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Ⅲ级围岩仰拱及仰拱填充施工作业指导书
1、合用范围
本作业指导书合用于仲家山隧道进口Ⅲ级围岩仰拱及仰拱填充施工；可作为时速200km/h以上及客运专线铁路隧道仰拱及仰拱填充施工参考。
2、目的
明确仲家山隧道进口仰拱及仰拱填充施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范铁路隧道仰拱及仰拱填充施工作业。
3、编制依据
1、《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准》（铁建设 [2023]08号）；
2、《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2023；
3、《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》TB10424-2023；
4、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设[2023]157号；
5、《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》 （铁建设函[2023]285号）；
6、《施工图设计文献》。
4、基本规定
1、所用原材料的品种、规格必须满足规范和设计规定。
2、高性能耐久、防水混凝土各项指标必须满足设计和规范的规定。
3、施工前，其中线、高程、断面等尺寸应符合规范和设计规定。
4、仰拱应及时施作，开挖长度不超过12m。
5、仰拱及仰拱填充混凝土应分开浇筑。
6、仰拱施工前，应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除干净，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填。
5、施工准备
5.1技术准备
5.1.1仰拱施工时间的拟定
根据隧道施工新奥法原理，仰拱应尽早及时施作，紧跟掌子面，但又不能干扰掌子面开挖、支护作业，可视现场实际情况适时施作仰拱。一般情况下，Ⅲ级围岩不得超过90米。
5.1.2隧底断面检查
在仰拱施工前，技术人员应组织测量人员对隧道隧底断面进行检查，以保证仰拱厚度。如隧底有初期支护的，应在初期支护施工时保证尺寸符合设计规定。
5.1.3选定配合比
Ⅲ级围岩仰拱采用C30耐久性素混凝土；仰拱填充采用C20素混凝土；衬砌混凝土抗渗等级不得低于P8。在仰拱施工前，实验室应按现行的有关规定，选定经济合理可行的配合比。
5.1.4 测量放样
在仰拱施工前，应按设计现场测放出预浇筑段仰拱及仰拱填充的定位桩及高程：隧道中线桩、左右边桩、内轨高程（每10m一点），以利于仰拱及仰拱填充模板及沟槽定位。
5.2材料及机具准备
5.2.1仰拱栈桥
隧道仰拱及仰拱填充混凝土分开浇筑。为不干扰和影响掌子面的开挖和支护作业，采用仰拱栈桥辅助施工作业。根据每循环仰拱及仰拱填充混凝土浇筑长度不同，选用不同长度的栈桥，一般情况下，长度以12m为宜，配置2副（4片）。栈桥采用32a工字钢制作，必须保证足够的刚度和稳定性。栈桥制作材料及尺寸见图一所示。

图一、仰拱栈桥
5.2.2仰拱及仰拱填充模板
根据设计文献中仰拱及仰拱填充混凝土尺寸，场外预制好仰拱及仰拱填充模板。为保证模板的刚度和稳定性，挡头模板采用钢板制作成分块小钢模，肋采用角钢加固，仰拱模板为方便止水带的安装，止水带安于止水带上下两片模板中间。模板图见下图
图二：仰拱顶模：

仰拱顶模示意图

图三、仰拱及仰拱填充模板

图四、模板横断面图（仰拱端头中埋式橡胶止水带安装断面示意图）

5.2.3 其他机具
在仰拱施工前，除以上机具外还必须准备好以下其他施工机具：混凝土全自动搅拌站1座、混凝土运送车4辆、插入式振动器4台、溜槽1副、装载机1辆、挖掘机1辆。并对机械进行检修及试运营等工作，以保证施工中机械正常运营。需配置的机具见表一。
5.3原材料
在仰拱施工前，应对原材料进行检查，如水泥、粉煤灰、钢材、砂、石、水、外加剂等。材质必须满足设计和规范规定，对不合格的材料严禁使用，并及时清除出施工场地，以免混用。
5.4人员准备
仰拱及仰拱填充施工前，相关施工人员必须进场，除了必要的搅拌站及汽车等车辆司机外，混凝土浇筑作业人员不宜少于10人。并对其进行安全教育、技术培训，使其熟悉有关施工工艺流程、技术标准和注意事项。相关作业人员数见表一。
表一、隧道仰拱及仰拱填充施工机具及作业人员配置一览表
序号
机具名称
作业工序
规格及型号
数量
作业人员数
1
混凝土搅拌站
拌制混凝土
HZN120E
1
3
2
混凝土罐车
运送混凝土
载重8m3
4
4
3
栈桥
/
自制
4
/
4
溜槽
浇筑混凝土
自制
1
2
5
插入式振动器
振捣混凝土
ZN-70
4
4
6
挖掘机
移动栈桥
PC-220
1
1
7
装载机
移动栈桥
ZLC50C
1
1
8
/
电工
/
/
1
9
/
模板安装，脱模
/
/
6
10
/
混凝土灌注
/
/
6
6、施工工艺
6.1工艺流程
仰拱及仰拱填充施工工艺流程框图见图三。

