[分享]地铁区间隧道衬砌施工方案与工艺

发表于2018-12-05     1001人浏览     1人跟帖     总热度:190  

1 隧道衬砌施工方案

采用仰拱与填充先行于衬砌的施工方案,距开挖工作面相距2~3个洞宽。仰拱先行,再施工边墙和拱圈,以利于衬砌结构的整体受力,并起到早闭合,防塌方。同时能保证洞内道路的畅通,对搞好洞内排水、搞好文明施工等都是非常有利的。仰拱施作,势必影响到车辆的运行,此采取防干扰简易平台做为过渡通道,以保证掌子面正常施工。填充采用定型加长模板(施工栈桥)。在断面尺寸无变化的地段,边墙和拱圈二次衬砌采用整体钢模衬砌台车一次性施工。如衬砌断面尺寸发生变化,则采用组合模板施工。组合模板体系由型钢拱架、纵梁、钢管内支撑及钢模板组成。型钢拱架分两片用螺栓连结成整体作背衬,当断面变化小时,松开钢拱架对接螺栓,通过在拱架中间加入或减少相应的钢拱架,然后再用螺栓紧固来完成断面变化。纵梁采用I16工字钢,与钢拱架(I20)联接,以加强组合模板的整体性。钢模板采用CM03012(宽300mm,长1200mm,高84mm),每次衬砌长度依据各段施工方案。混凝土集中拌合,混凝土罐车运输,输送泵泵送,插入式振捣器振捣。

衬砌台车的选择:

集美中心站站后停车线台车1台,长9m,供B、D型衬砌断面使用;由于a、c断面尺寸不同且长度不大,采用组合模板。

诚毅广场站~软件园站台车2台,长9m,供标准衬砌段使用;盾构接收大断面采用组合模板。

出入线第一段竖井施工段台车4台,其中长9m的2台,由竖井往岩内北广场站衬砌(直线段);长4.5m的2台由竖井往车辆段衬砌(半径200m曲线)。

出入线第二段下穿高速公路段台车1台,长4.5m(半径200m曲线)。

试车线隧道台车1台,长9m(直线)。

2 隧道衬砌施工工艺

2.1 钢筋施工

2.1.1 钢筋制作

⑴ 钢筋的调直、除锈 :

钢筋的表面应洁净,使用前将表面油渍、污迹、锈皮、鳞锈等清除干净。

钢筋平直,无局部弯折,钢筋中心线偏差不能超过其全长的1%。

钢筋在调直机上调直后,其表面伤痕不得使钢筋截面面积减少5%以上。

⑵ 钢筋的弯制和末端的弯钩应符合设计及规范要求:

所有受拉光面圆钢筋的末端应作 180°的半圆弯钩,弯钩的内径不得小于 2.5d,钩端留有不小于 3d的直线段。

⑶ 在Ⅱ级钢筋按设计要求变转 90°时其最小转弯直径符合下列要求:

钢筋直径小于16mm时,最小转弯直径为5倍钢筋直径。

钢筋直径大于16mm时,最小转弯直径为7倍钢筋直径。

弯起钢筋弯成平滑的曲线,其曲率半径不小于钢筋直径的 10倍(光圆钢筋)或12倍(带肋Ⅱ级钢筋)。用圆钢筋制成的箍筋,其末端有弯钩,弯钩的长度符合技术交底要求。

加工后钢筋的允许偏差不得超过规范中规定的数值。

钢筋班负责按技术交底要求进行施作,钢筋的规格、型号、下料长度均符合设计要求,技术主管及质检工程师负责检查验收,随时抽查并作好记录。

⑶ 接头

钢筋的接头采用闪光对焊,当不能进行闪光对焊时,采用机械连接。钢筋的交叉连接,采用接触点焊,不宜采用手工电弧焊。焊接钢筋的接头应将施焊范围的浮锈、漆污、油渍等清除干净。

