天目山隧道进口 衬砌首件工程施工总结
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中铁隧道集团有限公司 新建杭黄铁路先期段HHXQZQ-1标
二〇一四年十一月
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目 录
一、工程概况............................................................................................................................4 二、首件工程施工目的............................................................................................................4 三、首件工程概况....................................................................................................................4 四、首件工程资源配置............................................................................................................5 五、施工工艺............................................................................................................................6
5.1 施工流程 .....................................................................................................................6 5.2 施工方法 .....................................................................................................................7
5.2.1 施工准备 ...........................................................................................................7 5.2.2 防排水系统施工 ...............................................................................................8 5.2.3 施工放样 .........................................................................................................9 5.2.3 二次衬砌台车的准备工作 .............................................................................9 5.2.4衬砌钢筋制作与安装 ....................................................................................12 5.2.5台车定位 ..........................................................................................................13 5.2.6施工缝止水施工 ..............................................................................................18 5.2.7 堵头板施工 .....................................................................................................19 5.2.8 衬砌砼施工 .....................................................................................................20 5.2.9拆模及养护 ......................................................................................................22
六、质量验收要求..................................................................................................................23 七、安全、环保、文明施工等技术措施..............................................................................24 八、出现问题及解决方案 ....................................................................................................25 九、首件总结..........................................................................................................................26
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天目山隧道进口衬砌首件施工总结
一、工程概况
新建杭州到黄山铁路工程天目山隧道位于天目山山脉西南，隧址起于浙江省淳安县
临岐镇徐家庄村，止于安徽省歙县三阳乡黄坞村，隧道全长12013m，起讫里程为DK201+823～DK213+836。设计为双线隧道，最大埋深780米。隧道按新奥法原理设计，结构采用锚、网、喷、钢拱架组成初期支护与二次模筑砼相结合的复合式衬砌形式。
二、首件工程施工目的
天目山隧道属双线铁路隧道，工程地质条件复杂，围岩较差，为确保隧道工程质量，我项目部进行了洞身二衬首件工程施工（DK201+842-DK201+854)，本着“预防为主，先导试点”的原则，对首件工程的各项工艺、技术和质量指标进行综合评价，确定最佳工艺，建立样板工程，以指导后续工程批量生产，预防和纠正后续批量生产中可能产生的质量问题，通过首件工程施工达到以下目的：
(1).施工组织检验：通过首件工程施工，确定人员、机械之间的最佳组合。 (2).收集数据：由首件工程确定在此施工工艺下各项技术指标的控制方法。总结出的技术参数作为指导大批量施工控制的依据。 三、首件工程概况
天目山隧道DK201+842-DK201+854设计为V级围岩，衬砌类型为Vb复合式衬砌，衬砌防排水环向采用衬砌厚度45cm，混凝土标号为C35钢筋混凝土。环向采用60cm宽塑料排水板，8m一环；纵向采用φ110打孔波纹管，每8m设置两个出口；隧道拱墙初期支护与二衬之间铺设EVC防水板加土工布防水，首件衬砌设计混凝土方量165.72方。
二衬具体施工过程如下：
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2014年11月11日-2014年11月12日：初支面处理，排水板、土工布、纵向盲管、防水板挂设。
2014年11月13日-2012年11月15日：绑扎钢筋，报验钢筋。 2014年11月16日-2014年11月17日：衬砌模板台车定位、安装。 2014年11月18日：浇筑混凝土。
经过现场监理的监督和指导，在我项目部人员的共同参与下，于2014年11月19日完成了首件隧道二衬的施工工作。在施工过程中，技术人员全过程现场值班，做好了相关记录，做为总结报告的编制依据，经过整理分析后，可作为以后二衬施工的参考依据，基本达到首件二衬施工的重要意义。 四、首件工程资源配置
二次衬砌施工主要机械设备一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 机械设备名称 自动爬焊机 超声波热熔焊机 12m自动液压台车 插入式振动器 砼输送泵 砼运输车 900L自动计量拌合站 配料装载机 数量 2 2 1台 4台 1台 4辆 2台 2台 备注 红岩金刚 ZCL50C 二次衬砌施工主要人员配置一览表
序号 1 2
机械设备名称 生产副经理 测量人员 数量 1人 2人 5
备注 现场全面管理 测量及复测 5
3 4 5 专业工程师 钢筋工 2人 4人 现场技术管理 钢架加工及安装 组合模板拼装及堵头模板安装 混凝土浇筑 需持证上岗 模板工 3人 6 7 五、施工工艺
混凝土工 电工 4人 1人 5.1 施工流程
根据新奥法施工的特点和技术的要求，本段施工二次衬砌时套拱变形速率已经稳定，连续晴天达到10天以上，明洞边坡未出现开裂滑移，且无进一步发展的趋势，能够满足二次衬砌施工的要求。
二次衬砌施工工艺流程图
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安装排水板/防水板/绑扎钢筋 布设轨道 台车移位 顶模中心高及边模净空检测 台车就位 预埋件 面板整修 涂脱模剂 止水带安装 骨料含水量测定 施工配合比 拌和站拌合 坍落度检查 轨道标高测量控制轨距 基仓清理 输送管安装 砼浇注 脱模/台车退出 养护 挡头板安装 砼运输 输送泵泵送 5.2 施工方法 5.2.1 施工准备
（1）二次衬砌施工时间的确定