图三、仰拱及仰拱填充施工工艺流程框图
无碴轨道仰拱填充预留30cm找平层，其余工艺流程与有碴轨道相同。

6.2施工工艺要点
6.2.1仰拱模板、止水带的安装及加固
⑴仰拱模板采用定型钢模，模板安装前，根据测量桩在隧道两侧边墙上用红油漆标出模板位置，安装外贴式橡胶止水带，外贴式橡胶止水带在环向方向伸出混凝土表面不小于30 cm，然后挂线安装仰拱模板，以保证模板线条平直。模板安装好后，根据测量放出的水平点用水平管打标高，用红油漆在模板上标出仰拱混凝土顶面标高，保证仰拱混凝土顶面坡度平顺。模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。模板安装好后，采用钢管支撑并加固，紧贴在模板上的钢管架应做成横带、竖带形式，运用钢管扣将钢管架连成整体，最后支撑于未开挖的隧底岩石上，如前面已开挖，应在隧底竖向打钢筋头，然后撑在钢筋头上，以保证支撑稳固。模板安装必须稳固牢固，接缝严密，不得漏浆。
⑵仰拱端头下块模板安装好后，安装中埋式橡胶止水带并固定仰拱端模上块模板（不得用钉子或铁丝等物将止水带穿孔），止水带在环向方向伸出混凝土表面不小于30 cm，止水带接缝平整、牢固、不得有裂口和脱胶现象，并不得有穿孔，混凝土浇筑前应校正止水带位置，保持其位置准确、平直。
⑶待仰拱端头模板安装完毕后，拼装仰拱顶模。
6.2.2浇筑仰拱混凝土
通过自检、监理工程师检查合格后，开始浇筑仰拱混凝土。混凝土采用混凝土搅拌站集中拌制，通过输送车运送，人工摊铺，由已浇筑一端向另一端摊铺，并由仰拱中心向两侧对称进行。当距离较远时，混凝土从运送车出来后采用溜槽辅助施工。采用插入式振捣器振捣，振捣方法：开动振动棒，振捣手握住振捣棒上端的软轴胶管，快速插入混凝土内部，振捣时，振动棒上下略为抽动，振捣时间为20～30秒，但以混凝土面不再出现气泡、不再显著下沉、表面泛浆和表面形成水平面为准。使用插入式振动器应做到快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，按顺序进行，不得漏掉，做到均匀振实。移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为30～40 cm），靠近模板距离不应小于20 cm。振捣上一层时应插入下层混凝土面5～10 cm，以消除两层间的接缝。混凝土应连续浇筑，如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕。超过2小时应按施工缝解决。仰拱两侧浇筑到设计标高后，待混凝土初凝前，安装中埋式钢边止水带及接茬筋。
6.2.3安装中心沟和仰拱填充模板
待仰拱混凝土终凝后，混凝土强度达成5MPa以上，开始进行仰拱填充施工。
⑴测量放线，定出隧道中线、设计标高，挂线（或用红油漆在仰拱面标出）；人工安装中心沟模板（预留中心水沟沟身宽度）。
⑵安装仰拱填充模板，其方法和环节与安装仰拱模板相似。
6.2.4浇筑仰拱填充混凝土
通过自检、监理工程师检查合格后，开始浇筑仰拱填充混凝土，其方法和环节与灌注仰拱混凝土相同。
仰拱填充混凝土收面是项关键工序，采用滚筒式收面法，可以保证混凝土面坡面平顺、水流畅通。运用100mm的钢管制作成滚筒，长度为半幅仰拱填充面宽，两端用12mm的钢筋焊成套管拉手；收面时，两人拖动滚筒各一端，运用其自重将混凝土面压平。待混凝土初凝后，人工再次收面，将混凝土面摸平顺、光滑。
另一方面，仰拱填充面中心排水沟的施工亦极为重要，若施工不妥，排水沟则不平顺，排水不畅。在混凝土初凝前，用200mm（根据设计尺寸规定）的钢管进行压沟，钢管长度应根据每次浇筑长度而定，压沟之前，应标示出中线位置。
6.2.5混凝土拆模及养护
⑴拆除非承重模板时，混凝土强度不得低于2.5MPa，并应保证其表面及棱角不受损伤。
⑵混凝土浇筑完毕后，应按施工技术方案及时采用有效的养护措施，并应符合下列规定：
①应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护；
②混凝土浇水养护的时间大于14天；
③浇水次数应能保持混凝土处在湿润状态；混凝土养护用水应与拌合用水相同，水温应与环境气温基本相同；
④采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的所有表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水；
⑤混凝土强度达成5MPa前，不应在其上安装模板及支架；混凝土强度达成设计强度的100％后方能允许车辆通行；
