隧道模注混凝土衬砌施工工艺(隧道工艺标准系列之七).docx

隧道施工工艺标准
7模注混凝土衬砌施工工艺
7. 1总则
7.1.1适用范围
7. 1. 1. 1本标准适用于采用钻爆法施工的山岭交通隧道和城市交通隧道。
7。1。1.2本章节工作内容包括隧道洞身及行车、行人横洞以及辅助坑道的衬砌施工。
7。1.2编制参考标准及规范
7.1.2。1 公路工程技术标准(JTJ1 - 97)。
7。1。2. 2 公路隧道勘测规程(JTJ063 - 85)。
7.1。2. 3 公路隧道设计规范(JTGD70 - 24)。
7。1。2. 4公路工程抗震设计规范(JTJ4 - 89)。
7。1。2。5 公路隧道施工技术规范(JTJ042 - 94 )。
7.1。2。6公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-24)。
7. 2术语
7. 2。1活封
当衬砌混凝土灌筑到拱顶时，需要改为沿隧道纵向进行灌筑，边灌筑边铺封模板，并进行人工捣固，最后堵头，这种封称为活封。
7。2. 2死封
当两段衬砌相接时，纵向活封受到限制，此时只能在拱顶中央留出一个5 x5mm的缺，待后进行图7.2.2所示的封顶.此种封称为死封。
7. 3 施工准备
7. 3. 1技术准备
7。3.1.1熟悉衬砌混凝土施工的作业程序、安全规程与质量要求。
7。3。1.2提出混凝土的浇筑程序和浇筑分块图(含施工缝的位置)，报请监理工程师批准。
7.3。1。3核测断面的中线、水平和开挖轮廓。
7。3。1。4放线定位，确定衬砌立模位置。
7。3。1。5清除虚碴，排除积水，找平支承面.
7. 3.1.6架设安装拱架模板或模板台车就位。
7。3。1。7进行模注混凝土原材料抽样检查和配合比试验。
7. 3. 2材料准备
7。3。2。1混凝土原材料：水泥、砂子、石子、水、外加剂和混合材、钢筋等。
7.3.2。2其它主要工程材料:钢模板、铁丝、高压风管、水管等。
7。3.3主要机具
7.3。3.1机械：模板台车、混凝土搅拌机、混凝土输送泵(或混凝土运输车)、空压机、振捣棒等。
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7。3。3。2工具：铁锹（尖、平头两种）、风镐、一齿锄、钢卷尺等。
7.3。3. 3测量仪器：经纬仪、水准仪。
7. 3。4作业条件
7。3。4.1模注衬砌地段的隧道底部虚碴、杂物、淤泥与积水已清理排除干净。
7.3。4。2隧道中线、标高、断面轮廓经测量检查符合设计要求。
7。3。4.3模板台车就位并已调试好各机构的工作状态，各部分尺寸符合隧道内轮廓精度要求。
7。3。4。4混凝土原材料抽样检查合格.
7。3.4。5混凝土的配合比经试验满足工程要求，并经监理工程师签认合格.
7。3.4。6混凝土搅拌与运送设备准备就绪，调试运转正常。
7。3. 4.7复合式衬砌的防水层已敷设完毕。
7. 3. 5劳动力组织（见下表7.3.5）
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模注混凝土作业劳动力组织
工种
人数
工作地点
职责范围
施工队长
1
整个施工现场
负责跟班组织施工管理工作、协助总指挥工作等
工班长
2
浇灌混凝土作业区
1人
混凝土搅拌站1人
负责混凝土浇注时施工作业安排；负责混凝土搅拌时各项工作安排
技术员
1
整个作业现场
负责跟班解决施工中的技术问题、控制施工质量等
安全员
1
浇灌混凝土作业区
负责跟班检查安全措施、安全措施的执行情况及安全教育工作，对安全生产负责
质量检查员
1
混凝土作业区域
负责跟班检查工程质量，组织各工种交接及质量保证措施的执行情况，对工程质量负责
浇灌混凝土操作工
8
浇灌混凝土作业区
负责混凝土的浇灌、振捣等工作
搅拌混凝土操作工
4
混凝土搅拌站
负责混凝土的上料、拌和、输送等工作
管道工
1
空压机房至作业区
负责风、水管道的安装与维修，保证其正常工作。
电工
2
整个施工现场
负责现场动力、照明、通讯等电器系统的维修保护.
