二次衬砌专项施工方案

中铁五局南龙铁路扩能改造工程NLZQ-3标

隧道工程二次衬砌施工方案

一、工程概况

中铁五局改建铁路南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-3标，共有5座隧道。隧道共长15067.22m，其中明洞及洞门长度242.21m，另有斜井395m。

分别为三明北隧道DK62+284～DK72+485.09，隧道全长201.09m；城关隧道DK62+905～DK70+211，隧道全长7306m，斜井395m；余厝隧道DK70+293.2～DK72+557，隧道全长2263.8m；上头隧道DK73+165～DK74+226，隧道全长1061m；北山隧道DK74+900.29～DK79+135.62，隧道全长4235.33。

隧道衬砌总长度15067.22m，斜井衬砌长度90m。

衬砌断面分为有碴断与无碴断面两种形式，二衬厚度35～70cm，设双侧水沟、电缆槽及中心排水沟。衬砌断面都为曲墙断面形式，除Ⅱa衬砌不设仰拱外其他各型衬砌断面均带有仰拱。

建筑材料，拱部边墙C30砼、C35钢筋砼，底板C35钢筋砼，仰拱C30砼、C35钢筋砼，仰拱填充C20砼，水沟电缆槽身C30砼。

Ⅱa衬砌底板设有双层钢筋，Ⅳc、Ⅴb、Ⅴc衬砌全断面设有双层钢筋。

拱墙二次衬砌与初期支护间设防水板加土工布，防水板后环向设置φ50mm打孔波纹管，纵向间距8～10m。隧道两侧边墙脚外侧设置纵向HDPE/96双壁打孔波纹管。

拱部边墙、仰拱环向施工缝处设置中埋式橡胶止水带、遇水膨胀止水胶。纵向施工缝处设置界面剂、遇水膨胀止水胶，素混凝土纵向施工缝处设接荐钢筋，双排φ16，长度0.6m，单侧每延米4根。

二、二衬施工方案

隧道二次衬砌采用整体式液压衬砌台车施工，台车长度12m，

不设小边墙，拱部边墙一次浇筑成形。

砼采用自动计量的拌和站集中供应，搅拌运输车运送，输送泵泵送入模，插入式与表面式振捣器捣固。仰拱、底板超前二衬施工。

下锚段及附属洞室采用钢拱架小模板衬砌。

初期支护工序完成后，洞内施工顺序：仰拱（底板）、仰拱填充、排水管、土工布、防水板、钢筋绑扎、二衬混凝土、水沟电缆槽。

三、施工方法及工艺

1、仰拱与填充施工

仰拱施工超前拱墙衬砌，全幅一次灌筑，不得分幅施工。仰拱超前防水层铺设的距离保持在2倍以上的二衬循环作业长度。Ⅴ级软弱不稳定围岩施工时，仰拱每次开挖进尺不大于3m，距开挖面不超过40m。

仰拱和填充分开施工，不得同时进行，为解决施工干扰，采用仰拱栈桥施工。钢栈桥采用I40a工字钢焊接组拼而成，长度12m，以保证仰拱最大施工长度可达10m。

仰拱施工高度至填充面两侧水平处，填充一次施工至设计标高，填充中部的中心排水沟在填充完后立模浇筑。仰拱模板及填充模板采用钢模板，分开制作，仰拱纵向钢筋不考虑节与节之间的连接。各围岩级别仰拱厚度不同，需制作不同仰拱模板，各围岩级别填充模板通用，但有碴、无碴不同。仰拱止水带的固定通过仰拱模板上下块间的通缝固定。

