高速公路隧道明洞拱墙衬砌方案

高速公路隧道明洞拱墙衬砌施工工艺方案明洞衬砌施工应仰拱先行、拱墙整体浇筑。明洞拱墙衬砌在仰拱施作后，应根据洞口边仰坡的稳定情况及时施作，以确保洞口稳定。仰拱施作完成后，利用多功能作业平台先把受套拱影响部分的防水板、盲管盲沟、衬砌钢筋及预留预埋施作完成，再采用液压整体式衬砌台车作为明洞拱墙衬砌的底模。衬砌台车在铺设好的轨道上通过自身的行走机构、调节机构移位就位，根据测量放样成果复核到位后制动并锁定。不受套拱影响的衬砌钢筋、预留预埋在台车模板上进行安装和固定。然后，安装外模、挡头模板并加固。技术人员及质检人员复检模板、钢筋及预留预埋安装加固情况，确认无误后，报现场监理隐蔽检查验收签认。明洞拱墙衬砌采用一次性整体灌注施工。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，混凝土输送泵泵送入模。砼终凝后，应及时进行养生，达到一定强度后方可拆除模板。明洞衬砌施工工艺流程见图1。图1明洞衬砌施工工艺流程图监控量测确定施作衬砌时间施工准备钢筋安装外模安装隐蔽检查灌筑混凝土拆模养生1.套拱影响部分敷设防水板和盲沟，安装钢筋及预留预埋2.中线水平测量放样3.铺设衬砌台车轨道4.台车移位1.涂刷脱模剂2.水平定位立模3.拱部中心线定位4.边墙模板净空定位1.钢筋及预留预埋安装2.止水带固定3.清理基底1.外模安装及加固2.装设挡头模板洞外混凝土拌合混凝土运输混凝土泵送1.自检2.监理工程师隐检台车定位捣固1衬砌模板1.1衬砌底模衬砌底模即为衬砌模板台车。模板衬砌台车必须按照隧道内净空尺寸进行设计与制造，钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性。衬砌台车经施工单位会同监理单位验收合格后方可投入使用。模板台车长度为12m，工点设计应根据沉降缝、预留洞室和预埋管线位置综合确定。模板台车侧壁作业窗宜分层布置，层高不宜大于1.5m，每层每侧宜设置4～6个窗口，其净空不宜小于45cm×45cm。拱顶部位应预留2～4个注浆孔。模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。模板台车的走行轨铺设在填充混凝土面上。模板表面要光滑，与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。1.2衬砌外模衬砌外模包括衬砌的上部模板及正面挡头模板。衬砌的上部模板采用装配式模板，模板可采用钢模或木模。钢模方案为：采用I16工字钢拱架作为模板骨架，每块模板用大号铁丝挂设于骨架内。模板骨架设置于模板的端部，框住模板向外位移，每块模板受两组骨架作用。骨架之间采用环向间距1.5-2.0m直径22mm或25mm螺纹钢筋作为纵向连接筋进行加固，连接钢筋置于骨架之上，焊接牢固。边墙部分受力较大，应增设槽钢剪刀撑和钢管斜撑进行加强处理。木模方案为：边墙部分采用方木加槽钢组合骨架。骨架由立柱和水平连接件组成，立柱为80×80mm通长方木，间距约1.0m，底部用埋设的钢筋头抵住；水平连接件为10号通长槽钢，用螺杆通过槽钢中部预留孔铆挂在每根方木上，每侧共设置两根，间距约1.0m，下面一根离地面约1.0m。槽钢与方木连接处均设置斜撑或水平支撑。模板采用大块木模排列固定于立柱方木上，每块木模至少与三根立柱连接，木模连接紧密，下面的缝隙用砂浆填塞。拱部采用模板架立筋、模板箍筋和大号铁丝夹压木模形成拱部外轮廓，模板架立筋与模板箍筋配对设置，在拱部环向通长布置，纵向间距约1.0m，大号铁丝穿过模板把架立筋、模板及箍筋连接在一起，环向间距拱腰以下约50cm、拱腰以上约100cm。架立筋采用Φ16以上钢筋，箍筋采用Φ22以上钢筋。模板与套拱范围之间存在的空隙可采用异型模板加于顺接，并注意保护防水板。钢筋的保护层应通过保护层垫块加于控制，外模安装时亦应特别注意，避免安装不到位或支撑过渡造成钢筋保护层厚度不够。挡头模板通过台车端部加劲板上的预留连接孔安装角钢作为支撑，模板可采用定制钢模或模板拼接，角钢顶部通过大号铁丝或钢筋与外模骨架连成整体，边墙部分角钢支撑应用槽钢连成一体，并用斜撑通过槽钢对挡头模板进行正面支撑加固。模板表面与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。