高鐵隧道(襯砌)

1、高速鐵路隧道工程施工高速鐵路隧道工程施工哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道建筑學(xué)院鐵道建筑學(xué)院 王國博王國博 襯砌施工襯砌施工拱墻襯砌施工拱墻襯砌施工仰拱及填充混凝土施工仰拱及填充混凝土施工 在隧道初期支護(hù)完成后，為防止圍巖松動和坍落，減低圍巖的穩(wěn)定性，需要施作二次襯砌。襯砌的結(jié)構(gòu)類型和尺寸，應(yīng)根據(jù)使用要求、工程地質(zhì)條件、圍巖類別、埋置位置及施工條件等，通過工程類比和結(jié)構(gòu)計(jì)算分析確定。必要時，還要通過試驗(yàn)論證確定。 二次襯砌一般應(yīng)在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后施作，變形趨于穩(wěn)定應(yīng)符合下列要求： （1）隧道周邊變形速率明顯下降并趨于緩和。 （2）水平收斂（拱腳附近7d平均值）小于0

2、.2mm/d、拱頂相對下沉速度小于0.15mm/d。 （3）施作二次襯砌前的累計(jì)位移值己達(dá)極限位移值的80%以上。 在高地應(yīng)力軟弱圍巖、膨脹巖等可能產(chǎn)生大變形，且變形長期不能趨于穩(wěn)定的不良地質(zhì)隧道，二次襯砌應(yīng)根據(jù)工程具體情況和監(jiān)測結(jié)果確定施作時間，襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。 二次襯砌施工要遵循“仰拱超前、拱墻整體襯砌”的原則。初期支護(hù)完成后，為有效地控制其變形，仰拱盡量緊跟開挖面施工。仰拱施作完成后，利用多功能作業(yè)平臺人工鋪設(shè)防水板，綁扎鋼筋后，采用液壓整體式襯砌臺車進(jìn)行二次襯砌，采用拱墻一次性整體灌注施工。 二次襯砌施工工藝流程見圖8-1 一、施工準(zhǔn)備一、施工準(zhǔn)備1、中線及水準(zhǔn)點(diǎn)測設(shè) 當(dāng)

3、初期支護(hù)和仰拱混凝土施工完成后，在襯砌混凝土開始之前應(yīng)重新測設(shè)隧道中線、水準(zhǔn)點(diǎn)，以檢查初期支護(hù)斷面，并準(zhǔn)備襯砌模板臺車就位。（1）隧道中線控制樁每10m設(shè)一個，并引至兩側(cè)邊墻基礎(chǔ)混凝土頂面上，標(biāo)出襯砌控制點(diǎn)；（2）水準(zhǔn)點(diǎn)每50m設(shè)一個，布設(shè)在邊墻基礎(chǔ)混凝土臺階上。2、隧道斷面的檢查和修整（1）對初期支護(hù)斷面檢查。直線段每20m、曲線段每10m測一個斷面，做好記錄，繪制斷面圖。（2）對初期支護(hù)侵限部位，在做好防治失穩(wěn)措施后進(jìn)行鑿除，重新做初期支護(hù)并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對超挖部分，如有坍塌范圍較大者，應(yīng)事先做好處理（拱部范圍與墻腳以上1m范圍內(nèi)的超挖，應(yīng)用與襯砌同級混凝土回填；隧底超挖部分應(yīng)用與隧底結(jié)構(gòu)

4、同級的混凝土回填）。拱墻襯砌施工拱墻襯砌施工1（3）當(dāng)噴射混凝土表面凹凸較大時，對突出部分進(jìn)行修鑿噴平，凹進(jìn)部分噴射混凝土補(bǔ)平；外露錨桿頭及鋼筋頭應(yīng)切除并用砂漿抹平，以滿足鋪設(shè)防水板對初期支護(hù)表面平順度的要求。3、邊墻基礎(chǔ)混凝土的檢查和修整（1）根據(jù)水準(zhǔn)基點(diǎn)，核對邊墻基礎(chǔ)混凝土設(shè)計(jì)高程，必要時應(yīng)修鑿。（2）根據(jù)隧道中心線，核對邊墻基礎(chǔ)混凝土凈空尺寸，必要時應(yīng)修鑿。4、模板臺車軌道鋪設(shè)（1）根據(jù)隧道斷面和結(jié)構(gòu)形式，確定臺車軌面高程。（2）臺車軌道中線與隧道中線重合，兩軌間距允許誤差為5mm。（3）左右兩側(cè)軌面水平允許誤差為5mm。5、模板臺車設(shè)計(jì)、制造 模板臺車示意圖見圖8-2，一般采用定型制作