仰拱施工范围图仰拱模板图

填充模板图

填充两侧模板及仰拱盖顶模图

1）仰拱混凝土工艺

（1）测量放样，由内轨顶标高，反算仰拱基坑底标高；

（2）采用挖掘机一次性开挖到位（全断面开挖爆破一次到位，暂不出碴），人工辅助清理底部浮碴杂物；

（3）将上循环仰拱混凝土接头凿毛处理，按设计要求安装仰拱钢筋，并预留与边墙衬砌连接筋；

（4）自检合格后，报监理工程师隐蔽检查并签证，混凝土输送车运输灌筑，插入式振动棒捣固。为能尽早便于行车，采用早强型混凝土。

2）施工要求

（1）施工前，应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填。

（2）仰拱超前拱墙二次衬砌，其超前距离保持2倍以上衬砌循环作业长度。

（3）仰拱的整体浇筑采用防干扰作业平台保证作业空间；仰拱成型采用浮放模板支架。

（4）仰拱混凝土整体浇筑，一次成型。

（5）填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑，不得同时浇筑。仰拱拱座与墙基同时浇筑，排水侧沟与边墙同时浇筑。

（6）仰拱施工缝和变形缝作防水处理。

（7）膨胀岩性地段，开挖后及时施作仰拱。

（8）填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，填充混凝土强度达到设计强度的100％后允许车辆通行。

2、底板施工

底板施工超前拱墙衬砌，以中心排水沟为界分左右幅施工，无需栈桥。底板厚30cm，下设找平层厚10cm，施工时先浇筑找平层C20砼，然后立模，绑扎钢筋，浇筑底板C35砼，底板横向施工缝设中埋式止水带。

底板模板采用[30槽钢。

3、中心排水沟施工

有仰拱地段，中心排水沟在仰拱及填充完成后进行。有底板地段，要先施工中心排水沟。

中心排水沟施工要加工沟身内侧的大块钢模，中心排水沟墙身及底板设有单层钢筋。

仰拱及填充完成后，清理预留沟槽内杂物，绑扎钢筋，安装钢模，进行砼浇筑。

有底板地段，在浇底板前，进行中心排水沟沟槽开挖，然后绑扎钢筋浇筑砼，为加快进度可以和底板砼同时浇筑。

为运输方便，中心排水沟沟墙施工完后，可盖上预制盖板。

中心排水沟断面及模板图

4、防排水施工

拱墙二次衬砌与初期支护间设防水板加土工布，防水板后环向设置φ50mm打孔波纹管，纵向间距8～10m。隧道两侧边墙脚外侧设

置纵向HDPE/96双壁打孔波纹管。

1）防水板铺设工艺流程

工艺流程见“防水板铺设施工工艺流程图”

防水板铺设施工工艺流程图

2）铺设前基面平整

检查喷锚的平整度，控制其宽深比小于10∶1，超出规定的要抹平补喷砼找平。

3）排水盲沟安设

盲沟在初期支护施作完成之后，防水板铺设之前安装，结合施工缝布置，设置盲沟。纵向排水管一个衬砌台车位两侧断开，直接接入侧沟；环向盲沟纵向间距一般8～10m，并根据地下水发育情况调整，纵向盲沟两端及环向盲沟下端进行圆弯接入隧道侧沟；纵、环向盲沟均采用塑料排水盲沟外包土工布。盲沟用环箍固定于初期支护表面。其安装示意图如下图所示。

纵、环向排水管安装示意图

4）土工布铺设

用简易台车将单幅土工布固定到预定位置，然后用专用热熔衬垫及射钉枪将无纺布固定在喷射混凝土上。专用热熔衬垫及射钉按梅花形布置，拱部间距0.5～0.8m，边墙间距0.8～1.0m，铺设要松紧适当，能紧贴喷射混凝土表面，不致因过紧被撕裂，过松土工布褶堆积形成人为蓄水点，土工布幅间搭接宽度不小于5cm。

5）防水板铺设

防水板在施工时逐环顺序进行，墙拱防水板铺设时，在隧道拱部标出隧道中线，再使防水板横向中线与这个标志重合，立即用压焊机将防水板热合于射钉上，再由拱顶依次向两边铺设。待整幅防水板铺设好并经检查确认固定牢固后，再用热合机顺所留板间接缝搭接部位进行焊接。固定防水板铺设如图所示。