二次衬砌施工时间应符合以下条件：①.隧道周边变形速率明显趋于减缓；②.拱脚附近水平收敛速度＜0.2mm/d或拱顶下沉速度＜0.15mm/d；③.施作二次衬砌前的累计位移值，已达极限相对位移值80%以上；④.初期支护表面的裂隙不再继续发展。 位移值与位移速率是以采用收敛计实测数据为依据的，水平收敛与拱顶下沉速度，从安全考虑，是指至少7d的平均值，总位移量可由回归分析计算取得。
（2）净空检查
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在二次衬砌施工前，测量组对隧道净空进行检查，以确保二次衬砌厚度。对于侵入二次衬砌的初期支护视其大小进行处理。拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。 （3）初支表面处理
a、局部集中出水点采用注浆堵水或埋设引水管直接排水到边沟。
b、钢筋等凸出部分，先切断后用锤铆平抹砂浆素灰。
c、初期支护应无空鼓、裂缝、松酥，表面应平顺，凹凸不平部分应凿平，并应砂浆抹面。
5.2.2 防排水系统施工
（1）纵、环向排水设施
隧道衬砌防水板背后设宽60cm塑料排水板，每隔8m设置1道，富水地段适当加密。排水板通过射钉及热熔垫圈固定在初支面上，底部与纵向盲管相连。
隧道两侧边墙脚设置Φ80的纵向打孔波纹管，每隔8m接出1道，纵向接出盲管采用圆弯接出。盲管安装的坡度应与线路坡度一致，确保盲沟布设位置能有效排水。纵向盲管安装前应用土工布包裹，并用扎丝捆好牢固。安装防水板时将纵向排水盲管用防水板半包裹住。
（2）土工布施工
土工布铺设利用台架人工进行，铺设前进行精确放样，弹出标准线进行试铺后确定一环的尺寸，尽量减少接头，安装时首先将土工布固定到预定位置，然后用专用热熔衬垫及射钉将土工布固定在喷射砼上。专用热熔衬垫按按梅花型布置，一般拱部间距50～80cm，边墙间距80cm～100cm。
土工布铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射砼上，不致因过紧而撕裂，过松亦影响防水板铺挂，土工布间搭接宽度应不小于15cm。土工布安装应自上而下进行，土工布铺设一般只设环向接缝，当需要设置轴向接缝时，应用下部土工布压住上部土工布，土
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工布的铺设应平顺、无隆起、无褶皱，并应超前衬砌2个循环以上。
（3）防水板施工
防水板洞内铺挂宜由下至上、环状铺设，防水板铺设时应将防水板先焊接在热熔衬垫上，以固定防水板的位置，然后再进行环向接缝的焊接。防水板铺设应松紧适度并留有余量，要保证防水板全部面积均能抵到初支表面，用手挤压时防水板应不会产生绷紧或破损现象。
防水板拼接采用热合机双焊缝焊接，要求搭接宽度不小于15cm，控制好热合机的温度和速度，保证焊缝质量。焊缝应严密，单条焊缝的有效焊接宽度不应小于1.5cm。
沿隧道纵向一次铺挂长度宜比本次二次衬砌施工长度多100cm左右，以使与下一循环的防水层相接；同时可使防水层接缝与衬砌混凝土接缝错开100cm左右，有利于防止混凝土施工缝渗漏水。
防水板的接头处不得有气泡、折皱及空隙，接头处应牢固，焊缝强度应不低于母材，通过抽样试验检测。防水板的搭接缝焊缝质量采用“充气法”检查，当压力达到0.25MPa时停止充气，保持压力15min压力下降在10%以内，焊缝质量合格。
防水板破损处修理：如发现防水板有破损，必须及进修补。先取一小块防水板剪成圆角，除尽两防水板上的灰尘后，将其置于破损处，然后用手动电热熔接器熔接。 5.2.3 施工放样
在模筑施工前，按设计尺寸现场放样出预浇筑段两端的以下几何要素：隧道中线、隧道中线处高程、中线的宽度，以利于台车就位。 5.2.3 二次衬砌台车的准备工作
（1）二次衬砌台车的组装、调试、加固、验收
二次衬砌台车在洞口平整场地上组装，组装试拼消除潜在的不平整和错台。使拼接缝及错台在1mm之内。台车模板安装稳固牢靠，接缝严密，无错台，无突出和凹陷，
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确保不漏浆。
二次衬砌台车在安装完成以后进行了严格的调试检验，主要调试二衬台车的液压系统；调试竖向主油顶的行程是否可以满足施工需要；调试丝杆千斤顶的伸缩性能及行程是否满足施工需要；调试液压油缸自动脱模是否灵活及最大行程是否满足施工需要；调试台车油缸步进式自动行走能力，确保台车行走灵活；调试台车弧形模板的开合，确保模板完全闭合时与顶部弧形模板与两侧弧形模板连接紧密无错台。
二次衬砌台车在调试结束以后，对调试过程中发现的问题归纳总结，针对每个问题逐一进行解决。对达不到设计要求及不能满足施工需要之处进行调整，对受力大、易对台车稳固性造成影响的地方及时进行补焊、加强；对易出现错台问题的振捣窗口进行了重新制作、重新安装，并在每个振捣窗口添加了四个销子，以使振捣窗口钢板能与模板紧贴。
二次衬砌台车的调试加固以后，对照图纸，认真核对量测，对台车中心线、模板的平整度、模板接口的连接、弧形模板的开合，液压系统的开启与关闭及工作行程等关键部位、关键项目进行了认真检核，确保台车结构、材料、整体安装质量和细部处理满足要求，验收合格，同意投入使用。同时，在使用过程中加强维护，特别是在初期使用过程中，对行走系统和固定连接的部件加大检查力度，确保隧道二次衬砌质量。 （2）严格控制二衬台车模板清洁