为保证闪光对焊的接头质量,在每班施焊前或变更钢筋的类别、直径时,均应按实际焊接条件试焊二个冷弯及二个拉力试件,根据对试件接头外观质量检验和实验验证焊接参数,在试焊质量合格和焊接参数选定后,方可成批焊接,当对焊接质量有怀疑时,根据实际情况抽样实验。

全部闪光对焊的接头均应进行外观检查,钢筋表面无裂缝和明显烧伤,接头弯折角度不得大于 4°,接头轴线偏心不得大于0.1倍的钢筋直径,且不得大于2mm。

对于直径为 10mm以上的热扎钢筋,其接头采用搭接或帮条电弧焊时,符合规范要求。

电弧焊接所用的焊条,按设计规定采用。在设计未做规定时,可根据规范要求进行选用。为保证电弧焊的焊接质量,在开始施焊前(不是每班前)或每次改变钢筋的类别、直径、焊条牌号以及调换焊工时,特别是可能干扰焊接操作的不利环境下现场施焊时,预先用相同的材料,相同的焊接操作条件、参数,制作两个抗拉试件进行试验,试验结果在大于或等于该类钢筋的抗拉强度时,才允许正式施焊。

钢筋采用绑扎接头,符合规范规定。 钢筋接头分散布置。配置在“同一截面”内的下述受力钢筋,其接头的截面积占受力钢筋总截面面积百分率不超过50%。

2.1.2 钢筋安装

为保证混凝土保护层厚度,确保钢筋位置准确,在钢筋与模板之间设置强度不低于设计强度的混凝土垫块。垫块埋设铁丝并与钢筋扎紧,并互相错开,分散布置。

筋的安装位置,其间距、保护层及各部分钢筋的大小尺寸,均符合设计图纸的规定。其偏差不得超过规范的规定。

安装后的钢筋,有足够的刚性和稳定性。

钢筋绑扎完毕后,技术主管须按照设计图纸和施工规范的标准进行详细检查,并作出检查记录,钢筋检查合格后,必须经质检工程师和驻地监理检查确认后,方可进行下步工序施工。

2.2 模板施工

⑴ 仰拱开挖完成后,及时进行仰拱初期支护施工。先初喷封闭,再打锚杆、安装仰拱钢架,然后复喷至设计厚度,覆盖钢架。有条件时,在底部初喷封闭后,仰拱可采用一次立模施工。

⑵ 边墙与拱部衬砌采用整体模板台车,二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作,围岩变形量较大,流变特性明显时,要加强初期支护并及早施作仰拱和二次衬砌。同时,二次衬砌距掌子面的距离符合图纸或技术规范要求,一般情况下不大于200m,软弱围岩要紧跟。

⑶ 围岩和初期支护变形基本稳定符合下列条件:

① 各测试项目的位移速率明显收敛,围岩基本稳定;

② 已产生的各项位移,已达预计总变形量的80%~90%;

③ 周边位移速率小于0.1~0.2mm/d,或拱顶下沉速度小于0.07~0.15mm/d。

⑷ 衬砌台车制造:

① 模板支撑桁架门下净空满足隧道衬砌前方施工所需大型设备通行要求;桁架各层平台的高度要满足砼施工要求,利于工人进行安管、砼捣固等施工作业。

② 台车整体模板板块由面板、支撑骨架、铰接接头、作业窗等组成,当衬砌断面较大,所承受荷载较大时,支撑骨架制成桁架结构,满足台车强度、刚度的要求,并尽量减少板块接缝数量。见图2.4.3.1、2.4.3.2。

③ 为保证衬砌净空,模板外径应考虑变形量适当扩大。钢面板厚度不得小于8mm。板间接缝应焊接并磨光。

④ 应在2m、4m、拱顶处设置作业窗,窗口尺寸1250px×1250px,且应整齐划一。

⑤ 隧道衬砌台车长度为9m和4.5m。

⑥ 台车模板的液压支顶、收缩系统应布置合理,满足衬砌施工需要。

⑦ 衬砌台车应满足自动行走要求,并有闭锁装置,保证定位准确。

2.3 混凝土施工

2.3.1 施工前提条件

⑴ 二次衬砌作业区段的初期支护及防水板隔离层、环向透水盲沟等已验收合格,硬岩区段防水隔离层铺设至少比二衬作业面超前2~3倍的衬砌段落长度;防水层表面粉尘应清除并洒水湿润。