试验工
1
现场、实验室
负责模注混凝土各种原材料的材质、配合比与强度的抽样试验工作
机械工
2
空压机房至作业面
负责混凝土浇注时各种机械维修保养
材料员
1
材料仓库
负责现场材料供应及管理
杂工
2
整个施工现场
负责模注混凝土原材料的搬运及现场清理等
总计
27
注：1.此表为一个作业班施工配备人员，未计后勤、行政等人员.
2.此表适用于在隧道洞附近设混凝土搅拌站，采用泵送混凝土的情况。

7.4工艺设计和控制要求
7.4。1技术要求
7.4. 1。1二次模注混凝土衬砌的施作时间，在满足下列条件后应尽早施作：
(1) 各测试项目所显示的围岩和喷锚支护变形已基本稳定，位移速度有明显减缓趋势。
(2) 已产生的各项位移已达预计位移量的80%以上。
(3) 拱脚附近水平收敛小于0. 2mm/d，或拱项下沉速率小于0. 15mm/d.
(4) 二次衬砌要求距离掌子面不宜超过2m.
7。4.1.2自稳性很差的围岩，可能长时间达不到基本稳定条件，当初期支护的混凝土发生大量明显裂缝，而支护能力又难以加强，变形无收敛趋势时，在报经监理工

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程师批准后，应提前施作仰拱及二次衬砌。衬砌中可采取增设钢筋和提高混凝土强度等级的措施。
7。4.1.3地下水具有侵蚀性的地段，根据工地水样化验结果，必须针对侵蚀类型采用不同类型的抗侵蚀性混凝土。
7.4。1。4当围岩类别有变化时，衬砌断面的类别亦应相应变化，但应获得监理工程师批准。围岩较差地段的衬砌，应向围岩较好地段伸延.一般伸延长度为5m.
7。4.1。5模筑混凝土灌筑应尽最大限度地实施机械化作业。一般情况下，优先采用整体模板台车,混凝土输送泵的配套方式。
7.4。1。6模注衬砌拱架与模板的架设应位置准确，连接牢固，严防走动，并遵守以下规定：
（1）拱架、模板在使用前要先在样台上试拼装，重复使用时应注意检查，如有变形，及时纠正。
（2）模板接头应整齐平顺，挡头板与岩壁间缝隙应嵌堵紧密.
（3）应按隧道中线确定拱架位置。
（4）对墙基标高进行检查.立曲墙架时，应标出路面水平控制位置.
7。4.1。7模注衬砌混凝土的施工应满足下列技术要求：
（1）模注混凝土的配合比、原材料的计量、拌和、运输、养生和沉降缝、施工缝的处理，必须符合图纸规定.
