3 隧道二衬技术方案

龙山至永顺高速公路

第十三合同段

（K41+900~K52+000）

首件总结

（隧道二衬施工）

中交一公局五公司龙永第十三合同段项目部

2013年9月

观音岩隧道二衬首件总结

一、工程概况及施工组织

（一）、工程概况

观音岩隧道，左线ZK41+930-ZK42+265,335米；右线K41+950-K42+300，350米。观音岩隧道为分离式隧道。隧道左右线设出口两个。

隧道基本情况统计表

隧道名称		起讫桩号	长度（m）	纵坡/坡长（%/m）	隧道类型
观音岩隧道	左线	ZK41+930-ZK42+265	335	+3.993%/335；	分离式
	右线	K41+950-K42+300	350	+4.0%/350；

（1）、地形地貌：观音岩隧道场地为中低山地貌。隧道区最大海拔高程为768.2m,隧道穿越一小山包，龙山端洞口位于国道209边，洞口处斜坡坡度达30-40度，左洞设计标高677.57m，右洞设计标高678.40m，左洞口轴线与地形等高线呈大角度相交，右洞口处斜坡坡度为34度，洞口轴线与地形等高线呈大角度相交。永顺端左右洞口均位于坡度很缓的山坡边，坡度约10度左右，左洞设计高程为691.34m，右洞口设计高程为692.30m。场地位于国道209边，交通条件较好。

（2）、地层岩性：根据地质调查，结合钻孔资料，本隧道场地发育地层主要为三叠系下统（T1）薄层~中厚层灰岩夹薄层泥岩，中~微风化，岩体受构造影响严重，褶曲发育，岩体破碎~较破碎，两洞口地表出露岩层倾角多在50°~80°之间，层间结合差，岩层面见溶蚀现象；灰岩不宜风化，岩质较硬，泥灰岩抗风化能力较差，浅部发育的泥灰岩风化后变软，在灰岩之间形成软弱夹层。

（3）、区域地质构造：整个隧道洞身段岩性变化不大，但受构造影响严重，岩层产状不稳定，褶曲发育，受其影响，岩层层面结合较差，对围岩的稳定性产生不利影响。

（4）、水文地质条件：勘查区内的地下水主要为基岩裂隙水，主要接受大气降水补给，基岩裂隙水主要分布在张开的基岩层面、裂隙中，场地山体汇水面积小，岩体含水量少，雨季开挖会产生点滴状水流，局部可能产生线状水流。

隧道各级围岩构成见下表:

隧道各级围岩构成表

围岩级别		Ⅲ	Ⅳ	明洞	洞门	合计(m)
观音岩隧道	左线	120	185	10	20	335
	右线	122	190	18	20	350

（二）、施工组织

施工组织机构

工程总体负责人：郭祥生        工程技术负责人：崔翔

施工生产负责人：王卫东        工程质检工程师：仝校涛

现场技术负责人：豆化

施工现场负责人：陈宁

  施工计划：本桥基础施工拟于9月1开工，并于1月31日完成施工。

施工人员安排：该隧道工程设管理人员两名，现场技术人员一名，测量及试验人员各3名。

四、施工方案

一、施工前准备工作

（一）技术准备

1、监测量测

1）监测拱顶下沉量及仰拱顶隆起量，沿隧道纵向每10～20m一个断面，隧道中线上下点各设置一点，预埋锚杆。

2）监测隧道水平收敛，沿隧道纵向每10～20m一个断面。

2、在围岩监测中满足以下条件方可进行二次衬砌施工：

1）各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定。

2）水平收敛速率小于0.2㎜/d，或拱顶下沉速率小于0.15㎜/d。

3）二次衬砌前的位移已达到总位移的80%以上。

4）初期支护表面裂缝不再发展。

3、断面检查。根据隧道中线和高程测量，检查开挖断面是否符合设计要求，欠挖部分按规范要求进行修凿，并做好断面检查记录。

4、复核隧道工程地质和水文地质情况，分析地质情况，分析围岩稳定性特点，根据地质情况的变化及围岩的稳定状态，制定施工技术措施或变更施工方法。

5、不同地质情况对应的不同衬砌类型：

地质情况	二次衬砌
S-Ma	拱墙及仰拱C25钢筋混凝土60cm
S-IVa	拱墙素C25混凝土40cm
S-IVb	拱墙及仰拱素C25混凝土40cm
S-IVc	拱墙及仰拱素C25混凝土40cm
S-IIIa	拱墙素C25混凝土35cm

