隧道二衬施工首例工程分析总结报告

一、工程概况

？1#隧道区属剥蚀丘陵地貌，地形起伏大，上缓下陡，自然山坡坡度约20°～45°局部达55°,山脊(顶)较陡。进口处地面高程260.0～265m，出口处地面高程282.0～284m，隧道轴线最大海拔标高410.6m，植被发育。进口段自然坡度30°～38°，出口段自然坡度20～32°。左洞起迄桩号为ZK61+065～ZK62+198，右洞起迄桩号YK61+057～YK62+176。左洞长1133米，右洞长1119米，左右洞平均长1126米，属长隧道。采用分离式双洞布置。

本合同段隧道第一模拱墙二衬施工，位于？1#隧道右线出口，里程为YK62+145.6～YK62+157.6，长度为12m，围岩等级为Ⅴ级，设计采用ZDK-1衬砌类型，55cm厚C30防水钢筋混凝土，设计总方量为160.2方，于2017年9月6日12点30分至2017年9月7日0点20分完成浇注施工，施工全过程严格按照《公路隧道施工技术规范》及本合同段编制的实施性施工组织设计相关要求进行。

二、首件施工目标

1、质量目标

交验项目主要指标合格率要求达到100%，分项工程质量评分不低于90分。

2、安全目标

无人身重伤事故及其以上事故。

3、环保目标

严格按照国家《环境保》、《福建省高速公路施工标准化管理指南》、《水土保持法》及龙岩市有关规定落实环保、水保要求。采取各种工程防护措施，控制水资源污染，水土流失，减少粉尘对空气的污染，降低噪音污染，减少工程建设对沿线生态环境的破坏和污染，确保沿线景观不受破坏，保持生态平衡，创造良好的环境。

4、首件工程施工目的

通过衬砌首件施工，确定作业班组最佳投入人数，各种机械设备工具配套数量，衬砌钢筋焊接、衬砌模板台车定位和混凝土浇筑等工艺流程，混凝土的适宜坍落度以及各工序之间的衔接。从而指导我标段后续二次衬砌施工。

三、首件二次衬砌施工

1、施工说明

我标段首件衬砌选定在？1#隧道右线出口，里程为YK62+145.6～YK62+157.6，长度为12m，55cm厚C30防水钢筋混凝土，设计总方量为160.2方，我项目部根据招标文件、规范及设计文件要求，经过细致的施工准备，严格按照《福建省高速公路施工标准化管理指南（隧道）》、相关技术规范和二次衬砌施工工艺要求进行了衬砌施工，具体过程如下：

2017年8月29日至8月30日，安装排水管、挂设土工布、防水板；

2017年8月30日至9月1日，钢筋绑扎施工；

2017年9月2日至9月3日，台车定位、预留、预埋件；

2013年9月4日至9月5日，台车安装止水带、封挡头模板、加固；

2013年9月6日至9月7日，混凝土浇筑施工；

本板衬砌浇筑一次完成，砼标号C30，设计坍落度为130～180mm，实测坍落度为165mm。经过现场监理工程师的监督和指导，以及我项目部管理人员、技术人员的合理组织，首件衬砌施工于2017年9月7日0：20分顺利完成。在施工过程中，技术人员全程现场值班，记录相关数据，作为总结报告的编制依据，在经过整理分析后，作为以后衬砌施工的参考依据，达到了首件衬砌施工的目的。

2、施工准备

⑴技术准备

①对技术人员(包括测量、试验人员)进行技术交底和相关规范的培训。

②对作业人员进行技术交底和安全培训。

③测量组对隧道防水层作业基面进行复测，并报专业监理工程师检查；检查结果合格。

图1-技术交底

⑵现场准备

①围岩稳定性

图2-周边位移监测数据

图3-拱顶下沉监测数据

②基面处理

施工前先进行基面处理，使用隧道断面仪检查断面的尺寸，截除外露的锚杆头、钢筋、钢管等尖锐物，并用砂浆抹平，确保基面圆顺及保证防水层与喷层密贴。

隧道基面有渗水的地方，采用挂设防水板，内设盲管的方法将渗水引致拱脚纵向排水管中。待基面处理完成后，报监理工程师检查，合格后进行下道工序。

图4-防水板铺设 图5-环向盲管

⑶施工人员安排

⑷机械设备配备如下：

所有施工材料的试验工作已全部完成，并经过监理工程师抽检合格。C30混凝土配合比设计已完成，按配合比配制的混凝土拌合物和易性良好，坍落度控制在130～180mm，混凝土试件七天强度满足要求。