（2）除非获得监理工程师的批准，隧道工程所有混凝土均应采用带自动计量的混凝土拌和站（楼）拌和、混凝土输送泵输送。
（3）混凝土应采用先墙后拱法浇注，非经监理工程师批准，不得使用先拱后墙法浇注。
（4）模注混凝土应震捣密实,无孔洞、无蜂窝麻面。
（5）混凝土应按有关规定取样作强度试验,试验结果应符合图纸要求。
（6）所有养护与拆模工作，都必须遵照有关的规程进行。
7。4.1.8边墙施工应符合下列要求：
（1）基底虚渣、污物和基坑内积水必须排除干净，严禁向有积水的基坑内倾倒混凝土干拌合物。
（2）边墙基础扩大基础的扩大部分、及仰拱的拱座应结合边墙施工一次完成。
7。4.1.9在施工安排中，应尽快修筑仰拱，以利衬砌结构的整体受力；软弱围岩地段，仰拱应先于衬砌浇筑完成。
7.4。1.10对隧道运营期间的通信、监控、供电、照明、通风等设施安装时所需的各种预埋（预留）管件，应按图纸所示的位置准确埋设。
7.4。2材料质量要求
7.4。2. 1水泥。拌制混凝土的水泥，可用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和快硬硅酸盐水泥等，必要时也可采用其它特种水
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泥。水泥品种应根据混凝土结构所处的环境条件和工程需要来选择；水泥标号应根据所配制的混凝土标号选定，一般隧道衬砌应选用不低于325号的普通硅酸盐水泥。
7.4.2.2砂子。拌制混凝土的细骨料应选用坚硬耐久、粒径在5mm以下的天然砂或机制砂.砂中不应有粘土团块、炭煤、石灰、杂草等有害物资混入。
7.4。2. 3石子。拌制混凝土用的粗骨料，应为坚硬耐久的碎石、卵石或两者的混合物.颗粒级配为连续级配.当通过试验，具有充分技术、经济依据时，也可采用其他的颗粒级配。
7。4。2。4外加剂。外加剂使用前必须经过试验，确定其性质、有效物质含量、溶液配制方法和最佳掺量.
7.4。2.5混合材。混合材在使用前应进行材质鉴定和掺入量试验，测定不同掺加量对混凝土性能的影响，确定最佳掺入量。
7.4.2。6水。模注混凝土用水的要求与喷射混凝土相同.
7.4.2.7钢筋。主筋应采用螺纹钢筋：规格一般为①18〜22；箍筋采用光面钢筋：规格为①6~12。
7.4.2。8混凝土应采用机械搅拌，严格按照选定的配合比供料和加水，特别要严格控制加水量，保证水灰比的正确性，使混凝土硬化后能获得设计所要求的强度和耐久性。
7.4。3职业健康安全要求
7.4.3。1混凝土搅拌站周围应设置安全防护设施。
7.4。3.2隧道掌子面距离混凝土衬砌浇注作业区小于2m时，浇注混凝土期间，掌子面应禁止爆破作业。
7.4.3。3混凝土浇注作业时，除安全检查监督人员外，非操作人员不得攀上拱架。
7。4。3。4浇注混凝土的操作人员应穿戴安全防护用品。
7.4.3 环境要求
7。4。3. 1混凝土浇注作业区至洞的距离超过1m后，应进行机械通风，保证作业环境满足3.4.3节的要求。
7. 5 施工工艺
7. 5. 1工艺流程
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封顶一►养生一w拆模|

7。5.2操作工艺
7.5.2.1混凝土材料的准备：模筑混凝土的材料与级配，应符合隧道衬砌的强度和耐久性要求，同时必须重视其抗冻、抗渗和抗侵蚀性等。
7。5。2.2模筑衬砌施工准备：
（1）根据隧道中线和水平测量，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凿除，并作好断面检查记录。
（2）放线定位。根据隧道中线、标高及断面设计尺寸，测量确定衬砌立模位置，并放线定位.放线定位时，为了保证衬砌不侵入建筑限界，应计入预留沉落量，并注意曲线地段的加宽.
① 施工预留误差量一般是将初衬内轮廓尺寸扩大50mm
② 预留沉落量的数值可根据监控量测数据确定或参照经验确定.