⑥当环境气温低于5℃时不应浇水。
6.2.7仰拱填充混凝土与仰拱混凝土不得同时浇筑，且施工缝应错开0.5～1.0m距离，形成台阶式。
7、仰拱及仰拱填充施工质量规定
隧道仰拱及仰拱填充施工各项标准应符合现行铁路验收标准：
⑴仰拱及仰拱填充混凝土所用的水泥、外加剂、细骨料、粗骨料等原材料检查应符合规定。
⑵混凝土强度等级必须符合设计规定，隧道衬砌应采用同条件养护试件检测结构实体强度。仰拱混凝土抗压强度标准条件养护试件的实验龄期为56d，混凝土强度试件应在混凝土的浇筑地点随机抽样制作。隧道仰拱每200m应采用同条件养护试件检测结构实体强度1次。试件的取样与留置必须符合下列规定：
①每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样不得少于一次。
②每工作班拌制的同一配合比的混凝土局限性100盘时，取样不得少于一次。
③现浇混凝土的每一结构部位，取样不得少于一次。
④每次取样应至少留置一组试件。
⑤标准条件养护试件的留置组数应按设计规定、相关标准规定和实际需要拟定。
⑶仰拱及仰拱填充厚度及各部尺寸应符合设计规定。
⑷施作仰拱混凝土前必须清除隧底虚碴、淤泥、积水和杂物，超挖部分应采用同级混凝土回填。仰拱混凝土应分段连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。
⑸仰拱应及时施作，开挖长度不超过12m。
⑹仰拱顶面高程和曲率应符合设计规定，高程允许偏差为±15 mm。
⑺仰拱及仰拱填充混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀，不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷，且不积水。
⑻仰拱填充混凝土不得与仰拱混凝土同时浇筑，仰拱填充混凝土浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水。表面解决应符合设计规定。
8、安全及质量措施
8.1安全措施
⑴加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全意识。
⑵按新奥法施工原理，仰拱超前，衬砌紧跟。
⑶仰拱及时施作，开挖长度不超过12m。
⑷车辆通过仰拱栈桥时，由安全员负责指挥通过。
⑸制定安全施工应急预案，平常做好应急物资储备。
⑹配备专职电工，严禁非电工人员接线。
⑺当掌子面有爆破作业时，所有人员必须撤离至安全距离。
8.2质量措施
⑴加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的质量意识。
⑵加强对水泥、粉煤灰、砂、石、外加剂等原材料的进场验收，严禁使用不合格材料，并及时清退出场。
⑶现场技术人员加强施工过程控制:
① 仰拱及仰拱填充混凝土及预埋件的尺寸、标高必须符合设计规定；
② 混凝土浇筑过程旁站；
③ 混凝土及时按规定进行养护；
⑷每循环进行测量放样，定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等因素对控制点的损害。
9、注意事项
⑴新建隧道为电气化铁路，混凝土中有较多预埋件及孔洞，施工中应仔细看清设计图纸，统筹安排，避免漏掉。
⑵仰拱混凝土强度低于5MPa时，不得进行仰拱填充施工。
⑶隧道在整个施工过程中，其作业环境应符合下列职业健康及安全标准：
①空气中氧气含量，按体积计不得小于20%；
②粉尘永许浓度，每立方空气中具有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每立方空气中具有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg；
③有害气体最高允许浓度：一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；二氧化碳按体积计不得大于0.5%；氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；
④隧道内气温不得高于28℃；
④ 隧道内噪声不得大于90Db。
⑷仰拱及仰拱填充混凝土应整幅浇筑，不得半幅施工，保证混凝土的整体性。
⑸仰拱填充混凝土不得与仰拱同时浇筑。
⑹隧道施工作业地段必须保证足够的照明。不安全因素较大的地段应加大照度。在重要交通道路、洞内抽水机站应设立安全照明。