（二）材料准备

隧道洞身施工所用的各种材料必须满足施工进度要求，各种材料必须按检测频率进行抽检，检验合格后由项目部材料管理人员根据工程进展需要，分期送往施工现场。

二、隧道二次衬砌施工工艺

（一）监控量测

根据设计资料，对隧道拱顶下沉量、仰拱顶隆起量及隧道周边位移进行监控测量，通过监控测量得出的数据，确定围岩及隧道稳定性、支护参数合理性，从而确定二次衬砌浇筑时间。

（二）隧道净空断面尺寸检查

先用断面仪沿隧道纵向每10m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结合隧道中线和水平测量，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弧，钢筋圆弧尺寸与衬砌外轮廓尺寸相同，在准备铺挂防水层的区段，人力推动台架沿中线方向行走，检查开挖洞身有无欠挖，若有欠挖及时处理，欠挖部分按规范要求进行修凿，并做好断面检查记录。

（三）仰拱施工

仰拱及仰拱填充施工利用仰拱栈桥，超前二次衬砌施作，不得留纵向施工缝。开挖用挖掘机挖装，自卸汽车运输。仰拱开挖不允许欠挖，浇注前清除虚渣、杂物、排除积水。并及时检查，及时封闭。

（四）防水层施工

1、施工准备

防水板铺设前利用隧道欠挖处理自制台车进行欠挖处理。防水板搭接宽为12cm。采用爬行式热焊机粘接。

防水层铺设前，检查喷层表面，不得有锚杆头或钢筋断头外露，对凹凸不平部位应修凿、喷补，使混凝土表面平顺：喷层表面漏水时应及时引排。

防水层由1.2㎜厚EVA防水卷材和300g/㎡无纺土工布合成，全隧道铺满，在喷射砼表面，用钢钉钉入EVA垫片，在EVA垫片上焊接防水卷材。点间防水层不得绷紧，以保证灌注混凝土时板面与混凝土面能密贴。

对防水板进行检查是否有变色、波纹（厚薄不均）、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在质量疑虑，进行张拉试验、防水试验和焊缝抗拉强度试验。

吊挂防水板的台车就位后用电焊或氧焊将支护外露的锚杆头、钢筋网头等铁件齐根切除，并抹砂浆遮盖，以防刺破防水板。对于喷锚支护面严重凹凸不平的部位须进行凿除和找平。

2、防水板铺设和锚固

施工准备工作完成后，将事先裁剪加工好的无纺布铺设于待施工部位，并采用固定垫圈配合水泥钉将无纺布固定牢固。

固定无纺布的垫圈拱部间距为50㎝，拱腰间距为70㎝，边墙间距为100㎝，并按矩形布置。

完成无纺布的铺设固定工作后，将防水板采用简易台车吊装在待铺设部位，由拱部向两侧采用电热焊粘结的办法与固定垫圈连接紧密。施工中注意控制焊接温度，防止烧穿防水板或破坏固定垫圈，见图1防水板施工工艺示意图。

焊接防水板搭接接缝：上下循环两幅大幅面的防水板接头处留12cm搭接幅面，用热焊机将搭接缝焊好。采用专用压焊器时，注意控制焊接温度，防止烧穿烧焦防水板或破坏固定垫圈。防水层接头处不得有气泡、褶皱及空隙。

图1  防水板施工工艺示意图

3、隧道衬砌排水

洞身衬砌排水是在防水层与喷射混凝土间设完善的纵、环向排水盲沟，确保衬砌背后的围岩渗水通过边水沟通畅排出。隧道开挖后，根据围岩地下水的发育状况在岩面竖向布设Ω型弹簧排水管引排围岩渗漏水，使隧道衬砌支护内排水畅通。在初期支护与防水层之间铺设矩形无中孔塑料环向盲沟，间距控制在10米，施工过程中根据实际情况进行调整，有渗水的地方适当加密，在隧道两侧边墙脚纵向全长各设置Φ100mmPE双壁打孔波纹管，并每隔10m通过横向导水管与边水沟相连，由边水沟将地下水排出洞外，路面积水和运营期间清洗污水，通过边水沟排入路基边沟。

