隧道及U型槽施工方案样本.doc

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隧道及U型槽施工方案
( 一) 、 施工顺序:
主线隧道施工:
地下连续墙、 高压旋喷桩地基处理、 封堵墙及格构柱( 抗拔桩) →布置降水井、 监测点、 砌筑排水沟→土方开挖、 支撑→防水、 垫层、 底板→防水、 侧墙及换撑→防水、 顶板→后浇带→回填土方→隧道附属工程。
工序流水步骤见图
( 二) 、 隧道及U型槽主体结构施工
1、 搭设满堂钢管支架
为保证整个工程的砼表面光洁、 色泽统一, 均采用竹胶复合模板, 顶模在钢管架顶面横箱涵方向铺设10cm*10cm木档料, 间距40cm。上铺15mm厚竹胶复合模板, 模板表面须洁净光滑、 平整, 有破损的模板不得使用。在模板的拼接缝下面, 铺设胶带, 缝隙嵌薄绵条, 表面用腻子刮平、 打光, 横缝下须有木横档。模板及支撑不得有松动、 跑模或下沉等现象。
立模分三次立模, 第一次为底板, 第二次为侧墙, 第三次为顶板。立模时应留设预埋件及预留孔。
待侧模钢筋绑扎, 侧墙内模安装后, 搭设满堂钢管支架, 钢管外径φ48mm, 壁厚3.5mm, 搭设间距80×80cm, 立杆下端垫钢片, 纵横向水平杆步距为1.5m, 离底板面20cm内设纵横向扫地杆, 整个支架均应设置剪刀撑, 每根剪刀撑跨越立杆的根数应在5根之间, 每道剪刀撑宽度不应少于4跨, 斜杆与地面的倾角宜在45-60度之间。剪刀撑斜杆的接头除顶层能够采用搭接外, 其余各接头均采用对接扣件连接, 剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在立杆上, 对受条件限制必须固定在水平杆上的, 则固定在水平杆上的扣件离主节点间的距离不应大于10cm。
支架搭设应严格按规范进行, 安装后的扣件螺栓拧紧, 用扭矩扳手检查, 以不少于50N.m为原则, 抽样方法应按随机均布原则进行, 抽样检查数目与质量标准, 应按有关规定确定, 不合格的必须重新拧紧, 直至合格为止。( 内部支撑图附后)
模板支架的计算:
( 1) 、 顶板模板体系
顶板模板系统均采用厚15mm的竹胶模板, 模板主楞采用75×150mm方木; 次楞: 板厚1000mm时, 采用100×100mm方木( 间距300mm) ; 满堂脚手架( φ48×3.5mm碗扣式脚手架) 模板支撑体系, 立杆纵向间距均为600mm, 横向间距均为900mm, 横杆布距1200mm; 立杆底部设置调节支座, 顶端设置顶托, 主楞纵向放置在顶托上。模板支架四面竖向设置八字斜杆, 并在每排每列设置一组专用斜杆。
顶板模板体系计算书
①、 设计荷载
根据顶板的厚度情况, 板的模板体系主要以厚度为1000mm的顶板进行验算。
钢筋混凝土自重: ( 24+1.1) KN/m³×1=25.1KN/㎡
模板自重: 0.35 KN/㎡
施工人员、 设备荷载及振捣混凝土产生的荷载: 3 KN/㎡
组合设计荷载为:
F1=( 25.1+0.35) ×1.2+3×1.4=34.74KN/㎡
F1=( 25.1+0.35) ×1.2=30.54KN/㎡
②、 顶板模板验算
a、 顶板模板线荷载为:
q1= F1×1=34.74×1=34.74KN/m
q2= F2×1=30.54×1=30.54KN/m
b、 验算抗弯强度
模板可看作多跨连续梁, 查表得:
M=0.107 q1L2=0.107×34.74×3002=0.34×106N.mm
σ=M/W=3.4×105/(bh2/6)=3.4×105/(100×152/6)=9.09N/mm2<[σ]=15N/mm2c、 验算抗剪强度
