移。

⑥载荷汽车上桥速度要缓慢，行驶速度也不能快，小于5km/h。

⑦应避免在桥面上瞬间加减速。

⑧侧向移位要缓慢。

⑨侧向牵引力不能过大、过猛，牵引应缓慢。

5.4止水带及模板施工

仰拱衬砌及填充端模采用δ4mm厚钢板为面板，筋板采用δ4mm*4cm扁钢。仰拱衬砌中埋止水带处筋板采用δ4mm*200mm的钢板。

隧道仰拱环向施工缝采用外贴式橡胶止水带加中埋式橡胶止水带。

隧道衬砌变形缝DK465+350采用外贴式橡胶止水带+可维护橡胶止水带+聚苯板+嵌缝材料进行防水处理。

拱墙与仰拱纵向施工缝采用外贴式橡胶止水带加中埋式橡胶止水带。

⑴中埋式橡胶止水带的施工要求：

①止水带埋设位置应准确，其中空心圆环应与变形缝的中心线重合。

②止水带先施工一侧混凝土时，其端模应支撑牢固，严防漏浆。

③止水带的接缝宜为一处，并连接牢固，不得设在结构转角处。

④止水带在转弯处应做成圆弧形，橡胶止水带的转角半径不应小于200㎜，且转角半径应随止水带的宽度增大而相应加大。

⑤安装时将止水带折叠，一半埋设于衬砌混凝土中，一半紧贴在挡头板上，待挡头板拆除后，将其拉直，这样另一半就可以埋设于下一组衬砌当中；止水条安装在距衬砌内缘表面不少于20cm的位置。

⑵、背贴式止水带的施工要求：

①背贴式止水带应定位准确，要求止水带纵向轴线与施工缝对齐。

②背贴式止水带与防水板之间应不透水焊接，焊接部位牢固可靠。将止水带的两端不透水焊接在防水板表面，焊接宽度不得小于4㎝，采用手工焊接。焊接完毕后采用捡漏器进行冲气检验，冲气压力不小于0.1MPa，保持该压力不少于3min。

③止水带采用搭接法或对搭接法连接，但应保证连接部位的抗拉强度的90％采用手工焊接部位应重点加强。

明暗变形缝防水构造图

仰拱环向施工缝构造图

拱墙、仰拱纵向施工缝防水构造图

5.5混凝土浇注

（1）混凝土浇筑前的检查

①必须高度重视检查工作，按照有关规定和检查表进行工序检查。检查人员应高度负责，重点检查以下几项：要检查模板支撑，模板堵漏质量，钢筋绑扎及保护层的设置，预埋件，预留孔洞位置的准确性，模内有无杂物；检查无误后，需用水冲洗，方可浇注；亦要检查振捣人员分工定位情况。

(2)浇筑前基础处理

将基础上松动的岩块及杂物、泥块清除干净，并采取防、排水措施，按有关规定填写检查记录。对干燥的非黏性土基面，应用水湿润；对未风化的岩石，应用水清洗，但其表面不得积水。

(3)垫块

构件侧面及底面的垫块应至少为4个/m2,绑扎钢筋和垫块的铁丝头不得伸入保护层内。不得使用砂浆垫块，应使用同等级砼垫块。

（4）混凝土浇筑

①混凝土由10#拌和站伴制，6m³罐车运至工作面。混凝土坍落度为15～17cm。

分层浇筑及施工缝处理，混凝土应分层浇筑，厚度见下表:

混凝土的浇筑厚度

（5）砼振捣

捣固人员须经培训后上岗，要定人、定位、定责任，分工明确，尤其是钢筋密布部位、端模、拐（死）角及新旧砼连接部位指定专人进行捣固，操作人员要固定，做好操作要求交底工作。以插入式振捣为主，根据需要选择是否用辅以附着式振捣。插入式振捣器移动间距不能大于作用半径的1.5倍，且插入下层砼深度为50-100mm,与侧模间距为50-100mm。每一振点振捣时间宜为20-30秒，振捣到砼表面出现灰浆和光泽使砼达到均匀为止，防止过振或漏振，抽出振捣棒时要缓慢些，不得留有孔隙。不得用振捣棒放在拌和物内平托和驱赶混凝土，也不得碰撞模板、钢筋、防水板及预埋件。