S-Ma（明洞衬砌）预埋Φ110打孔PVC管；

（五）止水条或止水带施工

模筑砼衬砌是为防止施工缝渗水，在施工缝处设置止水条，其施工工艺方法如下：

进行砼施工前，根据衬砌厚度和衬砌形式，自制拼装式挡头模板，每块模板宽度等于衬砌厚度，确保衬砌端头砼面平整光滑，砼拆模后，用水泥钉将止水条固定于衬砌端头砼面。施工缝防水施工见施工缝防水施工示意图。

施工缝防水施工示意图

（六）施工缝、沉降缝设置

1、有明洞的洞口（龙山端及永顺端洞口）明洞衬砌和暗洞衬砌交界处设置一道沉降缝；

2、在洞身段，软硬地层明显分界处或衬砌有无仰拱变化处设置一道沉降缝；

3、在连续IV级围岩中，每30-80米设置一道沉降缝，在连续III级围岩中，每200米设一道沉降缝；

4、沉降缝宽20mm，缝内夹浸沥青木板或沥青麻丝。应该垂直于隧道轴线设置，并贯穿拱墙和仰拱衬砌，初期支护可不设沉降缝。沉降缝位置可根据模板台车实际长度适当调整；

5、施工缝每模设一道，沉降缝可以兼做施工缝，施工缝与沉降缝位置相同时，设沉降缝；

6、沉降缝内应该在二次衬砌（包括仰拱）中间位置附近设置一道中埋式止水带，止水带的安装和施工作应该严格按相关设计图执行，确保止水效果。

（七）台车就位

1、施工前对施工缝界面进行处理,浮浆清理干净,并涂抺界面剂。保证台车走行轨道中线和隧道中线重合误差在台车设计调整范围内，并对台车进行检查，合格后方可移动入内。如需加宽净空，在搭接处加入适当垫块来调整净空宽度。

2、施工前准确测量使衬砌台车定位，保证衬砌台车中线与隧道中线一致，高程达到设计要求。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5㎝。拱顶预留2～3㎝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与顺直。

3、测量复核无误，拱墙模板固定，当台车就位后，用螺杆将台车和模板锁定；然后清理基底杂物、积水和浮碴，装设挡头模板。堵头板分层设排水孔排出泌浆水。在堵头板上沿竖向每20～30cm设可以封闭的孔（φ10～14的螺钉孔即可），浇筑时根据混凝土的层面，依序打开孔排水，排完水及时封孔。按设计要求装设止水带，灌注混凝土自下而上，先墙后拱，对称浇筑。

4、台车每1.2m高即开一砼输送口，防止离析施工时左右对称浇筑，振捣密实，拱顶预留注浆孔。

（八）台车面板整修涂脱模剂

为预防因粘模而造成砼麻面，在施工中要求每模混凝土表面均要清理干净。用电动砂轮刷清除残余砼浆后，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5～6模砼后，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。

（九）拱墙衬砌

1、普通段衬砌

1）砼配料采用自动计量系统按监理工程师批准的配合比配料，混凝土的搅拌使用集中拌和，集中拌和衬砌用C25砼和泵送砼混合料。混凝土的运输采用混凝土罐车运输，将砼运输到灌注点，施工中采用输送泵上料，连续浇灌。砼坍落度控制在16㎝左右，杜绝为追求输送泵泵送方便而将砼水灰比调大，造成施工后产生干缩裂缝。

2）衬砌与开挖平行作业，拉开距离Ⅳ围岩为80米，Ⅲ级围岩为120米，普通段衬砌采用模板台车衬砌。铺底和边墙混凝土先行浇筑，便于台车就位，改善洞内道路情况和施工环境。衬砌前先用支距法检查衬砌断面尺寸，当符合衬砌厚度后再台车就位。

3）模板经过严格计算和检算后投入使用，以保证其刚度。模板使用前进行检查、确认以确保拼缝紧密、不漏浆。混凝土施工过程中要派专人进行检、看、管，以确保施工质量。

4）浇筑混凝土之前，先绑扎钢筋骨架，然后台车就位，钢筋与模板间的距离（混凝土保护层）、钢筋与防水板间的距离（防止损伤防水板）要进行调整，通过作业窗用支撑、垫块将钢筋固定在其间，边灌注混凝土边拆除支撑。若采用穿透防水板的锚杆固定时，穿孔部位要压止水橡胶垫（单面或双面），确保以后不会渗水。

5）混凝土泵送软管从模板台车的进料窗口（从最低一级窗口逐渐上移）处注入混凝土。将排气管一端伸入仓内，且尽量靠前，以免被泵管中流出来的混凝土压住堵死，另一端即露出端不宜过长，以便于观察。