V=0.607 q1L=0.607×34.74×0.3=6.474KN
ζ=3V/2bh=3×6.474×103/( 2×1000×15) =0.65KN/mm2<[ζ]= 1.6N/mm2;
d、 验算挠度
竹胶板E=9.9×106 N/mm2
I=bh3/12=1000×153/12=281×103
ω=0.632q2L4/100EI=0.632×30.54×3004/( 100×9.9×103×281×103) =0.56mm<[ω]=L/250=0.75mm;
③、 次楞验算
次楞采用100×100mm方木
I=bh3/12=100×1003/12=833×104 mm4
W=bh2/6=100×1002/612=167×103 mm3
E=9×103 N/mm2
q1= F1×0.3=34.74×0.3=10.422 KN/m
q2= F2×0.3=30.54×0.3=9.162 KN/m
a、 验算抗弯强度
次楞按多跨连续梁计算, 查表得:
M=0.107 q1L2=0.107×10.422×3002=924×103N.mm
σ=M/W=924×103/167×103=5.5N/mm2≤[σ]=13 N/mm2;
b、 验算挠度
ω=0.632q2L4/100EI=0.632×9.162×9004/( 100×9×103×833×104) =0.51mm<[ω]=L/400=2.25mm;
④、 主楞验算
主楞采用75×150mm方木
I=bh3/12=75×1503/12=2109×104 mm4
W=bh2/6=75×1502/6=281×103 mm3
E=9×103 N/mm2
线均布荷载为:
q1= F1×0.9=34.74×0.9=32 KN/m; ( 验算抗弯强度用)
q2= F2×0.9=30.54×0.9=27.486KN/m; ( 验算挠度用)
a、 验算抗弯强度
主楞按多跨连续梁计算, 查表得:
M=0.107 q1L2=0.107×32×6002=1233×106N.mm
σ=M/W=1233×103/281×103=4.4N/mm2≤[σ]=13 N/mm2;
b、 验算挠度
ω=0.632q2L4/100EI=0.632×27.486×6004/( 100×9×103×2109×104) =0.12mm<[ω]=L/400=1.5mm;
⑤、 支架验算
模板支架采用碗扣式脚手架( φ48×3.5mm)
I=1.22×104
W=5080 mm3
E=2.05×105 N/mm2
A=489 mm2
a、 验算抗压强度
一根立杆的荷载为:
P=F×0.6×0.9=34.74×0.6×0.9=19.2KN
立杆承载性能:
σ=P/A=19.2×103/489=39.3N/mm2<[σ]=205 N/mm2;
b、 碗扣节点承载力按下式验算:
P≤Q(下碗扣抗剪强度设计值, 取60KN)
P=19.2KN<60KN;
c、 验算稳定性
回转半径i=1.58cm L=1200 λ=L/i=1200/15.8=76<250
查表得: ψ=0.744
σ=33.3 N/mm<ψ[σ]=0.744×205=205 N/mm2
因此, 顶板模板支撑系统能满足荷载要求
(2)、 侧墙模板体系
侧墙模板体系构造设置
①、 侧墙采用φ48×3.5mm钢管、 扣件、 顶托与顶板满堂碗扣式脚手架组合成模板系统。模板采用2440×1220×15mm的竹胶板, 主楞采用75×150mm方木( 水平间距600mm) , 次楞采用70×70mm方木( 纵向间距250mm) , 主楞由顶托支撑固定于满堂支架上。根据主体结构施工步序和结构施工方法要求, 侧墙的最大浇注高H=6.24m。
②、 侧墙模板体系计算书
混凝土侧压力
侧墙作用于模板的侧压力按下列两公式计算, 取较小值:
F=0.22λct0β1β2v1/2①
F=λcH ②
其中, λc取24 KN/m3; 混凝土温度25℃, t0=200/( 25+15) =5;
β1取1.2; β2取1.15; 混凝土浇注速度v取1.5m/h; 侧墙浇注最大高度H=6.24mm。
混凝土的侧压力为:
F=0.22×24×5×1.2×1.15×1.51/2=44.62 KN/m2 ①
F=24×6.24=149.76 KN/m2 ②
根据计算结果, 取较小者, 故取F=44.62 KN/m2
混凝土有效压头高度: h=F/λc=44.62/24=1.86m
考虑倾倒混凝土时对侧模产生水平荷载标准值为4KN/m2
组合设计荷载为:
F=44.62×1.25+4×1.4=59.14KN/m2 ( 验算抗弯强度用)
F=44.62×1.2=53.54 KN/m2 ; ( 验算挠度用)
侧墙模板验算
取1m宽模板为研究对象, 线荷载为:
q1= F1×1=59.14 KN/m; ( 验算抗弯强度用)
q2= F2×1=53.54KN/m; ( 验算挠度用)
验算抗弯强度
侧墙模板按多跨连续梁计算, 查表得:
M=0.107 q1L2=0.107×59.14×2502=0.4×106N.mm
σ=M/W=0.4×106/( bh2/6) =0.4×106/( 1000×152/6)=10.55N/mm2<[σ]=15 N/mm2;
验算抗剪强度
V=0.607 q1L=0.607×59.14×0.25=8.97KN
ζ=3V/2bh=3×8.97×103/( 2×1000×15) =0.9KN/mm2<[ζ]= 1.6N/mm2;
验算挠度
竹胶板
E=9.9×103 N/mm2
I=bh3/12=100×153/12=281×103 mm4
ω=0.632q2L4/100EI=0.632×53.54×2504/( 100×9.9×103×281×103) =0.48mm<[ω]=L/400=0.625mm;
次楞验算
次楞采用70 mm×70mm
E=9×103 N/mm2
I=bh3/12=70×703/12=200×104 mm4
W=bh2/6=70×702/6=57×103 mm3
线均布荷载为:
q1= F1×0.25=59.14×0.25=14.79 KN/m; ( 验算抗弯强度用)
q2= F2×0.25=53.54×0.25=13.39KN/m; ( 验算挠度用)
验算抗弯强度
次楞按多跨连续梁计算, 查表得:
M=0.107 q1L2=0.107×14.79×6002=570×103N.mm
σ=M/W=570×103/57×103=10N/mm2<[σ]=13 N/mm2;
验算挠度
ω=0.632q2L4/100EI=0.632×13.39×6004/( 100×9×103×200×104) =0.61mm<[ω]=L/250=1.5mm;
σ=43.54 N/mm2<¢[σ]=0.744×205=152.52 N/mm2;
因此, 侧墙模板支撑系统能满足荷载要求。
3、 钢筋工程
( 1) 、 钢筋加工
所有进场钢筋除具有出厂质量证明书外, 还需按规定抽取试样做机械性能试验, 合格后方可使用。钢筋加工时, 放样决定下料长度及其形状, 并严格保证形状符合设计要求。
( 2) 、 钢筋安装和绑扎
钢筋按施工缝的位置划分成段进行安装施工。安装和绑扎钢筋时根据需要搭设临时脚手架, 以防操作人员上下来回践踏钢筋。
钢筋绑扎按先下后上、 先外后里的顺序进行, 对纵横相交的, 在适当部位采用点焊与钢筋支架焊牢。
底板钢筋保护层垫块用与砼相同级配的砂浆制作, 侧墙内外侧钢筋保护层厚度在钢筋支架节点外采用φ16环向筋控制。φ16环向筋不但位置要准确, 而且必须很绑扎牢固, 要经过它控制侧墙模板的位置。