5、。在設(shè)計(jì)、制造過程中要考慮以下問題：（1）模板臺車的外輪廓在灌注混凝土后應(yīng)保證隧道凈空，設(shè)計(jì)制造外輪廓尺寸應(yīng)比隧道凈空斷面大，一般半徑加大35cm。門架結(jié)構(gòu)的凈空應(yīng)保證洞內(nèi)車輛和人員的安全通行。（2）模板臺車的門架結(jié)構(gòu)、支撐系統(tǒng)及模板的強(qiáng)度和剛度應(yīng)滿足各種荷載的組合。安全系數(shù)應(yīng)大于動載荷的1.6倍以上，行走系統(tǒng)具有足夠的牽引力和牢固的結(jié)構(gòu)。模板臺車設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的荷載有：自重、混凝土荷載及側(cè)壓力、拱部灌注時泵送壓力、振動壓力等。高速鐵路隧道模板調(diào)整機(jī)構(gòu)的伸縮幅度可適當(dāng)減小，剛度應(yīng)適當(dāng)加大，這樣在施工中不易產(chǎn)生變形，以保證凈空尺寸的準(zhǔn)確。（3）模板要有一定的剛度，模板面板厚度一般不小于10mm。側(cè)模

6、單側(cè)具有較高的整體性，各絲杠支點(diǎn)具有較高的承壓強(qiáng)度。模板臺車長度一般根據(jù)線路平曲線半徑、工期要求等確定直線隧道一般為912m，曲線隧道一般為69m。 （4）為方便搗固和混凝土灌入，模板臺車側(cè)壁設(shè)置工作窗，宜分層布置，層高不宜大于1.5m，每層的間距一般為2m左右，工作窗的大小一般小于4545cm，兩端設(shè)檢查孔，并設(shè)有相應(yīng)的混凝土輸送管支架或吊架。（5）模板臺車上應(yīng)留有通風(fēng)管的穿越通道，或固定的硬風(fēng)管，前后兩端能與通風(fēng)軟管相連的接頭，以便模板臺車移動時不影響隧道施工通風(fēng)。（6）模板臺車在澆筑混凝土期間，重量達(dá)200t以上，臺車除調(diào)整液壓千斤頂外，應(yīng)設(shè)承重的豎向螺桿和模板徑向螺桿，當(dāng)臺車就位后，應(yīng)

7、用螺桿將臺車和模板鎖定。（7）模板臺車拱頂應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置混凝土的封堵裝置和檢查孔。（8）臺車具有在坡道上襯砌時的抗溜坡性能和抗上浮性能。（9）模板臺車上應(yīng)設(shè)有激光（點(diǎn)）接收靶。（10）模板臺車的整體尺寸誤差應(yīng)符合表8-3的要求。 序 號項(xiàng) 目標(biāo)準(zhǔn)（誤差）1輪廓半徑2mm2模板平整度2mm/2m3模板錯臺1mm4模板接縫間隙1mm5表面粗糙度拋光處理/無銹蝕6模板臺車外輪廓表面縱向直線度誤差2mm/2m5mm/10m6mm/12m7工作窗板面與模板面孤度一致，錯臺、間隙誤差1mm8模板臺車前后端輪廓誤差（測各高程弦長）3mm6、模板臺車安裝 在模板臺車安裝前，應(yīng)詳細(xì)了解臺車性能，如強(qiáng)度、剛度

8、、可承受的最大荷載、作用原理，熟悉其操作方法，并按設(shè)計(jì)圖、材料表清點(diǎn)構(gòu)件，同時加以清洗涂油，并編號堆放。 模板臺車安裝程序?yàn)椋耗０迮_車軌道鋪設(shè)安裝行走機(jī)構(gòu)安裝門式框架安裝墻部模板安裝框架上部作業(yè)平臺安裝拱部模板安裝液壓動力系統(tǒng)安裝模板臺車附件調(diào)試空載試車。 模板臺車在安裝時要注意模板的橫縱接縫、前接縫、工作窗口嚴(yán)密，鉸接軸靈活，能達(dá)到伸縮自如與開啟的要求。安裝的附著式振動器能單獨(dú)啟動。 模板臺車安裝好后，應(yīng)對各部件在檢查一邊，然后做液壓件檢驗(yàn)、走行試驗(yàn)。模板調(diào)整量范圍及臺車各部尺寸檢查，其誤差應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（TB10753-2010）中對模板安裝允許偏差的規(guī)定