（6）砼养护

砼浇终凝后2小时洒水自然养护，保持砼表面湿润。拆模后应对砼表面洒水养护，养护时间由工地试验室书面通知。

（7）混凝土拆模

①拆模及凿毛处理必须等主管工程师同意方可进行。

②侧模应在砼强度达到2.5MPa以上,且其表面及楞角不因拆模而受损方可拆除.

（8）施工后检验

①用肉眼或放大镜观察实体结构表面是否存在非外力裂缝。 如存在最大宽度不得大于0.2mm，预应力混凝土结构不得出现结构性裂缝。

②无破损检测、钻芯取样实测电通量检测要符合设计要求。

5.5仰拱填充施工

仰拱填充端模采用木模板或钢模板，利用在浇注仰拱时的预埋插筋加固。仰拱填充高程预留25cm作为找平层。

预埋横向导水管，水管端头临时堵塞防止异物进入堵塞水管。

6.质量通病处理及预防措施

6.1衬砌蜂窝、麻面、漏筋

（1）混凝土配合比严格按现场试验配比，充分考虑运输和泵送混凝土中变性。

（2）振捣采用附着式振捣器和插入式振捣器联合振捣，确保混凝土密实，确保二衬与支护密贴，与防水板密贴。

（3）捣固采用附着式振捣器和插入式振捣器联合捣固，捣固混凝土时，以不冒气泡为标准，且必须离开模板5cm左右。

（4）模板表面必须清理干净，涂脱模剂要均匀；脱模时模板一定垂直表面移动，且掌握好脱模时间。

6.3二次衬砌表面裂纹的预防措施

（1）严格混凝土施工工艺，保证混凝土的密实度和均衡性。

（2）加强混凝土养护及延迟拆模时间，防止表面干裂。

（3）严格进行基底清理，及按设计设置沉降缝、伸缩逢；及时施作仰拱，防止边墙受挤压而变形。

（4）混凝土浇筑后如出现非受力裂缝0.2mm一下时采用密封胶封闭，大于0.2mm时采用压注缝胶修补。必要时对裂缝部位混凝土表面实行涂膜封闭。

7.安全注意事项

⑴加强对技术及施工人员的安全培训，提高全体参建人员的安全意识。

⑵仰拱初期支护与拱墙支护尽早封闭成环，隧底开挖后及时进行仰拱初期支护。

暂停施工时，应将支护直抵开挖面。

⑷用于仰拱及仰拱填充施工时的栈桥要安设牢固，结构稳定，以方便车辆顺利通过，避免施工干扰。

⑸由于仰拱及仰拱填充作业是一次成型，施工时为避免洞内其他施工机械的干扰和伤害，施工区段设置警示标牌，并派专人指挥施工。

⑹开始施工前，必须对施工工艺中存在的危险源进行辨识和安全风险评估，编制安全管理实施方案，并制定相应的应急预案。

⑺洞内作业人员必须戴好安全帽，佩戴防尘面具。

⑻施工作业地段的车辆行车速度不得大于15km/h，并在作业地段设置减速和警示标识。

8.文明施工.环水保要求

⑴开始施工前，必须进行环境因素识别，确定重要环境因素，制定相应的管理方案。

⑵临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境。

⑶施工场地布置时，在水源保护地区内不得弃土、破坏植被等，不得设置拌合站，并不得堆放任何有害物质的材料或废弃物。

⑷便道及施工现场要注意撒水防尘，减少对周围环境的破坏。

⑸施工废水、生活废水和生活垃圾不得随意丢弃，并在生活区、作业区设置污水处理池，让废水必须经过污水处理池处理后排放。