隧道模注混凝土衬砌施工工艺(隧道工艺标准系列之七)

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(JTJ001－97)。

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(JTGD70－2004)。

7.1.2.4公路工程抗震设计规范(JTJ004－89)。

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(JTGF80/1-2004)。

7.2 术语

7.2.1 活封口

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，边灌筑边铺封口模板，并进行人工捣固，最后堵头，这种封口称为活封口。

7.2.2 死封口

当两段衬砌相接时，纵向活封口受到限制，此时只能在拱顶中央留出一个500×500mm的缺口，待后进行图7.2.2所示的封顶。此种封口称为死封口。

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。

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）

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200m。

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Φ18～22；箍筋采用光面钢筋：规格为Φ6～12。

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200m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。