9、見表8-2。序號項(xiàng) 目允許偏差（mm）檢驗(yàn)方法1邊墻腳平面位置及高程15尺量2起拱線高程10尺量3拱頂高程+10、0水準(zhǔn)測量4模板表面平整度52m靠尺和塞尺5相鄰澆筑段表面高低差10尺量7、模板臺車行走就位（1）松開軌卡；（2）開動行走裝置，將臺車移動到襯砌位置；（3）緊固下部中間支撐絲杠千斤頂；（4）緊固軌卡；（5）清除黏附在模板上的水泥漿等雜物，涂脫模劑。 模板臺車撐開就位后應(yīng)檢查臺車各節(jié)點(diǎn)連接是否牢固，有無錯動移位情況，模板是否翹曲或扭動，位置是否準(zhǔn)確。 曲線隧道臺車就位應(yīng)考慮內(nèi)外弧長差引起的左右側(cè)搭接長度的變化，以便弧線圓順，減少接縫錯臺。8、模板臺車定位立模（1）根據(jù)水平定位測量數(shù)據(jù)

10、，用軸頸液壓千斤頂，將拱部模板上升或下降至隧道拱部設(shè)計(jì)高程（含預(yù)留凈空）。（2）拱部中線定位立模。根據(jù)中線定位測量數(shù)據(jù)，用橫移千斤頂將拱部模板中心的鉛垂線對準(zhǔn)隧道中心線。（3）邊墻模板定位。使用模板液壓千斤頂使模板底部與邊墻基礎(chǔ)混凝土頂面接縫相重合，并要密貼。底模至隧道中心距離及臺車拱部模板起拱線至隧道中心距離達(dá)到設(shè)計(jì)凈空要求（含預(yù)留量）。（4）拱墻模板固定成型。緊固上下部中間支撐及邊模絲杠千斤頂。 板應(yīng)與混凝土的搭接長度應(yīng)大于10cm。 二、鋼筋加工、安裝1、鋼筋加工 鋼筋加工彎制前應(yīng)調(diào)直，并將表面油漬、水泥漿和浮皮鐵銹等均應(yīng)清除干凈。加工后的鋼筋表面不應(yīng)有削弱鋼筋截面的傷痕。利用冷拉方法矯

11、直伸長率：級鋼筋不得超過2，級鋼筋不得超過1。 序號名稱允許偏差（mm）檢驗(yàn)方法1受力鋼筋順長度方向的全長10尺量2彎起鋼筋的彎折位置203箍筋內(nèi)凈尺寸32、鋼筋綁扎 如果設(shè)置了全環(huán)鋼筋，還需要進(jìn)行鋼筋綁扎。仰拱鋼筋施工時預(yù)留與拱墻鋼筋接頭，并按規(guī)范錯開接頭（長短交錯布置，錯開值為1m），拱墻鋼筋綁扎可利用防水板臺架，采用全站儀放線，先施作環(huán)向定位弧形鋼筋圈，以此作鋼筋綁扎定位、檢查的依據(jù)，一環(huán)完成并檢查合格后方可進(jìn)入下一循環(huán)。3、接頭焊接以直徑22mm鋼筋為例。（1）主筋接頭如采用搭接焊，單面焊焊縫不得小于220mm，雙面焊焊縫不得小于110mm，且接頭需彎折加工，確保接頭兩根鋼筋的軸線在同

12、一條直線上。（2）主筋接頭如采用幫條焊，幫條電弧焊的幫條采用與被焊鋼筋同級別、同直徑的鋼筋。幫條軸線與被焊鋼筋的軸線應(yīng)在同一平面，兩主筋端頭之間留有25mm的空隙。每端每根幫條單面焊焊縫長不應(yīng)小于110mm，雙面焊焊縫長不應(yīng)小于50mm。（3）主筋如采用閃光對焊，外觀應(yīng)符合：接頭周緣有適當(dāng)?shù)亩沾植糠郑⒎Q均勻的毛刺外形；鋼筋表面沒有明顯的燒傷和裂紋；接頭彎折角不得大于4；接頭軸線偏移不得大于2mm。（4）所有電弧焊焊接，單面搭接焊，其搭接長度不得小于10d，雙面搭接焊，其搭接長度不得小于5d，焊縫寬度不小于0.8d且不小于10mm，焊縫高度不小于0.3d且不小于4mm。4、鋼筋接頭設(shè)置 鋼筋接