1.3模板的安装允许偏差和检验方法：见表1.3。表4.1.3模板的安装允许偏差和检验方法序号检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1平面位置及高程（mm）±15尺量：全部2起拱线高程（mm）±10水准仪测量：全部3拱顶高程（mm）+10，0水准仪测量：全部4模板平整度（mm）52m靠尺和塞尺：每3m测5点5相邻浇注段表面错台（mm）±10尺量：全部2衬砌钢筋钢筋加工弯制前应调直，并将表面油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净；加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕；利用冷拉方法矫直伸长率：Ⅰ级钢筋不得超过2％，Ⅱ级钢筋不得超过1％。⑴钢筋的加工、安装及保护层厚度应符合设计要求，其允许偏差符合表8.1.2规定。⑵钢筋接头应设置在承受应力较小处，并应分散布置。配制在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积，占受力钢筋总截面面积的百分率，应符合设计要求。当设计未提出要求时，应符合下列规定：①焊（连）接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％，在受压区不得大于50％；③钢筋接头应避开钢筋的弯曲处，距离弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍。④在同一根钢筋上应少设接头。“同一截面”内，同一根钢筋上不得超过一个接头。⑶采用电弧焊焊接，单面搭接焊，其搭接长度不得小于10d，双面搭接焊，其搭接长度不得小于5d，焊缝宽度不小于0.8d且不小于10㎜，焊缝高度不小于0.3d且不小于4㎜。（4）预埋件、预留槽施工：本隧道的预留预埋设施较多，在衬砌钢筋施工前应认真对照设计图纸，预先准备预埋预留材料，在衬砌钢筋施工过程中按设计图纸指定的桩号、位置，并按正确的施工方法与衬砌钢筋骨架形成整体，确保预留槽模板稳固不漏浆、预埋件与衬砌钢筋连接牢固可靠预留长度满足设计要求。（5）钢筋安装时应特别注意对防水板的保护，避免刺穿或焊渣烧伤防水板，甚至引发火灾。（6）若钢筋与排水管、预埋件、预留洞室、预留槽冲突时，可适当调整钢筋位置。3明洞衬砌3.1施工方法明洞拱墙衬砌采用全断面整体钢模衬砌台车作为内模，外模采用装配式的钢模或木模，混凝土集中拌制、搅拌运输车运输、泵送砼灌注，振捣器捣固，挡头模板采用钢模或木模。混凝土浇筑要左右对称进行，防止钢模台车偏移和外模爆模。砼生产采用自动计量拌合站拌合，砼拌合站设置应满足冬季施工要求。3.2施工程序⑴明洞衬砌施作应符合以下要求：明洞拱墙衬砌在仰拱施作后，应根据洞口边仰坡的稳定情况及时施作，以确保洞口稳定。①当洞口边仰坡稳定时，可先施作暗洞1-2模二次衬砌后，再回头施作明洞拱墙衬砌，以达到最佳最优的作业空间配置。②当洞口边仰坡失稳或有失稳趋势时，应进行临时加固，以延缓边仰坡继续失稳，并及时施作明洞衬砌。⑵测量工程师和隧道工程师共同进行中线、高程测量放样，受套拱影响部分钢筋、预留预埋、防水板、盲管盲沟应先安装到位。⑶根据中线和标高铺设衬砌台车轨道，要求使用标准枕木和鱼尾板；轨距与台车轮距一致，左右轨面高差＜10mm。起动电动机使衬砌台车就位。涂刷脱模剂。⑷起动衬砌台车液压系统，根据测量资料使钢模定位，保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致，拱墙模板成型后固定，测量复核无误。⑸在台车上安装明洞衬砌外部钢筋、预留预埋；清理基底杂物、积水和浮碴；装设钢制外模及挡头模板。⑹自检合格后报请监理工程师隐蔽检查，经监理工程师签证同意后灌注砼。3.3注意事项⑴衬砌不得侵入隧道建筑限界，衬砌施工放样时将设计的轮廓线扩大5cm。⑵混凝土灌注前及灌注过程中，应对模板、支架、钢筋骨架、预埋件等进行检查，发现问题应及时处理，并做好记录。⑶混凝土振捣时不应破坏防水层。⑷衬砌施工缝端头必须进行凿毛处理，用高压水冲洗干净。⑸按设计要求预留沟、槽、管、线及预埋件，并同时施作附属洞室砼衬砌。