图6-现场塌落度试验

四、施工过程和施工过程中存在的问题及处理方法

1、防排水施工

(1)本标段隧道防排水设计

在初期支护表面铺设300g/m2的无纺土工布、1.2mm厚EVA防水板，二次衬砌环向施工缝及沉降缝均采用中埋式橡胶止水带防水。

在初期支护与防水层之间沿环向设置φ50mmHDPE单壁打孔塑料盲沟，纵向间距为10米，本模二衬根据流水情况设置2根，管外包一层200g/m2无纺土工布，以引排围岩渗漏水至基底纵向φ100mmHDPE双壁打孔波纹管内，使隧道初期支护内排水良好。在隧道边墙间隔8m横向设置φ100mm排水管，以引排至隧道两侧排水管内。

(2)防水层的施工

在监理工程师对基面检查合格后，进行防水层的施工。

铺设方法：

a.铺设前进行精确放样，弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸，尽量减少接头。

b.防水板铺设采用洞内整卷起吊，无钉铺设工艺。

c.防水板铺设采用从一侧向另一侧的顺序铺设，实际铺设长度与设计弧长的比值为10:8，以保证防水板松紧适度并留有余量，检查时确保防水板全部面积均能抵到围岩。

d.防水板之间搭接宽度≮150mm，单缝焊缝宽度≮12.5mm。接缝采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，焊接温度控制在200～270℃，并将行走速度控制在0.1～0.15m/min范围内。细部处理或修补采用手持焊，焊接严密，不得焊焦焊穿。

e. 防水板焊缝采用“气密性检验法”检查：用注射针与压力表相接，用打气筒进行充气,在0.25MPa的压力下作用15分钟压力下降10%以内，焊缝质量合格。如果漏气进行补焊处理，再检查直到合格为止。

图7-现场气密性检验

此施工工程满足施工要求。

(3)沉降缝施工

沉降缝、施工缝均采用中埋式橡胶止水带防水，中埋式止水带采用钢筋卡定位。沿衬砌轴线每隔60cm左右钻一个φ16的钢筋孔。将制成的钢筋卡，由待灌砼侧向另一侧穿过挡头板，内侧卡进止水带一半，另一半止水带平靠在挡头板上。待砼凝固后拆除挡头板，然后取下钢筋卡，将止水带拉直。

图8-中埋式止水带钢筋卡

2、衬砌钢筋绑扎

⑴衬砌钢筋在隧道钢筋加工场集中加工。

⑵钢筋安装应满足：

①横向钢筋与纵向钢筋的每个节点均必须进行绑扎或焊接；

②钢筋焊接搭接长度应满足设计及规范要求，受力主筋的搭接应采用焊接，焊接搭接长度及焊缝应规范要求；

③相邻主筋搭接位置应错开，错开距离不应小于1000mm；

④同一受力钢筋的两个搭接距离不应小于1500mm；

⑤箍筋连接点应在纵横向筋的交叉连接处，必须进行绑扎或焊接；

⑥钢筋其他的连接方式应符合相关规范的规定；

⑦安装钢筋时，钢筋长度、间距、位置、保护层厚度应满足设计要求。

⑶钢筋制作必须按设计轮廓进行大样定位。

⑷为确保二衬钢筋定位准确、钢筋保护层厚度符合要求，需采取以下措施：

①先由测量人员用坐标放样在调平层及拱顶防水层上定出自制台车范围内前后两根钢筋的中心点，确定好法线方向，确保定位钢筋的垂直度及与仰拱预留钢筋连接的准确度。钢筋绑扎的垂直度采用三点吊垂球的方法确定。

②用水准仪测量调平层上定位钢筋中心点标高，及边墙处钢筋标高及距隧道中线偏距。

③采用尺量的方法检验定位钢筋的尺寸是否满足设计要求，对不满足要求位置重新进行调整，全部符合要求后固定钢筋。钢筋固定采用自制台车，二衬钢筋间距由钢管焊接的可调整的支撑杆控制。