说明：

1、本图尺寸除注明者均以毫米计。

2、纵向、环向盲沟安装于初期支护与防水板间，施

工时应结合模板台车长度将其两端直接弯入侧沟。φ100PVC横向 引水

管没10米左右设置一道（若隧道不设中心排水沟则不设该引 水管），

实际施工时可根据具体工点水量大小适当调整间距。

3、纵向、环向盲沟采用双壁打孔波纹管（外裹无纺布），

固定土工布与防水板示意图

焊接防水板搭接缝：上下循环两幅大幅面的防水板接头处留不小于20cm 搭接幅面，采用ZDR-210型热合机进行焊接，单条焊缝的有效焊缝宽度不小于15mm ，无条件用机焊的特殊部位手工焊接，认真检查，焊接牢固。防水板焊接见“防水板焊接示意图”。

防水板焊接示意图

附属洞室处铺设防水板时，先按附属洞室的大小和形状加工防水板，将其连接在洞室内壁的喷锚支护上，并与边墙防水板连成一个整体。

在防水板熔接部位用空气检测器（检漏器）往两道焊缝间（两端封堵）打气，当气打到0.25Mpa 时，持续10min 内，若压力下降在10%以内，说明焊缝合格，若压力下降过快，说明焊缝不严，则在焊缝上涂检测液，再次充气检测，查出漏气部位，对漏气部位进行补焊。

5、钢筋加工绑扎

洞内衬砌用的所有钢筋全部在洞外弯制加工，洞内绑扎成形，钢筋主筋连接采用套筒连接。钢筋作业在防水板作业完成后进行。

钢筋应有出厂证明和试验报告单，加工前应作抗拉和冷弯试验。对于较复杂的钢筋形状，须在洞外放大样加工。钢筋应避免油污，安装的位置、间距、保护层及各个部位的型号、规格及安装误差均

应符合设计要求。钢筋制作绑扎以交叉点处最为复杂，有各种预埋件时须于钢筋绑扎时一道完成，并用短钢筋固定死。

钢筋骨架不能用铁钉或铁丝固定在模板上，必须用二衬同强度配合比的细石砼或砂浆作垫块，以确保钢筋保护层的厚度。钢筋保护层的厚度不允许有负误差。

仰拱、底板、二衬钢筋均不考虑施工节段之间的连接。

6、二衬施工

洞身衬砌，通过监控量测，在各测试项目显示位移明显减缓并已基本稳定，各项位移达到预计位移量的90%以上，周边水平收敛速度小于0.2mm/d，拱顶垂直位移速度小于0.1mm/d时，确认围岩及初期支护已趋于稳定后，可施作衬砌。

软弱围岩及不良地质地段的二次衬砌要及时施作，二次衬砌距开挖面的距离，Ⅳ级围岩不得大于90m，Ⅴ级围岩不得大于70m。

二衬施工不设小边墙，与仰拱、底板相交处的施工缝设在仰拱、底板顶面处。二衬台车边墙钢模板底部在仰拱、底板顶面上25cm 处，此处以下的25cm高度用木板制作。

二衬端头模板采用钢模板，考虑到二衬厚度不同，钢板按最小的二衬厚度35cm减5cm制作，超挖的外侧及增大的二衬厚度夹5cm 厚的木板封堵堵。

斜井二衬不采用钢模堵头。

二衬施工范围图

二衬堵头模板布置图

二衬堵头模板大样图

二衬堵头模板大样图1）施工工艺流程

二次衬砌施工流程图

2）砼浇筑

洞外拌合站按配比生产砼，砼搅拌运输车运送至灌注地点，由砼输送泵泵送砼入模，插入式振捣器人工捣固

隧道二衬砼施工采用输送泵浇筑，见“泵送灌注砼示意图”。

泵送灌注砼示意图

灌注砼从新旧砼接茬处开始均匀分布灌注，最后在单元体中间位置进行挤压泵送灌注，待砼自挡头板挤出浆来时，稳压持续几分钟，看砼是否灌满，如稳定压力不能再灌入时，说明拱顶已灌满，若稳定压力仍能灌入，则稳压持续到不能灌入为止。

