第十三章内衬混凝土施工

469第十三章隧洞内衬混凝土施工第一节概述13.1.1工作范围本标隧洞内衬混凝土施工主要包括邙山隧洞段和过黄河隧洞段的二次衬砌（简称内衬）混凝土浇筑，钢筋制安，防水层施工,止水及埋件施工等。13.1.2施工特性邙山隧洞段水平投影长度765米，过黄河隧洞段全长3450米，隧洞内衬为全断面衬砌，为圆形断面，内径7米，内衬混凝土衬厚为45cm，标准分段长度为9.6m，隧洞内衬在与北岸和南岸施工竖井衔接的洞段以及地层变化洞段将局部加密，内衬混凝土标号为C40W12F200(二级配)。底部为便于运行期检修车辆通行，底部设为3.1米宽平台。13.1.3主要工程量本标内衬混凝土总量48890m3，内衬混凝土相关工程量见下表：内衬砼施工主要工程量表13.1-1序号项目名称单位工程量备注1内衬混凝土C40W12F200(二级配)m3488902内衬钢筋制安t39113内衬拱顶回填灌浆m234750含预埋灌浆管、检查孔4PVC管(φ250mm)m8400内衬预埋管5PVC管(φ300mm)m4200内衬预埋管6PVC管(φ30mm)m24780内、外衬渗水集水管(花管)、引水管、连通管7止水铜片(厚1.2mm、展宽580mm)m10290内衬结构缝8水膨胀橡胶止水条(30mm×20mm)m10560内衬结构缝9聚硫密封胶(20mm×20mm)m9130内衬结构缝10填缝材料(聚乙烯发泡板)m393内衬结构缝47011弹性垫层m2104220复合土工膜(350g布＋0.6mm膜＋250g布)12止水埋件t2413止水橡胶带m9014注浆孔埋件套1839013.1.4主要施工特点1.穿黄隧洞一个工作面控制洞线较长，内衬混凝土工程量大、工期紧、施工强度高。2.洞内施工场地狭窄，混凝土施工机械布置困难；3.混凝土运输从地面到地下，运输环节多，需合理组织；4.穿行式钢模台车单段衬砌较长，台车总长较长，单台台车浇筑总长度较大（约1730m），为保证混凝土浇筑质量，对台车质量、强度要求高。5.内衬混凝土施工穿插工序较多，施工工艺复杂，相互干扰大。6.复合防水层施工在钢筋施工前进行，是本标的一个施工难点；7.钢筋制安和埋件埋设无法设置固定的锚筋，且钢筋施工不成造成对防水层的损坏，故钢筋施工是本标的一个难点；8.高峰期内衬混凝土施工机械较多，在洞内布置有穿行式钢模台车，钢筋台车，防水层施工台车、混凝土泵，混凝土运输车及环锚施工设备，设备布置较多，需加强协调、合理调度。针对以上特点，本标内衬混凝土施工应做到布置合理、精心施工、科学管理，才能保证混凝土浇筑顺利完成。第二节施工进度安排13.2.1施工进度编制原则1．混凝土施工细化进度的编制，是以本标施工总进度混凝土施工时间为依据，体现各部位混凝土主要项目施工时段；2．满足招标文件中控制性工期要求。13.2.2施工程序安排及工序进度计划471洞内混凝土施工的程序为：1．基础面清理及复合防水层安装：防水层安装在钢筋安装前进行施工，并始终保持领先钢筋进行安装。单工作面每天安装进尺不小于9.6米，与钢筋制安和混凝土施工平行作业,超前钢筋制安20米左右；2．钢筋制安:高峰期安装强度为：平均每天安装不小于9.6米，与混凝土浇筑平行作业,超前混凝土2～3个施工段；3．止水及埋件安装：止水与端头模板的安装同时进行，波纹管与钢筋同时进行；4．混凝土浇筑：平均每段作业时间为12个小时，混凝土入仓6～8个小时，初凝时间4～6个小时；5．拆模:平均每段作业时间为12个小时，与混凝土施工平行作业；6．模板安装：平均每段作业时间为12个小时；7．混凝土养护：28天13.2.3施工强度分析盾构施工完成后，进行1#、2#钢模台车的安装；在安装台车的同时，开始进行防水层土工布和钢筋及埋设件的安装；使其台车安装完成后即进行混凝土衬砌施工。本标为混凝土衬砌准备的台车为穿行式，每台台车配置3套模板，每套模板长9.6m，台车总长度为28.8m。台车的模板配置可使混凝土衬砌连续进行施工。