④定位钢筋固定好后，根据设计钢筋间距在支撑杆上用粉笔标出环向主筋布设位置，在定位钢筋上标出纵向分布筋安装位置，然后开始绑扎此段范围内钢筋。各钢筋交叉处均应绑扎。

⑸钢筋保护层应全部采用高强砂浆垫块来控制。

⑹要求主筋纵向间距、分布筋环向间距、内外层横向间距、保护层厚度符合设计要求。

图9-高强砂浆垫块

此段施工过程中存在问题及改进方法：

问题：拱部钢筋排距控制出现一定偏差；拱部钢筋的保护层厚度偏大。

改进方法：钢筋全环分7个部位通过架设3排钢筋定位钢筋进行控制，每个部位严格控制偏离中线距离，拱部控制标高，确保钢筋保护层厚度符合设计要求并将钢筋排距偏差控制在5mm之内。

图10-钢筋绑扎情况

3、预留、预埋施工

⑴各种洞室根据图纸布置位置与洞身同时开挖。隧道边墙内的洞室，在浇筑边墙混凝土前，安设钢筋及预埋件后，一次浇筑完成。

⑵各种预埋(预留)管线/件，按图纸所示的位置准确设置并固定牢固。砼浇筑过程中随时注意，一旦发现预埋件发生偏移，立即停止砼浇筑，并及时对预埋件进行加固。

此施工工程满足施工要求。

4、台车定位

⑴防排水经检查合格后，开始行走台车。在台车使用前认真检查台车状况，使用时注意观察台车，一旦发现有异常状况，立即停止浇筑。

⑵台车行走时轨枕铺设平顺，垫木摆放正确、整齐且落到实处。台车定位后用卡口条固定轨枕，保证台车稳定。

⑶在台车行走到位之后，对台车进行彻底打磨清理，并均匀涂刷脱模剂。

⑷在二衬砼浇注之前，对台车进行定位。起动衬砌台车液压系统，根据测量资料使钢模定位，保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致，拱墙模板成型后固定，测量复核无误。

图11-台车验收

⑸清理基底杂物、积水和浮碴。

图12-清理基底杂物

此施工工程满足施工要求。

5、安装挡头板及止水带

⑴台车定位合格后，开始固定挡头板。在安装挡头板的同时，按上述方法安装中埋式橡胶止水带。

⑵对挡头板进行加固处理，确保牢固。

6、浇筑砼

⑴二衬砼采用输送泵输送入模方式浇筑。

⑵砼浇筑左右交替进行，每侧浇筑高度按40～50cm进行控制。

⑶施工现场根据砂石料表面含水率、施工设备、运输方法或运输距离、施工气候变化等条件，将试验室配合比换算为施工配合比。本次二次衬砌砼施工配合比为水泥：水：砂：碎石：掺合料：外加剂=1：0.49：2.09：3.01：0.18:0.013，现场检测砼坍落度为165mm，均符合设计及规范要求。砼塌落度、配合比必须符合试验室提出的要求，且任何人不得私自改变，以确保砼质量。

⑷砼由下向上对称分层自模板窗口灌入，倾落自由高度不超过1.2m。在砼浇筑过程中，观察模板、支架、预埋件和预留孔洞的情况，发现有变形、移位时及时采取加固措施。砼浇筑连续进行，因故间歇时，间歇时间小于前层砼的初凝时间或能重塑的时间。

⑸封顶密实性：在封顶时，适当增加砼和易性，并先从地势低的灌注口进料，然后从地势高的灌注口进料，并在地势高的端头处设置排气孔(观察孔)，当观察到砼由观察孔流出时，及时封闭观察孔并停止砼浇筑。在封顶时保证混凝土的连续、快速灌注，以免灌注间隔时间过长而导致砼流动不畅。