6）混凝土要对称、分层浇筑，分层捣固。每层浇注高度不大于30cm，两侧高差不得大于50cm，为了保证分层厚度和两侧高差处于可控状态，在同一层进料窗口用钢尺量测混凝土浇注的厚度。为保证混凝土的密实性，采用高频插入式振捣器振捣。拱部泵送压力不能过大，以防导致模板台车变形，所以拱顶往往会形成月牙状空腔（特别是线路标高较高的一端）。

7）灌注砼按规范操作，砼自由下落高度控制在1.2m以内，无法避免时采用溜槽或串桶调节砼自由落度，避免出现集料分离，影响砼灌注质量。封口时砼一定要从内向端模方向灌注，排出空气，保证灌注密实。

8）砼要分层灌注分层捣固，捣固时要掌握好时间，把气体完全排出，振捣棒做到快插慢拔，捣固后将砼层表面浮浆去掉，保证无蜂窝麻面。

9）随着浇筑继续进行，当发现有水（实为混凝土表层的离析水、稀浆）自排气管中流出时（以泵压≤0.5 MPa为宜），即说明仓内已完全充满了混凝土，立即停止浇筑混凝土，撤出排气管和泵送软管，并将挡板的圆孔堵死。

施工中泵送混凝土按施工规范办理，泵送混凝土施工注意以下几点：

（1）混凝土供应量应满足输送泵连续工作要求。

（2）泵送混凝土前，先用水泥浆通过管道，同时泵送混凝土时，输送泵的受料斗应有足够的混凝土，并不得吸入空气。

（3）输送工作应连续进行，当因故间歇，宜每隔5分钟，将混凝土泵转动2-3圈，常温下间歇不宜大于30～40分钟。

（4）浇注混凝土工作结束时，将管内混凝土排空，并予以清洗。

施工中拱部及墙部施工缝均必须清洗干净，并进行凿毛处理。

2、衬砌施工注意事项

1）浇注混凝土前检查断面尺寸，防水层、衬砌台车就位、安装橡胶止水带或橡胶止水条、安装挡头板、安装砼输送泵及管道，检查拌合站、砼运输车是否完好后才能灌注砼。

2）灌注砼时，从两侧对称浇筑砼，连续浇筑。若浇注砼因故中断，则在继续浇筑混凝土前，先凿除已硬化的前层混凝土表面上的松软层和砂浆薄膜，并将表面凿毛，用压力水冲洗干净。

3）二次衬砌内的预留、预埋管、孔槽的位置尺寸准确。在施工时，距贯通面100米处，停止二次衬砌，作为调整贯通误差地段。

4)进行二衬施工时要在拱顶预埋Φ42的压浆孔。

（十）脱模养护

1、在初期支护已稳定地段二衬混凝土强度达到设计强度的70%以上时即可脱模，初期支护未稳定，二次衬砌提前施做时混凝土强度达到设计强度的100％以上。特殊情况下，根据设计、试验及监控量测结果决定拆模时间。

2、脱模之后，当环境湿度＜90°时进行洒水养护，使砼表面保持湿润，如果隧道内渗水多，潮湿时可减少洒水量。

五、质量检验

仰拱实测项目

项次	检 查 项 目	规定值或允许偏差	检查方法和频率	权值
1	混凝土强度(MPa)	在合格标准内	按附录D检查	3
2	仰拱厚度(mm)	不小于设计	水准仪：每20m检查一个断面，每个断面检查5点	3
3	钢筋保护层厚度(mm)	≥50	凿孔检查：每20m检查一个断面，每个断面检查3点	1

混凝土衬砌实测项目

项次	检 查 项 目	规定值或允许偏差	检查方法和频率	权值
1	混凝土强度(MPa)	在合格标准内	按附录D检查	3
2	衬砌厚度(mm)	不小于设计值	激光断面仪或地质雷达：每40m检查一个断面	3
3	墙面平整度(mm)	5	2m直尺：每40m每侧检查5处	1

钢支撑支护实测项目

项次	检 查 项 目		规定值或允许偏差	检查方法和频率	权值
1	安装间距(mm)		50	尺量：每榀检查	3
2	保护层厚度(mm)		≥20	凿孔检查：每榀自拱顶每3m检查一点	2
3	倾斜度(°)		±2	测量仪器检查每榀倾斜度	1
4	安装偏差(mm)	横向	±50	尺量：每榀检查	1
		竖向	不低于设计标高
5	拼装偏差(mm)		±3	尺量：每榀检查	1