地铁区间隧道衬砌施工方案与工艺-Snap16


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⑵ 测量工作细致准确,中线、标高、断面尺寸和净空大小均须符合规范要求。

⑶ 根据监控量测反馈信息,科学确定了二次衬砌的施作时机。

⑷ 二次衬砌作业区段的仰拱上的填充层或铺底调平层已施工完毕,且地下水已合理引排;为利于台车侧模底脚部位顺利收起,先施工矮边墙时,其和台车侧模底部接缝的标高、距行车道中线距离符合计算的设计值,允许偏差±5mm;施工缝已按规范处理合格,基础部位的虚渣及积水必须清理干净。

⑸ 整体模板衬砌台车、输送泵、运输车、捣固机械等处于可正常运转状态,设备能力满足隧道二衬混凝土施工需要。

⑹ 二次衬砌作业区段的照明、供电、供水、排水系统满足衬砌正常施工要求;通风环境良好。

2.3.2 施工工序

⑴ 二次衬砌施工流程图见图2.4.3.3。

⑵ 一般要求:

① 凡属隐蔽工程,经质量检查验收合格后,方可进行隐蔽工程作业。

② 为保证衬砌工程质量,隧道一般地段(含洞身、明洞、加宽段)的二衬施工必须采用全断面模板台车和泵送作业。

③ 二衬作业面距铺底作业面距离不得少于100m,距矮边墙作业面距离不得少于60m,保证正常二衬施工进度。

④ 复合式衬砌结构的二次衬砌施工应在监控量测数据指导下,选择适当时机进行施工。

2.3.3 矮边墙施工工艺

现浇隧道两侧沟墙的外露面均必须使用钢模板。

矮边墙顶面标高按台车侧模底部标高确定;施工时按规范预埋连接钢筋或榫石,并将和二次混凝土接触面凿毛,在围岩变化处设置好沉降缝;二衬砼浇注前用水将其表面湿润,清除杂物。

注意按设计布设纵向透水盲管及其与沉砂井的连接管,预留环向软式透水盲管和防水板接头,以及设置预埋件和预留洞室等。

2.3.4 台车拼装调试

衬砌台车工厂制造,现场拼装。衬砌前对模板表面进行彻底打磨,清除锈斑,涂油防锈。

2.3.5 台车就位调整

台车模板定位采用五点定位法,即:以衬砌圆心为原点建立平面坐标系,通过控制顶模中心点、顶模与侧模的铰接点、侧模的底脚点来精确控制台车就位。曲线隧道应考虑内外弧长差引起的左右侧搭接长度的变化,以使弧线圆顺,减少接缝错台。特别注意台车定位的准确性,避免标高出错或偏位造成二衬混凝土侵限侵入。

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台车模板与混凝土有适当的搭接(≥250px,曲线地段指外侧),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,模板是否翘曲或扭动,位置是否准确,保证衬砌净空。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。同时检查工作窗状况是否良好。

2.3.6 预留洞室和预埋件的固定

钢筋砼衬砌地段,预留、预埋件固定在钢筋骨架上。

无筋衬砌地段采取在衬砌台车模板上钻孔,用螺栓固定预留、预埋件。

2.3.7 安装挡头板及橡胶止水带或止水条

⑴ 挡头板安装

台车端部的挡头模板应能保证设计衬砌厚度,并可适当调整以适应其不规则性;挡头模板结构应能保证衬砌环接缝榫接,以保证接头处质量,增强其止水功能。顶部留有观察小窗口,以观察封顶混凝土情况。