13、頭應(yīng)設(shè)置在承受應(yīng)力較小處，并應(yīng)分散布置。當(dāng)設(shè)計(jì)未提出要求時，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）焊（連）接接頭在受彎構(gòu)件的受拉區(qū)不得大于50，軸心受拉構(gòu)件不得大于25。（2）機(jī)械連接接頭不應(yīng)大于50%，軸心受拉構(gòu)件不得大于25%。（3）綁扎接頭在構(gòu)件的受拉區(qū)不得大于25，在受壓區(qū)不得大于50。（4）鋼筋接頭應(yīng)避開鋼筋的彎曲處，距離彎曲點(diǎn)的距離不得小于鋼筋直徑的10倍。（5）在同一根鋼筋上應(yīng)少設(shè)接頭?！巴贿B接區(qū)段”內(nèi)，同一根鋼筋上不得超過一個接頭。（6）“同一連接區(qū)段”長度：焊接接頭或機(jī)械連接接頭為35d（為縱向受力鋼筋的較大直徑）且不小于500mm，綁扎接頭為1.3倍搭接長度且不小于500mm。凡接頭中點(diǎn)

14、位于該連接區(qū)段長度內(nèi)的接頭均屬于同一連接區(qū)段。（7）當(dāng)施工中分不清受拉區(qū)還是受壓區(qū)時，接頭設(shè)置應(yīng)符合受拉區(qū)規(guī)定。 三、拱墻襯砌施工三、拱墻襯砌施工 拱墻二次襯砌混凝土澆筑前，應(yīng)針對工程特點(diǎn)和施工條件，制定施工全過程和施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制與質(zhì)量保證措施，以及相應(yīng)的施工技術(shù)條例。1、拱墻混凝土澆筑方法 準(zhǔn)備工作：準(zhǔn)備工作：（1）施工模板臺車走形軌道的中線和軌面設(shè)計(jì)高程誤差應(yīng)不大于10mm，臺車就位后啟動微調(diào)機(jī)構(gòu)，用儀器校正模板外輪廓與設(shè)計(jì)凈空相吻合，并鎖定臺車。（2）清除模板、鋼筋上的雜物和油污，堵塞模板上的裂隙和孔洞。（3）防水層表面灰粉已經(jīng)清除并灑水潤濕。（4）鋼筋混凝土二次襯砌地段，必須用與襯

15、砌混凝土相同配合比的細(xì)石混凝土或砂漿做墊塊。鋼筋保護(hù)層的厚度，主筋保護(hù)層尺寸應(yīng)不小于30mm，迎水面主筋保護(hù)層不小于50mm。（5）拌和站、運(yùn)輸車、輸送泵、搗固機(jī)械等處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，設(shè)備能力滿足二次襯砌混凝土施工的需要。（6）二次襯砌作業(yè)區(qū)段的照明、供電、供水、排水系統(tǒng)應(yīng)滿足襯砌正常施工要求，隧道內(nèi)通風(fēng)條件良好。（7）檢查各類預(yù)埋件位置是否準(zhǔn)確。 2、施工縫、變形縫施工（1）墻體縱向施工縫應(yīng)按圖8-4設(shè)置，不宜設(shè)在剪力與彎矩最大處或底板與邊墻的交接處，應(yīng)留在高出底板頂面不小于30cm，且宜在水溝蓋板底面以下的墻體上，并應(yīng)設(shè)連接鋼筋。 （2）施工縫距墻體預(yù)留孔洞邊緣不應(yīng)小于30cm。變形縫處混

16、凝土結(jié)構(gòu)的厚度不應(yīng)小于30cm，嵌縫應(yīng)密實(shí)。（3）混凝土澆筑段施工接頭宜采用帶有氣囊的端模（堵頭板），以防止漏漿。如圖8-5所示。 夾具襯砌厚度塑料袋氣 囊接縫材料（4）施工縫、變形縫施工應(yīng)兩側(cè)平整、順直、清潔無滲水。（5）在澆筑新混凝土前，垂直施工縫宜在舊混凝土面上鋪一層厚度不大于30mm的砂漿或不大于30cm的混凝土。（6）施工縫應(yīng)鑿除混凝土表面的水泥砂漿和松軟層。鑿毛應(yīng)使露出新鮮混凝土面積不低于75%。人工鑿毛時混凝土應(yīng)達(dá)到2.5MPa，風(fēng)動機(jī)鑿毛時混凝土應(yīng)達(dá)到10.5MPa。3、襯砌封頂（1）封頂混凝土宜適當(dāng)提高塌落度。（2）頂拱處襯砌混凝土澆筑應(yīng)沿上坡方向進(jìn)行，并在上坡?lián)躅^板拱頂處設(shè)