砼施工注意事项：

为保证砼具有良好的密实性、耐腐蚀性、耐久性，达到设计要求的抗压、抗折、抗渗等指标，在开工前，严格进行砼配合比的选配，确定最优配合比方案。

砼两侧对称灌注，保证两侧灌注高差不超过1m，砼灌注过程中注意振捣，防止过捣或漏捣现象出现，保证砼密实，表面光滑，无蜂窝麻面。

砼泵连续运转，输送管宜直，转弯宜缓，接头严密，泵送前润滑管道。灌注结束清理现场，及时检修、保养输送泵和清洗管道，以备下循环使用。

3）砼养护

二衬砼灌注完成后，按规范要求进行养生，洒水养护不少于14天。

4）拱顶回填注浆

衬砌施工时，在拱顶模筑砼衬砌外缘沿纵向设置预留注浆孔3个。在防水板敷设时在拱顶纵向预贴φ20mmPVC注浆花管1根。在二衬混凝土达到设计强度的100%后进行回填注浆。注浆材料采用微膨胀性M30 水泥砂浆，注浆压力0.1～0.2Mpa，终压0.2Mpa，注浆压力达到0.2Mpa或排气孔流出浆时即可结束注浆。

7、水沟、电缆沟施工

水沟、电缆沟施工时间在拱墙二次衬砌之后，考虑在明年开始施工。水沟、电缆槽采用整体定型模板，单边或双边施工，每次浇筑长度15～30m。其施工要点是控制好模板的中线、水平，并要求模板支撑牢固，防止浇捣时模板位移和上浮。

水沟、电缆沟盖板在预制场集中进行预制，预制时严格控制盖板的几何尺寸，采用细粒径的混凝土，混凝土要求匀质、密实、和易性好，盖板表面平整、无凹凸现象，盖板四角棱角分明，无缺棱掉角。

水沟电缆槽大样图

四、人员与设备计划

1、作业人员

各洞口二衬作业面作业人员配备：钢筋工6人、模板工6人、木工2人、砼工6人、防水工4人。

2、机械设备

各洞口二衬作业面机械设备配备：仰拱栈桥1付、铺设台车1台、地泵1台、混凝土运输车4台、射钉枪2把、防水板爬焊机2台、钢模板打磨机2台、钢筋加工机1套、木工加工机1套。

3、模板配置

各隧道施工口模板配备计划如下表。

五、施工质量措施

（１）建全质量管理体系与质量管理制度，采用先进的施工设备和熟练的操作人员，狠抓施工现场质量管理，上道工序质量不符合要求不转入下道工序作业，全方位、各个环节搞好质量管理。

（2）对作业人员开展经常性的质量学习与教育活动，施工中及时总结经验，提高衬砌作业水平。关系质量的关键工种，如防水工、钢筋工、搅拌司机、模板架子工、砼捣固手、管道工等必须采用熟练工人。

（3）立模前要检查开挖断面，处理欠挖，不允许欠挖。

（4）作好锚喷面的修整工作，平整度不大于1/10，做到无大的起伏，无尖锐物。

（5）防水板的接搭缝必须采用热风焊枪进行焊接，单条焊缝宽度不小于1.5厘米。固定防水板时，应预留一定的富余量，以防过紧而被混凝土挤破。防水板接缝和衬砌施工缝应错开1米以上。二次衬砌前，将防水层表面的粉尘清除干净，并洒水润湿。

（6）透水管无堵塞，必须畅通的从边墙下部伸出。

（7）处理好边墙基础，基底必须无虚碴、积水。

（8）处理好施工缝，止水带必须设置正确，固定牢靠，不刺破、不移位。

（9）浇筑前要检查模板、钢筋、预埋件和预留孔洞及止水设施等是否符合设计要求，并应做好记录。

（10）砼浇注时应两边对称进行，以免拱架发生位移。浇筑必须保证衬砌厚度，必须密实，无空洞，特别是混凝土灌注封顶时，要注意观察混凝土是否到位填满。

（11）使用插入式振捣器振捣时应尽量避免碰撞钢筋及预埋件，振完后应徐徐提出不能过快或停转后再拔出来，靠近模板振捣时必须与模板保持5～10cm距离，并使用振捣铲，防止蜂窝麻面。