衬砌钢筋实测项目

项次	检 查 项 目			规定值或允许偏差	检查方法和频率	权值
1	主筋间距(mm)			±10	尺量；每20m检查5点	3
2	两层钢筋间距(mm)			±5	尺量；每20m检查5点	2
3	箍筋间距(mm)			±20	尺量：每20m检查5处	1
4	绑扎搭接长度	受拉	I级钢	30d	尺量：每20m检查3个接头	1
			Ⅱ级钢	35d
		受压	I级钢	20d
			Ⅱ级钢	25d
5	钢筋加工	钢筋长度(mm)		-10，+5	尺量：每20m检查2根	1

10.14.22防水层实测项目

项次	检 查项 目		规定值或允许偏差	检查方法和频率	权值
1	搭接宽度(mm)		≥100	尺量：全部搭接均要检查，每个搭接检查3处	2
2	缝宽(mm)	焊接	两侧焊缝宽≥25	尺量：每个搭接检查5处	2
		粘接	粘缝宽≥50
3	固定点间距(mm)	拱部	0.5-0.7	尺量：检查总数的10%	1
		侧墙	1.0-1.2

止水带实测项目

项次	检 查 项 目	规定值或允许偏差	检查方法和频率	权值
1	纵向偏离(mm)	±50	尺量：每环3处	1
2	偏离衬砌中心线(mm)	≤30	尺量：每环3处	1

六、安全技术措施

（一）所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带安全防护用品，听从指挥。

（二）如发现隧道内有险情，必须立即在危险地段设立明显标志或派人看守，并迅速报告施工领导人员及时采取处理措施，若情况严重时，立即将施工人员全部撤离危险地段。

（三）衬砌台车就位后，要有专门人员在下面进行指挥车辆通过，避免不安全。

（四）浇筑砼过程中，作业人员要站在稳定的架子上，并系好安全带。

（五）混凝土输送泵在送混凝土过程中，如果发生堵管现象，先关闭压力，然后进行拆卸疏通，在接头前方不得有人，以免伤人。

（六）施工现场的电工必须持证上岗操作。有专职安全人员负责班组施工安全监督，并有有关的安全预警方案。

七、职业健康与环保

地下工作通风必不可少，用以供给工作地点足够的新鲜空气，稀释或排出各种有害气体及矿渣，形成一个良好的工作环境，保护工人健康，保证生产安全，其作业环境应该符合以下条件：

1、氧气含量体积比不小于20%；

2、每立方米空气中含10%以上二氧化硅粉尘不超过2mg;

采取措施：施工初期支护，隧道掘进不超过6米，采取扩散通风；当掘进超过6米时，采取机械全风压通风；

八、环境保护

1、控制降尘

每辆车上配备有帆布，运输石灰、水泥等车辆要加盖帆布，堆放时需遮盖。派洒水车对场地和施工便道等产生扬尘的区域定时洒水。

2、控制水环境

（1）、生活污水按设计分别采用二级生化设施或化粪池处理。

（2）、施工机械的废油废水，采取有效措施加以处理，不超标排放，造成河流污染。

（3）、来自生活区、办公区和施工区的污水，必须严格净化处理，并经检验符合环保标准后，方可排入水中。

（4）、靠近生活水源的施工，用沟壕或堤坝同生活水源隔开，并避免污染生活水源。

（5）、冲洗骨料的水或施工废水，经过过滤、沉淀或其它方法处理后才允许排入河道。

3、控制噪音污染

（1）、对使用的工程机械和运输车辆安装消声器并加强维修保养，降低噪音。

（2）、合理安排施工作业时间，尽量降低夜间车辆出入频率，夜间施工不得安排噪音很大的机械。

九、首件工程评价及总结

    通过我项目观音岩隧道左洞第一板二次衬砌施工来看，我标段所确定的二次衬砌施工工艺满足施工要求，可以用于后期全标段二衬施工。通过首件工程，使全体施工人员加深了对二衬施工工艺的理解，增强了全员质量意识的提高。同时我们也发现在施工中存在的一些主要问题，主要表现在混凝土外观质量欠佳。在后续的施工中，我部将继续发扬首件中好的方面，坚决改进不足之处，优质、安全的完成我标段剩余二衬施工任务。同时，通过对二次衬砌各项指标的检测，均满足设计及规范要求。