防水层和钢筋安装领先混凝土浇筑进行，台车浇筑混凝土浇筑各道施工工序如下（台车分为1、2、3节）：1．混凝土浇筑：平均每段（9.6m）浇筑施工时间为6个小时，初凝时间考虑6个小时，作业时间为12个小时；2．在12个小时之后，即可进行挡头模板的拆除，挡头模板的拆除时间为12小时；同时进行下一段挡头模板的安装。3．在挡头模板拆除完成后，既可进行下一段混凝土的浇筑。4．拆模：在浇筑第3节的时候，第2节浇筑的混凝土达到48小时的拆模时间，第1节模板拆除后安装在第3节之后；5．如此循环作业，单台台车衬砌高峰强度可达到每天浇筑一段，即9.6m/天。防水层安装钢筋预埋件安装内衬混凝土浇筑环锚施工472第三节施工布置13.3.1施工供水、供电系统1．供水：沿用盾构施工时供水系统；2．供电：沿用盾构施工时供电系统；13.3.2通风、排水系统1．通风：内衬施工时段，隧洞已经全线贯通，通风主要利用盾构施工过程中的通风机械，向洞内强制输送新鲜空气，烟尘和废气利用南、北岸竖井自然排放，以保证洞内施工环境达到规定标准。2．排水：北岸混凝土浇筑期间利用自然坡降自流至北岸竖井集水坑进行抽排，南岸采用砂袋分段隔段水流，潜水泵逐级进行抽排至南岸集水坑，由南岸集水坑抽排出竖井，邙山隧洞段采用自流引至南岸竖井集水坑进行抽排。13.3.3其它临时设施1．为便于材料及设备吊运,在南岸、北岸竖井顶部各设1台32T龙门吊（盾构主龙门吊）,用于施工设备及材料的吊运；2．在南北岸竖井内各设两条缓降溜筒（MYBOX），用于混凝土下料；3．洞内运输设置轻轨,用电瓶车牵引进行材料设备运输；4．场外道路同盾构施工时布置；5．在穿黄隧洞两洞端各布置一台37KW风机用于工作面供风；6．在隧洞一侧布置一条φ108供水管。第四节原材料及配合比13.4.1混凝土原材料1．水泥水泥品种：水泥标号与混凝土设计标号相适应。运输与贮存：水泥运输过程中应注意其品种和标号不得混杂，将采取有效措施防止水泥受潮。到货的水泥将按照不同品种、标号、出厂批号、袋装或散装等，分别贮放在专用的仓库或储罐中，防止因贮存不当引起水泥变质。袋装水泥的出厂日期不应超过3个月，散装水泥不应超过6个月，快硬水泥不应超过1个月，袋装水泥的堆放高度不得超过15473袋，长期存放堆放高度不超过7袋。2．拌和用水本标混凝土拌和用水抽地下不。拌和用水所含物质不应影响混凝土和易性和混凝土强度的增长，以及引起钢筋和混凝土的腐蚀，并进行砂浆强度试验，若不符合要求则采用相应措施，使各项指标符合规定水制成的砂浆的抗压强度，应大于饮用水制成的砂浆28天龄期的抗压强度的90%。水的pH值、不溶物、可溶物、氯化物、磷酸盐、硫化物的含量应符合招标文件的规定。3．骨料本工程砂石骨料采用发包人提供的符合规范要求的砂石骨料或经监理人批准使用的骨料。将直接购买合格的砂石料，并配备专职人员对骨料质量进行复核性检验。验收每批粗骨料时，至少连续作4～5组的质量及级配的测定，至少应有4组符合有关规定，并将测定结果报送监理工程师批准后，才用于施工。混凝土拌和系统设置成品骨料仓，将不同粒径的骨料分别堆存，避免相互混杂和混入泥土；装卸时，严格控制卸料高度，粒径大于40mm的粗骨料的净自由落差不应大于3m，避免造成骨料的严重破碎。尽量减少转运次数与环节，并使粗骨料中没有异物侵入。严禁任何设备在骨料堆上作业，在开始混凝土浇筑生产前，储存足够数量的各组粗骨料，以备5天的连续混凝土生产用量。⑴细骨料的质量技术要求：①细骨料的细度模数，应再2.4～3.0范围内，测试方法按SD105-82第3.0.1条有关规定进行；②砂料应质地坚硬、清洁、级配良好；③天然砂按粒径分为两级，人工砂不分级；④砂料中有活性骨料时，必须进行专门论证。⑵粗骨料的质量技术要求：①粗骨料的最大粒径不超过钢筋最小间距的2/3及构件断面最小边长的1/4，素混凝土板厚的1/2，对少筋或无筋结构，应选用较大的粗骨料粒径；②施工中骨料分成以下几种级配：二级配：分成5～20、20～40，最大粒径为40mm；采用连续级配或间断级配，应由试验确定并经监理人同意，如采用间断级配，应注意混凝土运输中骨料的分离问题。