（3）清除浮碴，整平墙脚基面.墙脚地基应挖至设计标高，并在灌筑前清除虚碴，排除积水，找平支承面。
（4）拱架模板整备。目前隧道施工大多使用整体移动式模板台车。模板台车应在洞外组装并调试好各机构的工作状态，检查好各部尺寸，保证进洞后投入正常使用.每次脱模后应清理模板表面，并予检修。
（5）立模.根据放线位置，架设安装拱架模板或模板台车就位，安装和就位后，应作好各项检查，包括：位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性等。
① 衬砌所用的拱架、墙架和模板，宜采用定型的金属结构。模板应表面光滑，接缝严密,不漏浆。模板表面应在浇筑混凝土前涂刷经过批准的脱模剂。
② 模扳与支架应有足够的强度、刚度和稳定性，能安全地承受所浇筑混凝土的重力、侧压力及在施工中可能产生的各项荷载。
③ 拱（墙）架的间距，一般为1 m,最大不超过1。5m.
④ 拱架的夹板、螺栓、拉杆等应安装齐全.拱架（包括模板）标高应预留沉降量，应不大于50mm。
⑤ 立跨度较大的拱架时，在拱架外缘沿幅射线方向，应用支撑与围岩顶紧，防止浇筑中拱架变形。
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（6）浇灌混凝土前，应将初期支护层或防水层表面的粉尘清除干净，并洒水润湿。
7. 5. 2. 3混凝土的制备
（1）混凝土开始搅拌前，应进行如下准备工作：
① 对搅拌机及上料设备进行检查并试运行.
② 对所有计量器具进行检查并定磅.
③ 校对施工配合比。
④ 对所有原材料的质量、规格、品种、产地及牌号等进行检查，并与施工配合比进行核对。
⑤ 对砂石的含水率进行检测，如有变化及时调整配合用水量。
（2）上料：现场拌制混凝土时，一般是计量好的原材料先汇集在上料斗中，由上料斗进入搅拌筒。水及液态外加剂经计量后，在往搅拌筒中进料的同时，直接注入搅拌筒。原材料汇集到上料斗的顺序如下：
① 无外加剂掺合料时，依次进入料斗的顺序为石子、水泥、砂.
② 有掺合料时，其顺序为石子、水泥、掺合料、砂.
③ 有干粉状外加剂时，其顺序为石子、外加剂、水泥、砂或顺序为石子、水泥、砂、外加剂.
7.5.2.4混凝土的运送：
（1）当隧道不太长时，混凝土输送泵可安装在搅拌站处，直接接料，泵送入模。
（2）隧道较长时，应采用搅拌车运送混凝土，以防运输时间过长而离析或初凝。
（3）混凝土的途中运输的时间应尽量缩短，一般不应超过45min。运至灌筑地点的混凝土如有离析现象时，应进行再搅拌后方可灌筑入模。
（4）由搅拌站运出的混凝土，在任何情况下均不得在中途加水。
7。5.2。5混凝土灌筑施工。隧道衬砌混凝土的灌筑应注意以下几点：
（1）浇筑混凝土应尽可能直接入仓，自由跌落（垂直地或倾斜地）距离不应大于l. 2m.
（2）保证捣固密实，使衬砌具有良好的抗渗防水性能，但震捣时不得损坏防水层.
（3）应注意对称灌筑，两侧同时或交替进行，以防止未凝混凝土对拱架模板产生偏压而使衬砌尺寸不合要求。
（4）混凝土应分层灌筑，每层厚度一般为150〜3mm。
（5）混凝土灌筑必须保证其连续性.灌筑层之间的间隔，应能使混凝土在前一层初凝前灌筑完毕。若因故不能连续灌筑，倘浇筑混凝土因故中断，则在继续浇筑新混凝土前，应先凿除已硬化的前层混凝土表面上的松软层和水泥砂浆薄膜，并将表面凿毛,用压力水冲洗干净。
（6）采用移动式混凝土泵或其它获准的机具连续浇筑时，一次浇筑段长度不应超过30m，并应防止混凝土离析。
（7）衬砌的分段施工缝应与设计沉降缝、伸缩缝及设备洞位置统一考虑，合理确
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定位置.
(8 )当混凝土面超过拱顶时,泵管出应埋设在混凝土面以下，保证拱顶所有空间能填满、填实。
(9)灌筑拱圈混凝土时，应从两侧拱脚开始，同时向拱顶分层对称地进行，层面应保持辐射状.