⑵ 止水带安装

止水带常设在衬砌沉降缝、施工缝或伸缩缝处。一般采用中埋式橡胶止水带,现场分段安装固定在挡头板上,其接头根据现场情况,可采用热接或冷接方法。

⑶ 止水条安装

橡胶止水条设于施工缝处,止水条安装在砼端面预留的凹槽内,安设程序为:清洗砼表面—→涂刷氯丁粘结剂—→粘贴止水条—→砼钉固定—→灌注新砼。

2.3.8 混凝土浇注

⑴ 二衬砼灌注前重点检查以下几点:

① 复查台车模板及中心高是否符合要求,仓内尺寸是否符合要求;

② 台车及挡头模安装定位是否牢靠;

③ 止水条、止水带安装是否符合设计及规范要求;止水条安装:由于止水条使用功能受限及使用寿命问题,现在一般改为P201止水条。

④ 模板接缝是否填塞紧密;

⑤ 脱模剂是否涂刷均匀;

⑥ 基仓清理是否干净,施工缝是否处理;

⑦ 预埋件位置是否符合要求;

⑧ 输送泵接头是否密闭,机械运转是否正常;

⑨ 输送管道布置是否合理,接头是否可靠。

⑵ 混凝土浇注采用泵送浇注工艺,机械振捣密实:

① 泵送前采用按设计配合比拌制的水泥浆或按骨料减半配制的混凝土润滑管道。

② 砼由下至上分层、左右交替、对称灌注。每层灌筑高度、次序、方向根据搅拌能力、运输距离、灌筑速度、洞内气温和振捣等因素确定。为防止浇注时两侧侧压力偏差过大造成台车移位,两侧砼灌注面高差宜控制在1250px以内,同时合理控制砼浇注速度。

③ 砼输送管端部设接软管控制管口与浇筑面的垂距,砼不得直冲防水板板面流至浇筑位置,垂距应控制在1.5m以内,以防砼离析。

④ 施工过程中,输送泵应连续运转,泵送连续灌筑,宜避免停歇造成“冷缝”,间歇时间超过规范要求时,按施工缝处理。

⑤ 当砼浇至作业窗下1250px,作业窗关闭前,将窗口附近的砼浆液残渣及其它赃物清理干净,涂刷脱模剂,将其关紧,防止窗口部位砼表面出现凹凸不平的补丁甚至漏浆现象。

⑥ 隧道衬砌起拱线以下的反弧部位是砼浇注作业的难点部位,对砼性能、坍落度及捣固方法进行有效控制,以减少反弧段气泡,有效改善衬砌砼表面质量。

⑦ 封顶采用顶模中心封顶器接输送管,逐渐压注砼封顶。当挡头板上观察孔有浆溢出,即标志封顶完成。

2.3.9 拆模

按施工规范采用最后一盘封顶砼试件达到的强度来控制。当不承受外荷载时,砼强度达到5(2.5)MPa或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重时拆模;拆模顺序一般后支的先拆,先支的后拆,先拆除非承重部分,后拆除承重部分,重大、复杂的模板除有拆模方案;在保证当衬砌施作时间提前,承受有围岩压力时,按规范要求进行。

2.3.10 养生

拆模前用水冲洗模板外表面,拆模后用高压水喷淋混凝土表面,以降低水化热,表面浇水次数应以能使混凝土表面具有足够的湿润状态为宜。养护期不少于14天。

2.3.11 缺陷处理

拆模后,若发现缺陷,不得擅自修补,经监理工程师批准后方可处理。

气泡:采用白水泥和普通水泥按衬砌表面颜色对比试验确定的比例掺拌后,局部填补抹平。

环接缝处理:采用弧度尺画线,切割机切缝,缝深约50px,不整齐处进行局部修凿或经砂轮机打磨后,用高标号水泥砂浆修饰,用钢镘刀抹平,使施工缝圆顺整齐。

对于表面颜色不一致的采用砂纸反复擦拭数次。

预留洞室周边还应先行清理干净,然后喷水湿润,采用高标号、与二衬颜色相统一的砂浆,抹平压光。


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