4744．外加剂在施工过程中为改善混凝土性能，提高混凝土的质量，合理降低水泥用量，须在混凝土中掺加适量的外加剂。我联合体承诺所选用外加剂的品质完全符合《水工混凝土外加剂技术标准》（DL/T5100-1999）的规定。任何外加剂（诸如加气剂、早强剂、减水剂、缓凝剂、速凝剂等）的使用及掺量通过试验确定。在使用前将对每一种混凝土外加剂的名称、来源、样品、提供鉴定外加剂品质的其它资料，以及掺量试验成果报告递交监理工程师，在获得其同意后才用于工程实施。外加剂在使用时与水混合搅拌均匀，配成一定浓度的溶液，各种成分的用量通过准确计量。含有大量固体的外加剂（如含石灰的减水剂），其溶液经0.6mm孔眼的筛子的过滤后，才使用。不同品种外加剂将分别储存，在运输与储存中不得相互混装，以避免交叉污染。为确保外加剂的使用质量，在工地存放时间超过6个月或出现凝结后，不再使用。13.4.2混凝土配合比1．混凝土配合比的设计按照施工图纸的要求，通过混凝土配合比计算，拟定本标各部位混凝土配合比。2．混凝土配合比实验不同标号的混凝土根据施工图纸要求，在试验室通过试验确定其配合比。混凝土的水灰比以骨料在饱和面干状态下的混凝土单位用水量对单位胶凝材料用量的比值为准。单位用水量要计入外加剂溶液的重量，单位胶凝材料用量为每m3混凝土中水泥与混合料重量的总重，水灰比根据不同结构部位对混凝土性能的要求，由试验确定，水工混凝土水灰比的最大允许值应符合规定。骨料级配及砂率的选用，在施工过程中根据骨料生产的平衡、混凝土和易性及最小单位用水量等要求，进行综合分析确定。混凝土的坍落度应根据建筑物的性质、钢筋含量、混凝土的运输、浇筑方法和气候条件确定，尽量采用小的坍落度，混凝土在浇筑地点的坍落度符合招标文件的要求。3．混凝土配合比的调整一旦我联合体中标，将严格按照不同部位混凝土性能的要求作配合比试验，并通过拌制和施工反馈的信息不断优化和调整配合比，以期达到最佳。475第五节钢模台车13.5.1穿行式钢模台车1．台车数量根据招标文件要求和结合工程实际情况，本工程内衬混凝土施工采用穿行式钢模台车,台车需用3台，过河隧洞段用两台，邙山隧洞段用一台。北岸浇筑工作面为1#钢模台车，南岸浇筑工作面为2#钢模台车，邙山隧洞浇筑工作面为3#钢模台车。2．性能要求穿行式二次衬砌(又称为内衬)钢模台车性能要求：内衬外径：7.9m内衬内径：7.0m内衬混凝土厚：0.45m每台次内衬模板最大总成：9.6m模板前进工序转换方式：吊运机转换控制指标：穿行台车与内衬模板可分离，且分离后内衬模板能够自稳，并满足混凝土强度发展要求。模板精度：1／1000模板间错台误差：±1mm台车模架移动方式：自行式模架动力(立模)：液压驱动操作与控制：电动液压备件：需带有附着式振荡器日进度：9.6m／天每段内衬混凝土最短拆模养护期：48小时以上3．模板组数每个工作面的模板组数根据以下公式确定:n＝1＋νC×tS÷lCn＝1＋9.6÷24×48÷9.6476n＝3νC----浇筑速度，m/htS------混凝土养护时间（即脱模时间），hlC-----每一段浇筑长度，m故每台台车需配3套模板。13.5.2穿行式钢模台车设计制造台车由专业厂家四川广汉金达隧道机械有限公司设计制造，设计图如下：图13.5-1台车横剖图说明：1．台车总长28.8米，单段衬砌长度9.6米；2．台车行走速度8m/min，小车行走速度10m/min。477图13.5-2台车纵剖图（一部分）13.5.3钢模台车进行隧洞衬砌的施工经历穿形式钢模台车在我联合体成员单位水电七局广泛进行运用，在众多项目上成功地运用钢模台车进行混凝土衬砌，取得良好的效果。1．广西天生桥一级水电站天生桥水电站4条引水隧洞均采用穿行式钢模台车进行衬砌。隧洞特性为：开挖直径13.6m，衬砌后内径9.6m，总长2600m，含部份衬砌段300t级