⑹砼衬砌灌注自下而上，先墙后拱，对称浇筑。在施工过程中，如发生停电应立即起动备用电源，确保砼浇筑作业连续进行。⑺混凝土振捣时，不得碰撞模板、钢筋和预埋件。⑻泵送砼结束时，应对管道进行清洗，但不得将洗管残浆灌入到已浇筑好的砼上。（9）钢筋混凝土衬砌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，或采用定型橡胶垫块确保钢筋保护层的厚度不小于60mm。（10）衬砌施工前应仔细核对预埋件类型、数量以及安装里程和安装方法，并对不同专业类型预埋件出现相互矛盾的现象及时请设计院澄清，确保预埋件不遗漏、安装质量符合设计要求，从而为后续工程施工创造良好条件。（11）混凝土浇筑要左右对称进行，防止钢模台车偏移和外模爆模。施工时应特别注意边墙部分模板的稳定，砼浇注至拱脚处时，应充分振捣，并停歇10-15min，确保拱部与边墙的良好连接。（12）拱顶部分砼浇注，应先施工受套拱影响部分再施工外露部分，并人工配合布料、捣固、整形，确保拱顶砼饱满圆顺。4泵送混凝土施工工艺4.1原材料选择及其控制⑴水泥的使用及保管①水泥进场必须有出厂合格证，并经检验合格后方可使用。②水泥进库后要注意保管，防止受潮。③各种不同品种、标号的水泥应分别堆放，堆放时要考虑到先进先用的顺序，以免储存时期过长而失效。④水泥出厂超过三个月有效期，或发现水泥有受潮结块现象时，均应经过鉴定后按情况使用。⑵粗骨料粗骨料粒径应控制在0.3～0.4D（D为管径）范围之内，D=100mm时最大粒径不能超过25mm；D=125mm时，最大粒径不能超过30mm；D=150mm时，最大粒径不能超过40mm，且应采用连续级配，针片状颗粒含量不宜大于10%。⑶细骨料细骨料宜采用中砂，通过0.315mm筛孔的砂不应少于15%。⑷外加剂及掺合料的作用①防水剂：改善砼的和易性及抹光性，增加抗渗性，减少泌水，防止离析。②抗裂膨胀防水剂：提高砼和易性，增加抗渗性，减少泌水及离析，防止砼开裂，可节约水泥，利于泵送。4.2配合比设计⑴泵送混凝土配合比，除必须满足混凝土设计强度和耐久性的要求外，尚应使混凝土满足可泵性要求。混凝土的可泵性，可用压力泌水试验结合施工经验进行控制。一般10s的相对压力泌水率S10不宜超过50%。⑵泵送混凝土的水胶比宜为0.38～0.50。水胶比过小，和易性差，流动阻力大，容易引发堵塞；水胶比过大，容易产生离析，影响泵送性能。⑶泵送混凝土的砂率宜为38%～45%。砂率过大，砼流动性差，泵送性能差，砂率过小，容易影响砼粘聚性、保水性，容易脱水，造成堵塞。⑷采用高效减水剂时，泵送混凝土的坍落度宜控制在150～180mm范围之内。⑸泵送混凝土的最小水泥用量（含掺合料）不宜小于300kg/m3，水泥用量过小，影响管壁润滑膜的形成及质量。4.3砼搅拌⑴混凝土各种原材料的质量应符合配合比设计要求，并应根据原材料情况的变化及时调整配合比。一般情况下每班抽测2次，雨天应随时抽测。严格按照经批准的施工配合比准确称量混凝土原材料，其最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺合料）为±1%；外加剂±1%，粗细骨料为±2%，拌合用水为±1%。⑵混凝土原材料计量后，宜先向搅拌机投放细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后加水并将其搅拌成砂浆，再向搅拌机投入粗骨料，充分搅拌后再投入外加剂，并搅拌均匀。⑶水泥、砂、石储备要满足砼不间断施工需要。⑷泵送混凝土搅拌的最短时间，不应小于3.0min。⑸每种配合比的泵送混凝土全部拌制完毕后，应将混凝土搅拌装置清洗干净，并排尽积水。4.4砼运输⑴砼在运输中应保持其匀质性，做到不分层、不离析、不漏浆。运到灌注点时，要满足坍落度的要求。⑵混凝土宜在搅拌后60min内泵送完毕，且在1/2初凝时间内入泵，并在初凝前浇筑完毕。⑶混凝土搅拌运输车装料前，必须将拌筒内积水倒净。当运至现场的混凝土发生离析现象时，应在浇筑前对混凝土进行二次搅拌，但不得再次加水。⑷混凝土搅拌运输车在运输途中，拌筒应保持2～4r/min的慢速转动。当搅拌运输车到达浇筑现场时，应高速旋转20～30s后再将混凝土拌和物喂入泵车受料斗。⑸混凝土搅拌运输车给混凝土泵喂料时，应符合下列要求：①喂料前，中、高速旋转拌筒，使混