(10)拱圈封顶应随拱圈的浇筑及时进行;拱顶封应留70~lmm。封顶、封的混凝土应适当降低水灰比，并认真捣固密实，不得漏水。
7.5。2。6混凝土的养护与拆模
(1) 一般情况下，衬砌混凝土灌筑后10〜20h即应开始浇水养护.
(2 )养护延续时间和每天洒水次数，应根据衬砌灌筑地段的气温、相对湿度和所用水泥的品种确定。
(3) 使用普通硅酸盐水泥时一般应连续养护7〜14d。
(4) 为防止混凝土开裂和损伤，拆模工作应满足7.6。1的质量要求：
7.5。2。7仰拱、铺底的浇注
(1) 应对仰拱和铺底的施作时间、分块施工顺序和与运输的干扰问题进行合理安排。
(2) 仰拱和铺底可以纵向分条、横向分段灌筑：
① 纵向通常可分为左右两部分，交替进行有条件时尽量整体一次性浇筑
② 横向分段长度应视边墙施工缝、伸缩缝、沉降缝及运输要求来确定
③ 当侧压力较大时，底部开挖分段长度不能太长，以免墙角挤入
④ 待仰拱和铺底纵向贯通，且混凝土达到一定强度后，方能允许车辆通行。其端头可以采用石碴填成顺坡通过。
(3) 仰拱浇筑前应清除虚渣、杂物、排除积水，保证仰拱坐落在新鲜岩面上。
(4) 后于边墙施工的仰拱，浇筑前已成仰拱拱座应凿毛、冲洗干净，保持湿润，再浇筑混凝土。
(5) 浇筑仰拱应采用大样板，并由仰拱中心向两侧对称进行，仰拱与边墙衔接处应捣周密实。
7。5. 2. 8沉降缝、施工缝和伸缩缝施工
(1) 围岩存在对衬砌有不良影响的硬、软岩层分界处应设置沉降缝；
(2) VI〜V级围岩洞约50m范围内，必要时可每隔10m左右设置沉降缝。
(3) 沉降缝的设置位置，应使拱圈、边墙和仰拱在同一里程断面上贯通.
(4) 施工缝应近于水平或垂直，并用模板或其他经批准的措施，形成预定的形状，以保证与后续工程紧密地联接，除非另有规定，施工缝不设键槽。
(5) 在严寒地区，应在洞和易受冻害地段设置伸缩缝。
(6) 衬砌的施工缝应与设计的沉降缝结合布置。
(7) 在有地下水的隧道中，所有沉降缝、施工缝和伸缩缝均应进行防水处理.
(8) 隧道整体式衬砌内不允许存在水平接缝和倾斜的接缝。
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7. 5。2. 9隧道超挖与衬砌背后空隙处理。隧道超挖部分与衬砌背后空隙必须回填密实，并按下列要求与衬砌同时施工：
（1）边墙基底以上1m范围内的超挖，应用与边墙相同材料一次灌筑。
（2）其余部位，超挖在允许范围内，应采用与衬砌相同材料灌筑；
（3）超挖大于规定时，可用片石混凝土或浆砌片石回填密实（但初期支护必须与围岩密贴）.当围岩稳定、干燥无水时，可先用干砌片石回填，再在衬砌背后压浆.