（12）砼浇注时，应经常观察模板、支撑、堵缝情况，发现模板松动，即停止浇注，并在初凝前处理好。

（13）防水剂掺量必须准确，事先制作定量容器，与水泥、砂石料搅拌要均匀，要保证搅拌时间充足。

（14）拆模时间不能过早，要作好衬砌的养护工作。

（15）作好钢材、水泥、砂石料、防水板、止水带、防水剂、防护预埋件等施工用材料的检测工作，不合格者不准使用，防水剂要达到国家一级品要求。工地现场料库中构成工程实体的材料堆码储存要符合要求。

（16）砼拌制配料计量必须准确，严格控制水灰比。

（17）作好衬砌试验工作和隐蔽工程验收记录、检查签证资料整理工作，按要求作好各项砼强度与抗渗试件。

六、施工安全措施

（1）严格遵守与执行国家各项安全法规，建立安全生产制度，定期进行安全检查，制定好安全规划，搞好安全教育，主要人员实行持证上岗。

（2）作业场地、道路、跳板、脚手架、脚手板等均应采取防滑措施，高处作业施工人员应穿具有防滑性能的鞋。

（3）各种运输车输及运输设备的刹车装置必须可靠，尤其要注意洞外搅拌场至洞口间下坡路段的行车安全，洞内外交叉路口要设置警示标志。

（4）进洞人员必须戴安全帽，洞内照明的灯光应保证亮度充足。

（5）在2m以上高处工作时，应符合高处作业的有关规定。

（6）脚手架必须搭建牢固，脚手架上的料具不得超过允许荷载，拆除时按规定顺序自上而下逐步进行，严禁用推倒或拉倒的方法拆除。

（7）拱墙架搬运过程中，应将构件绑扎牢固，以防止构件碰撞伤人、车辆倾覆、构件坠落。

（8）拱墙架架设应由专人进行指挥，随时观察围岩动态，防止落石或坍塌。

（9）拱墙架架设前，应采用垫板等将钢拱墙架的基础垫平，架设时应采用纵向连接拉杆将相邻的拱墙架连接牢固，防止倾覆或扭转伤人。

（10）对钢拱墙架应经常检查，如发现扭曲、压屁等现象或征兆时，必须采取加固措施，必要时人员迅速撤离，防止坍塌伤人。

（11）拱架、模板吊装及拆除时，按顺序分段进行，工作地段应有专人监护。

（12）在拱墙架顶部作业属高空作业，应克服麻痹思想，必须配带安全带，防止坠落事故。

（13）车辆通过台车及墙架时，应专人指挥，台车内部作业人员应暂时撤离，避免不安全。

（14）模板台车上应有足够的照明设施。

（15）砼作业前，应检查内外模、支撑的稳定情况，并清理作业场地，创造安全作业条件。

（16）灌注砼的作业人员应站在稳定的脚手架上，并配带安全带。

（17）衬砌工作平台上应搭设不低于1m的栏杆，跳板设防滑条，梯子应安装牢固，不得有钉子露头和突出尖角。

（18）拱墙混凝土浇筑时，应对称进行，防止倾斜倒塌。

（19）混凝土覆盖养护时，各处预留的洞口应加盖或设围栏，并有明显的标志以防坠落事故。

（20）在洞内作业地段倾卸衬砌材料时，人员与车辆不得穿行。

（21）井架运输时，推车把不得伸出笼外，车轮前后应挡牢，稳起稳落。

（22）严格机械、电气设备管理，非专职电气操作人员，不得操作电气设备，电气设备要有良好的接地保护。