此段施工过程中存在问题及改进方法：

问题1：出现砼在浇筑过程中罐车供应不及时现象，因车辆在便道堵塞，断料30分钟。

改进方法：现场加强与罐车司机、拌合站沟通，对不正常意外及时沟通解决，同时，在下一辆罐车到来之前，不得将混凝土全部泵送完，杜绝出现“冷缝”。

7、混凝土的捣实

混凝土浇筑入模后，内部还存在着很多空隙。混凝土的捣实就是使浇入模内的混凝土完成成型与密实过程，保证混凝土构件外形正确，表面平整，混凝土的强度和其它性能能符合设计要求。⑴本工程采用插入式振捣棒。振捣时，将振捣棒自然地垂直沉入混凝土中。为使上下层混凝土结合成整体，振捣棒插入下一层混凝土中。振捣棒不插入太深，使用棒的尾部留露1/3～1/4，软轴部分不插入混凝土中。振捣时，将棒体快进慢出上下抽动，以保证上下部分的混凝土振捣均匀。振动棒避免碰撞钢筋、模板、防水板和预埋件等。⑵振动棒各插点的间距均匀。插点间距不超过振动棒有效作用半径R的1.5倍(即40~60cm)，振动棒与模板的距离不大于其有效作用半径R的0.5倍(即20cm)。振捣棒在各插点的振动时间，以见到混凝土表面基本平坦，泛出水泥浆，混凝土不再显著下沉，无气泡排出为止。

此段施工过程中存在问题及改进方法：

问题1：出现砼浇筑过程中因钢筋影响振捣棒2m以外插入振捣不足现象。

改进方法：将工作窗口范围内φ12钢筋勾临时取出，使振捣棒更便利插入振捣，待砼面至工作窗口20cm时，将φ12钢筋恢复至原位进行绑扎。

问题2：由于钢筋影响以及插入式振动器的振捣缺陷导致振捣时存在不足。

改进方法：精确定位在台车模板上科学合理布置10个附着式振动器，保证混凝土全方位振捣到位。

图13-附着式振动器

8、混凝土脱模及养护

2017年9月8日8时整，经试验人员对所取的试块进行抗压试验，得抗压强度为5.2MPa，超过设计要求强度5Mpa，作业人员对本模二次衬砌进行拆除挡头板及脱模。

脱模后立即进行喷水养生，做到养护时间不少于14天。

图14-带模养护

问题：脱模后，混凝土表面色泽出现偏差，局部出现脱模剂涂抹不匀的现象。原因分析：脱模剂涂抹时间过长，经过长时间的暴露和晾晒，导致出现色差，在涂抹脱模剂的时候涂抹方式及顺序不对导致涂抹不匀。

改进方法：在台车定位前短时间内涂抹脱模剂，避免长时间暴露或暴晒；涂抹脱模剂是从顶部往两边分散涂抹，短时间内一次完成，改进涂抹工具，保证脱模剂涂抹均匀。

五、分析总结

本次？1#隧道出口首模衬砌在整个施工过程中较为顺利。

经过本次施工，我们确定了其施工方法及工艺的可行性，得到了适合本标段隧道二衬的最佳施工配合比，总结出了对二衬现场施工质量控制方法，以确保隧道二衬施工质量达到设计及规范要求。

在本模拱墙二衬整个施工过程中，存在以下几个问题：

1、在混凝土浇筑过程中，由于钢筋影响以及插入式振动器的振捣范围缺陷，导致局部出现了蜂窝麻面。

图15-局部蜂窝麻面

2、脱模后，拱墙混凝土表面颜色局部不均匀，脱模剂涂抹不匀。

3、二衬钢筋定位不准确，导致局部钢筋保护层厚度偏大。

鉴于以上几个问题，在后续施工中采取了以下几个措施，以保证今后的二衬施工不再出现类似问题，具体措施如下：

1、将工作窗口范围内φ12钢筋勾临时取出，使振捣棒更便利插入振捣，待砼面至工作窗口20cm时，将φ12钢筋恢复至原位进行绑扎；按要求均匀涂抹脱模剂，边墙处砼浇筑过程中加强振捣并控制好塌落度。精确定位在台车模板上科学合理布置10个附着式振动器配合插入式振捣器，保证混凝土全方位振捣到位。

2、施工准备到位，相关部门、人员加强沟通，保证混凝土施工连续，即使出现问题也要保证混凝土浇筑间隔时间不超过1h,避免出现冷缝。

3、在台车定位前短时间内涂抹脱模剂，避免长时间暴露或暴晒；涂抹脱模剂是从顶部往两边分散涂抹，短时间内一次完成，改进涂抹工具，保证脱模剂涂抹均匀。

4、钢筋全环分7个部位通过架设3排钢筋定位钢筋进行控制，每个部位严格控制偏离中线距离，拱部控制标高，确保钢筋保护层厚度。

图16-整体浇筑效果