二衬台车是从专业生产二衬台车的模板厂定做。台车使用前，进行了严格的打磨（共进行了2次），提高模板面的光洁度和防锈性能，使其具有镜面的感观。
（3）脱模剂
脱模采用适用色拉油，严格做到涂刷均匀，不漏刷，不多刷。
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天目山隧道进口衬砌台车
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台车刷脱模剂效果
5.2.4衬砌钢筋制作与安装
隧道明洞衬砌、V级围岩地段采用钢筋混凝土衬砌。施工中钢筋材料验收、试验、保管及使用、加工、制安等严格执行相关规范的规定。
根据业主要求，天目山隧道衬砌钢筋连接采用套筒连接。衬砌钢筋绑扎采用简易施工台架，首先绑扎外层环向钢筋，外层钢筋安装完成后，及时通知测量组放线，以确定内层钢筋的位置。内层钢筋安装时，在外层主筋上焊接短支撑钢筋，支撑钢筋与线路及主筋垂直，纵横向在同一直线上间距2m一个，在短钢筋上标出内层钢筋的位置，按照标识首先在支撑钢筋位置安装纵向分布筋并与支撑钢筋焊接牢固，然后安装内层主筋，内层主筋安装完成后安装内层纵向分布筋。
纵向分布钢筋的安装必须保证每根钢筋的纵向贯通（变形缝除外）。现场采取在封头模板上预留孔洞，将纵向钢筋穿过孔洞，与下组纵向钢筋相连，并且预留的纵向钢筋长短应错开，确保同一截面内钢筋接头不大于50%。
连接内外层的勾筋，安装在内外层主筋与纵向分布筋相交处，用铁丝绑扎牢固，将两层钢筋牢固的连接为一个整体。
钢筋保护厚度的保证采用同标号砼垫块，用铁丝将垫块牢固绑扎在内外层钢筋上，砼垫块数量不小于4个/m2，安设时梅花型均匀布置。将绑扎垫块和钢筋的铁丝头卷向内侧，不得伸入钢筋砼保护内。
钢筋安装及保护层厚度允许偏差和检验方法应符合下表规定。
钢筋安装及保护层厚度允许偏差（mm）和检验方法 序号 名称 双排钢筋，上排钢筋与下排钢筋间距 12
允许偏差 检验方法 尺量两端、 中间各1处 12
1 ±5
同一排中2 受力钢筋水平间距 3 4 拱部 ±10 边墙 ±20 分布钢筋间距 箍筋间距 ±20 ±20 尺量连续3处 尺量两端、中间各2处 5 钢筋保护层厚度 +10、-5
5.2.5槽道预埋
天目山隧道预留槽道形式：A1、A2、C1、C2、D1、D2、F1、F2、F3、F4、G1、G2共十二种。
（1）槽道预埋定位方法
① 槽道定位前准备
检查槽道内发泡填充物的完整状态，如有残缺应进行填补完整。
② 对于两根或多根一组的道，应根据设计要求的槽道平行间距，用钢筋或扁钢焊接牢固。在平台上对两根一组的槽道，根据设计间距，采用Φ16钢筋按三根横向筋，两根八字形筋焊接加固，焊接完成后对两根间距和扭曲度进行检查，确保误差控制在±5mm内，检查合格后防锈处理。
如下图：
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③ 依据台车模板上槽道的设计要求位置，在模板台车上开螺栓二次定位定装长孔，每根槽道上固定点为三处（槽道两端、中间各一处）。
④ 二次定位安装长孔的开孔原则：应结合所有槽道预留台车模板布置图进行统筹优化，减少模板开孔数量，开孔就避开台车模板的加固支撑、顶升加固点及各种连接结构，应严格按图控制槽道距台车边缘的距离。 （2）槽道第一次定位
① 绑扎第二层钢筋网片后，按照设计位置测量出槽道布置位置，在钢筋网外将焊接好成组的槽道安装就位。
② 在槽道后部锚杆处，垂直槽道的方向，间隔绑扎几根长约30cm的短钢筋，将锚杆和短钢筋绑扎固定在钢筋网片上。
③ 根据接地要求，将槽道锚杆与相应的接地钢筋可靠焊接。
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槽道接地焊接图示
（3）槽道二次定位
① 台车移动就位至指定位置后,台车油缸顶升拱顶,拱腰模板到到位,与钢筋网片上固定槽道接近贴住后通过二次定位孔,找到槽道并调整台车位置将孔位与槽道相应位置对准,再次检查,复核槽道位置,防止预升过程中槽道移动。
② 将T型螺栓穿过钢模板的二次定位长孔,放入已经剔除泡沫填充物的槽道位置, 水平旋转90度（图所示），将螺母拧紧,使槽道紧贴台车背面,达到模板上精确二次定位的目的,同时避免砼覆盖槽道；由技术人员对槽道的安装质量进行检查验收是否合格,并填写检查记录后报现场监理验收。
T型螺栓安装示意图
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台车内T型螺栓锁定图
③ 衬砌台车移动就位,根据接地设计要求,将槽道锚杆与相应接地钢筋进行可靠焊接,并通过螺栓位置再次检查槽道位置是否正确。
④ 对台车上所开的二次定位孔进行有效封堵，封堵钢板可用铆钉与台车模板固定，确保局部不会出现漏浆，脱模后造成外观缺陷。 （4）混凝土浇注和脱模后槽道检查、保护
台车模板封堵完后，进行二次衬砌浇注，砼脱模后T型螺栓松开, 脱模后T型螺栓螺母松开，打开封堵，将T型螺栓反方向旋转90°，取出螺栓，将槽道表面的少量水泥浆剔除，将槽道固定处重新填补发泡填充物,做好后续养护工作。