人行通道工字钢之间及工字钢与连接筋, 隧道主筋之间的焊接均采用双面焊, 被通道所切断的隧道主筋在与工字钢架连接处应完好焊接, 使钢架与隧道主筋连成一整体。
对所有安装成型的钢筋, 要进行技术复核, 对其位置、 标高、 长度, 特别要对绑扎的牢固程度进行检查, 防止浇筑砼时钢筋位置、 形状发生变化。
4、 变形缝施工
变形缝是防水工程中的薄弱环节, 防水处理比较复杂。如处理不当而引起渗漏水现象会直接影响地下工程的正常使用和寿命。因些在施工中要仔细认真、 一丝不苟。
( 1) 、 对止水带的要求
应用于变形缝中的止水带必须具有一定的防水能力, 能与结构部分牢固地结合, 其耐久性与结构所用材料的耐久性相适应, 并具有适应结构变形, 在变形范围内不开裂、 不折断等性能。
止水带在使用前应严格检查, 确无损坏和孔眼等, 方可使用。
止水带在拐角处要做成直径15cm以上的大圆角, 止水带的接槎不得在拐角处。
( 2) 、 施工方法
①、 止水带采购时, 尽量要求厂家按设计要求的尺寸做成不留接槎的整体止水带。确实需要焊接的应由厂家派专业人员进行, 焊接步骤如下:
将准备焊接的止水带的两端分别削去搭接面的中心圆孔、 足节及翼缘高出部分, 然后用锉将搭接面锉成毛面, 并涂上一层胶粘剂, 使汽油渗入止水带内部, 并放置在通风良好处使其干燥后, 将混炼胶薄片粘贴在其中一端的搭接部位上, 再将另一端的搭接部分重叠之, 以待加压热接, 接着将两块钢板加热到800C左右, 把搭接部位置于两块钢板中间, 将螺栓拧紧, 然后加热到100-1300C(受热钢板表面温度)。加热过程中两面必须重复烤热, 一定要均匀。加热10-15min后取下一块由接头流出的混炼胶, 并用手拉直, 检查其弹性, 弹性好, 即焊接合格, 则停止加热, 放置15-20min, 使其冷却后, 拆卸钢板即可。
②、 在支设模板时, 把止水带的中部夹于端模上, 同时将沥青木丝板钉在端模上, 并把止水带翼边用上下两片钢筋网夹平, 再绑扎或点焊于侧墙钢筋上, 然后浇筑砼, 待砼达到一定强度后, 拆除端模并把止水带的另一翼边同样用钢筋网夹平固定, 以防止水带翘曲变形, 再浇筑另一侧的砼, 在止水带的转角上, 应特别注意要平顺过度, 以防因止水带施工不当造成渗漏水。
(3)、 各施工缝处的防水施工
①、 底板施工缝防水施工
底板施工逢防水施工时, 先对预留搭接部位进行临时保护, 再去掉临时保护层并进行防水材料的搭接。
②、 侧墙施工缝防水施工
侧墙施工逢防水施工时, 先埋设多次性注浆管, 再第二步: 铺设遇水膨胀止水胶。
③、 顶板施工缝防水施工
顶板施工逢防水施工时, 先对预留搭接部位进行临时保护, 再第二步施做施工缝部位防水加强层并立即粘贴聚酯布增强层, 最后完成防水层的搭接。
5、 防水混凝土工程
泵送混凝土施工是以混凝土输送泵的压力将塑性混凝土经输送管道送到浇筑地点的施工方法。它机械化程度高、 水平运输与垂直运输同时进行、 输送混凝土量大、 连续浇筑具有节省人工、 减轻劳动强度、 提高生产效率、 加快施工进度等优点, 本工程隧道箱体砼采用泵送, 泵送注意事项如下:
泵送防水混凝土配合比。
泵送防水砼可参考普通防水混凝土配合比的技术参数, 还应同时
考虑下列因素选定配合比:
( 1) 、 确定适宜的砂率。泵送工艺要求较大的砂率, 以获得良好的可泵性, 因此可能超过防水混凝土砂率的限值, 但不宜过大, 以不超过50%为宜, 避免影响防水混凝土的强度的抗渗性下降。
( 2) 、 泵送防水混凝土的坍落度。
箱体施工时采用110~130mm坍落度, 能取得较好的施工效果。