17、排氣孔。（3）封頂時應(yīng)適當(dāng)減緩泵送速度、減小泵送壓力，密切觀察擋頭板排氣孔的排氣和漿液泄漏情況。（4）混凝土漿液從擋頭板排氣孔泄流且由稀變濃，即可完成襯砌混凝土澆筑。 3、混凝土灌筑及振搗 混凝土自模板窗口灌入，應(yīng)由下向上，對稱分層，邊澆筑邊振搗。最大傾落高度不超過2.0m，臺車前后高差不能超過0.6m，左右混凝土高度不能超過0.5m。在混凝土澆筑過程中，觀察模板、支架、鋼筋、預(yù)埋件和預(yù)留孔洞的情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有變形、移位時，應(yīng)及時采取加固措施。施工中如發(fā)現(xiàn)泵送混凝土坍落度不足時，不得擅自加水，應(yīng)當(dāng)在技術(shù)人員的指導(dǎo)下用追加減水劑的方法解決。 混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)因故間歇時，其間歇時間應(yīng)小于前層

18、混凝土的初凝時間或能重塑的時間。當(dāng)超過允許間歇時間時，按接縫處理，襯砌混凝土接縫處必須進(jìn)行鑿毛處理?？v、環(huán)向施工縫按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置中埋式橡膠止水帶。 混凝土澆筑分層厚度（指搗實(shí)后厚度）宜為振搗器作用部分長度的1.25倍，但最大攤鋪厚度不宜大于600mm。在新澆筑完成的下層混凝土上再澆筑新混凝土?xí)r，應(yīng)在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完成上層混凝土。 澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)填寫混凝土施工記錄。 采用插入式振動棒振搗，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）每一振點(diǎn)的搗固延續(xù)時間宜為2030s，以混凝土不再沉落、不出現(xiàn)氣泡、表面呈現(xiàn)浮漿為度，防止過振、漏振。（2）采用插入式振動器振搗混凝土?xí)r，振搗器的移動間距不大于振搗器作用

19、半徑的1.5倍，且插入下層混凝土內(nèi)的深度宜為50100mm，與側(cè)模應(yīng)保持50100mm的距離，并避免碰撞鋼筋、模板、預(yù)埋件等。（3）當(dāng)振搗完畢后，應(yīng)豎向緩慢拔出，不得在澆筑倉內(nèi)平拖。泵送下料口應(yīng)及時移動，不得用插入式振動棒平拖驅(qū)趕下料口處堆積的拌和物將其推向遠(yuǎn)處。 （4）對于有預(yù)留洞、預(yù)埋件和鋼筋太密的部位，應(yīng)預(yù)先制訂技術(shù)措施，確保順利布料和振搗密實(shí)。在澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)經(jīng)常觀察，當(dāng)發(fā)現(xiàn)混凝土有不密實(shí)等現(xiàn)象，應(yīng)立即采取措施予以糾正。6、拆模及養(yǎng)護(hù)（1）二次襯砌拆模時間應(yīng)符合下列規(guī)定：在初期支護(hù)變形穩(wěn)定后施工的，二次襯砌混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到8.0MPa以上。初期支護(hù)未穩(wěn)定，二次襯砌提前施作時混凝土強(qiáng)度

20、應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%以上。特殊情況下，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)及監(jiān)控量測結(jié)果確定拆模時間。（2）混凝土澆筑完畢后的12小時以內(nèi)開始對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土養(yǎng)護(hù)的最低期限應(yīng)符合表8-5的要求，且養(yǎng)護(hù)不得中斷。混凝土養(yǎng)護(hù)期間，混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度之差、表面溫度與環(huán)境溫度之差不宜大于20，養(yǎng)護(hù)用水溫度與混凝土表面溫度之差不得大于15。澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境氣溫低于5時不應(yīng)澆水。仰拱及填充砼施工仰拱及填充砼施工2一、施工方法 仰拱應(yīng)緊跟開挖面，距開挖面不得大于60m，人工配合挖掘機(jī)檢底，底部虛渣、雜物、積水要清理干凈。為減少其與出渣運(yùn)輸?shù)母蓴_，采用仰拱棧橋進(jìn)行仰拱全幅施工，全幅灌注，仰拱和底板混凝泥土強(qiáng)度達(dá)到5MPa后，行人方可通行，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后，車輛方可通行。 首先布設(shè)仰拱棧橋，在進(jìn)行仰拱石方開挖并處理欠挖，欠挖采用風(fēng)鉆鉆孔，松動控制爆破，反鏟配合清渣，高壓風(fēng)吹底；立模板（仰拱和填充層在施工縫處錯開50cm，預(yù)埋接茬鋼筋，拆模后進(jìn)行鑿毛處理）并澆筑混凝土，混凝土從混凝土運(yùn)輸車直接輸入，插入式振搗