衬砌台车移走后，利用全站仪对预埋槽道的位置再次进行测量，并用白油漆画出隧道中心、线路中线，标注槽道中心里程,及时检测槽道贯通性电阻值、槽道间距误差、平行误差和嵌入误差，检查槽道的两端距线路中线的左右距离是否相等、两槽道之间的纵、横向间距是否满足设计要求，以利于后期制定更加合理的措施来克服施工偏差。 5.2.6台车定位
⑴ 精度控制 a. 轨道铺设标准
调整轨道中心及标高，采用铁路P38钢轨，方木作枕木，底面已铺砼地段直接铺设轨道，保证台车平稳。轨道偏差控制在±2cm以内，使模板中心线尽量同台车大梁中心重合，使台车在砼灌注过程中处于良好的受力状态。
b. 台车就位精度控制在±10mm以内。 ⑵ 定位方法
采用五点定位法，即：以衬砌圆心为原点建立平面坐标系，通过控制拱部模板中心点、拱部模板同墙部模板的两个铰接点、两墙部模板的底脚点来精确控制台车就位。采
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用五点定位法检查模板是否翘曲或扭动，位臵是否准确，保证衬砌净空，同时也易于克服衬砌环接缝处的错台。曲线上考虑内外弧长差及搭接长度，减少接缝错台。
台车走行至立模位臵，用侧向千斤顶调整至准确位臵，并进行定位复测，直至调整到准确位臵为止。台车撑开就位后检查台车各节点连接是否牢固，有无错动移位情况。为避免在浇注边墙砼时台车上浮，还须在台车顶部加设木撑或千斤顶，加强砼浇筑过程中上浮监测；同时检查工作窗状况是否良好。
衬砌台车就位
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5.2.7施工缝止水施工
隧道纵向施工缝采用采用中埋式橡胶止水带和中埋式橡胶止水条。环向施工缝采用拱墙环向施工缝采用中埋式橡胶止水带和外贴式橡胶止水带。变形缝采用中埋式橡胶止水带和外贴式橡胶止水带、沥青木丝板塞缝、聚硫密封胶及镀锌钢板接水盒等措施；
（1）环向施工缝处设置复合式止水带，由中埋式橡胶止水带和外贴式橡胶止水带组成，防水构造形式如下图： 二次衬中埋式止水带砌钢筋卡防水板初期支护防水板初期支护围岩围岩二次衬中埋式止水带砌钢筋卡模板台车端头模板模板台车
施工缝防水复合构造形式
（2）背贴式止水带施工方法：
准确定位背贴式止水带，止水带纵向轴线要求与施工缝对齐。背贴式止水带两端不透水焊接在防水板表面，手工焊接，焊接宽度不得小于4cm，焊接部位应牢固可靠。
（3）环向止水带施工方法：
将制成的钢筋卡穿过挡头模板，内侧卡紧止水带一半，另一半止水带平靠在挡头板上，待混凝土凝固后拆除挡头板，将止水带拉直，然后弯钢筋卡紧止水带，如图所示：
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中埋式水带施工方法示意图 （4）止水带施工控制要点
①因预埋式橡胶止水带构造简单，施工简便，质量可靠，故采用预埋式橡胶止水带。
②加强混凝土振捣，排除止水带底部气泡和空隙，使止水带和混凝土紧密结合。 ③止水带埋设位置应准确，其中心应与变形缝重合。
④中埋式止水带应固定在挡头模板上，先安装一端，浇筑混凝土时另一端应用箱型模板保护固定时只能在止水带的允许部位上穿孔打洞，不得损坏止水带本体部分。
⑤固定止水带时，应防止止水带偏移，以免单侧缩短，影响止水效果。 ⑥止水带定位时，应使其在界面部位保持平展，不得使橡胶止水带翻滚、扭结，如发现有扭结不展现象应及时进行调正。
⑦止水带的长度应根据施工要求事先向生产厂家定制（一环长），尽量避免接头。如确需接头，应满足以下要求（如图）：
⑧橡胶止水带接头必须粘接良好，不应采用不加处理的搭接。
⑨止水带粘接前应做好接头表面的清刷与打毛，接头处选在衬砌结构应力较小的部位，粘接应采用热硫化连接的方法，搭接长度不得小于10cm，焊接缝宽不小于50mm。。
⑩设置止水带接头时，应尽量避开容易形成壁后积水的部位，宜留设在起拱线上下。
5.2.8 堵头板施工
堵头板采用5cm木模，采用角钢与螺栓连接固定在钢架上，并在端头1/2处加设环向钢管，每隔2米加固一道。堵头板尽量控制在一个平面上，保证衬砌断面的平整，更好的与下一模进行连接。
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堵头封闭施工
5.2.9 衬砌砼施工 （1）砼搅拌
①.混凝土各种原材料的质量应符合配合比设计要求，并应根据原材料情况的变化及时调整配合比。一般情况下每班抽测2次，雨天应随时抽测。
严格按照经批准的施工配合比准确称量混凝土原材料，其最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺合料）为±1%；外加剂±1%，粗细骨料为±2%，拌合用水为±1%。
②.混凝土原材料计量后，宜先向搅拌机投放细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后加水并将其搅拌成砂浆，再向搅拌机投入粗骨料，充分搅拌后再投入外加剂，并搅
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