坍落度过小, 拌合物干涩, 管道内摩擦阻力加大, 得不到较好的可泵性, 坍落度过大, 混凝土拌合物易在输送管道内产生离析泌水现象, 使骨料在管道接头或转弯处堆积滞留, 形成堵管, 影响泵送。在不影响混凝土强度和抗渗性的前提下选择适宜泵送的最佳坍落度。
防水混凝土碎石最大料径不超过40mm, 适用于泵送工艺。但要注意碎石最大粒径与混凝土输送管道内径之比, 宜小于或等于1: 3, 且经过0.315mm筛孔的砂应不少于15%。这样能够减小摩阻力, 延长混凝土输送泵及输送管道的寿命。
( 3) 、 添加HEA型砼膨胀剂( 掺入时占水泥用量6~8%等量代替水泥)
6、 后浇带施工方案
后浇带是一种混凝土刚性接缝, 适用于后期变形趋于稳定的结构。可与留置施工缝结合起来, 但必须严格做好, 保证抗渗性能。后浇带施工要点:
( 1) 、 后浇部位的混凝土应采用补偿收缩混凝土, 强度等级为C40。
( 2) 、 后浇混凝土与两侧先浇混凝土的施工间隔时间42天。这期间两侧先浇砼体积收缩变形已趋于稳定, 些时再浇筑后浇带混凝土, 在两侧先浇砼及钢筋的限制作用下, 后浇的补偿收缩混凝土膨胀产生相向变形, 使混凝土内部密实, 且因膨胀而与两侧先浇混凝土相接密合, 成为整体的、 无变形缝的结构。
( 3) 、 后浇带浇筑前, 将两侧先浇混凝土表面凿毛、 清洗干净, 并保持湿润, 再行浇筑。后浇带混凝土浇筑后, 保持湿润养护一个月。
( 4) 、 后浇混凝土施工温度应低于两侧先浇混凝土施工时的温度, 并宜选择在一天中最低气温时施工。减小混凝土的冷缩变形。混凝土的冷缩变形不但与本身水化热的散失有关, 还同外界气温的降低有关。由于两侧先浇混凝土冷缩变形已趋于稳定, 后浇混凝土在较低气温季节施工, 能够减少一部分混凝土内部的温升, 降低混凝土内部最高温度与稳定温度( 外界平均气温) 的差值, 减小内部混凝土与外层混凝土之间的温度梯度, 从而减少或避免因限制下的冷缩变形而产生的裂缝, 有效地保护后浇缝施工质量。
二、 结构防水
( 一) 、 防水设计原则和防水标准
1、 主体结构的防水设计应遵循”以防为主, 刚柔结合, 多道防线, 因地制宜, 综合治理”的原则。重点强调顶板和边墙的防水效果。
2、 确立钢筋混凝土结构自防水体系, 即以结构自防水为根本, 施工缝、 变形缝等接缝防水为重点, 辅以附加防水层加强防水。
3、 隧道的防水等级应为一级, 不允许出现渗水, 结构表面无湿渍。
4、 结构应采用防水混凝土, 其抗渗等级不低于P8。对有侵蚀性地下水的地段, 混凝土的抗侵蚀系数不得低于0.8。
( 二) 、 特殊部位的处理方法:
( 1) 、 施工缝分为水平纵向和环向施工缝, 环向施工缝间距不宜大于30m, 施工缝均采用宽度300mm, 厚3mm的镀锌钢板进行防水处理。
( 2) 、 诱导缝底板侧墙均采用350mm宽中埋式钢边橡胶止水带, 350mm宽背贴式止水带进行密封处理。顶板外侧骑缝涂刷1mm厚聚氨酯涂膜防水层, 在粘贴聚酯布增强层, 骑缝涂刷2.5mm厚聚氨酯防水层, 最后粘贴500mm宽1.5mm厚合成高分子预铺防水防水卷材。
( 三) 、 砼结构自防水
1、 明挖区间的主体结构采用防水砼。
2、 防水混凝土的抗渗等级不得小于P8;
3、 结构厚度不得小于25cm;
4、 结构裂缝的宽度不得大于0.3mm, 且不得出现贯通裂缝。
( 四) 、 柔性防水层
隧道主体结构采用全外包防水做法, 顶板采用2.5mm厚的单组分聚氨酯涂膜防水层。侧墙和底板防水层均采用厚1.5mm的预铺式冷自粘合成高分子防水卷材。
聚氨酯涂膜防水层施工完毕并经过验收合格后, 应及时施做防水层的保护层, 平面保护层采用30mm厚的细石混凝土, 在浇筑细石混凝土前, 需在防水层上覆盖一层纸胎油毡隔离层。立面防水层采用厚度不小于7cm的PE泡沫塑料或聚苯板进行保护。