（4）为防止拱顶形成空洞，应预留压浆孔，二次衬砌完成后压浆。
7.5.2。10模筑混凝土衬砌防水：见第10章
7。6质量标准
7。6。1隧道模注衬砌的允许偏差和检查方法见表7.6.1。
衬砌检查项目表表7。6。1
检查项目
允许偏差
检查方法
混凝土强度（Mpa）
在合格范围之内
按JTJO74 —98附录检查
衬砌厚度（mm）
不小于图纸规定
每40m检查一个断面，用激光断面仪来确定厚度
墙面平整度（mm）
20
每40m用2m直尺每侧检查3处

7。6. 2隧道总体的允许偏差和检查方法见表7。6。2。
隧道总体检查项目
项次
检查项目
规定值或
允许偏差
检查方法
1
隧道宽
（mm）
车行道
10
每20m（曲线）或50m（直线）用尺量1个断面宽度
净总宽
不小于图纸规定
2
隧道净高（mm）
不小于图纸规定
每20m（曲线）或50m（直线）用尺量1个断面高度。
3
轴线偏位（mm）
20
每20m （曲线）或50m （直线）用经纬仪检
查1处
4
路线中心线与隧道中心线的衔接（mm）
20
将引道中心线和隧道中心线延长至两侧洞，比较其断面位置
5
边坡、仰坡坡度
不大于图纸规定
用坡度板检查
7. 6. 3模注衬砌配置有钢筋时，应：
7。6.3。1钢筋搭接位置和长度必须符合构造要求.
7。6。3。2钢筋的绑扎和焊接质量应符合施工要求。绑扎缺扣和松扣的数量不应

超过绑扎总数的10%，钢筋网片漏焊、开焊不得超过焊数的2%，且不应集中。
7。6。4为防止混凝土开裂和损伤，模注混凝土衬砌拆模前应满足下列要求:
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7。6。4。1直边墙混凝土应达到设计强度的25%。
7。6。4.2曲边墙和围岩压力不很大的拱圈混凝土需达到设计强度的70%。
7.6.4. 3围岩压力很大的拱圈要求达到设计强度的1%。
7。6.5模注衬砌的外观应满足下列要求：
7.6.5.1洞内无渗漏水现象。
7.6.5。2混凝土表面密实，任一延米的隧道面积中，蜂窝麻面面积不超过0。5%,深度不超过10mm.
7。6.5。3结构轮廓线条应顺直美观。
7.6。6隧道的铺底即为路面结构的基层（平整层），其表面高程不得大于图纸规定的基层顶面高程，横坡应与路面横坡一致.
7。6。7边沟及电缆沟质量要求：
7.6.7。1按图纸所示标高浆砌好，边沟纵坡符合图纸要求，底面平顺。
7.6.7.2所有盖板铺设平稳，无晃动或吊空，边缘整齐，两端与沟壁的缝隙应用砂浆填平.
7.7成品保护
7.7。1衬砌拆模工作应谨慎从事，防止碰伤边、角、楞面.
7.7。2在严寒地区冬季灌筑的混凝土，应采取防寒措施，防止冻坏衬砌。
7. 7. 3浇筑混凝土时以及拆模时应避免对预埋（预留）管件有所损伤、碰歪等不良情况.
7. 8安全环保措施
7.8。1安全措施
7.8.1。1严禁利用拱架兼作脚手架，防止模板走动变形和出现意外事故。
7。8。1.2浇灌混凝土时，应经常检查输料管和管路接头有无磨薄、击穿或松脱现象，发现问题，应及时处理。
7。8.1。3浇灌混凝土与出碴等工序平行作业时，模板台架附近应有专职的安全人员看守，台架上应有警示灯或反光标志。
7。8.1.4施工中，应定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全。
7。8. 2环保措施
7。8。2。1搅拌混凝土产生的废水，应先经过沉砂池、沉淀池处理后，排入指定的区域。
7.8。2.2浇灌混凝土后的剩余混凝土、钢筋放样后的边角料，应尽量回收利用，不得随意堆弃。
7。9质量记录
7.9。1隧道中线和水平与内轮廓断面检查记录。
7.9.2混凝土原材料与配合比质量抽查记录。
7.9。3混凝土强度质量抽查记录。
10
隧道施工工艺标准
7. 9.4衬砌混凝土厚度质量检查记录。
7。9. 5钢筋质量、放样、绑扎质量抽查记录
7。9. 6衬砌背后空洞检查记录。
11