[发明专利]隧道衬砌施工方法

摘要

隧道衬砌施工方法涉及隧道施工过程中的隧道衬砌施工方法。主要是为解决现有的隧道衬砌施工方法存在工程质量差、工效低等问题而发明的。施工前准备：修建洞内排水沟槽、土工布铺设、防水板铺设、安装排水盲管，对施工缝和变形缝进行防水处理；衬砌施工：首先进行仰拱、仰拱填充施工，然后进行二次衬砌，采用整体式液压衬砌台车施工，钢筋绑扎，浇筑混凝土，采用插入式振捣棒振捣，然后拆模、养护。优点是解决了目前施工中普遍存在工程质量差、工作效率低等问题。

主权项

1.隧道衬砌施工方法，其特征是：一，施工前准备：(1)、洞内排水沟槽；采用双侧排水沟加中心矩形水沟，侧沟主要用于汇集地下水并通过φ100mmPVC横向排水管与中心矩形盖板水沟连通，将洞内水通过中心矩形盖板沟排至洞外，横向排水管纵向间距30m，水沟纵向坡度与线路坡度一致；(2)、土工布铺设；土工布长边沿隧道环向铺设，铺设长度为混凝土循环灌注长度外大于150cm安排；首先在喷射混凝土隧道拱顶标出隧道纵向中线，把土工布用射钉、塑料垫片固定在混凝土基面上，要求土工布的中心线与隧道中心线重合，土工布搭接宽度不小于50mm，侧墙土工布的铺设位置在施工缝以下250mm，以便搭接，塑料垫片用射钉固定在无纺布上，拱部间距0.5～0.8m、边墙间距0.8～1.0m、底部1.0～1.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定，基面凹凸较大处增加固定点，使缓冲层与基面密贴；(3)、防水板铺设：防水板采用无钉铺设工艺，EVA防水板长边沿隧道环向铺设，铺设长度与土工布相同，先在隧道拱顶部的土工布缓冲层上正确标出隧道纵向中心线，再使防水板的中心线与隧道中心线重合，与土工布一样从拱顶开始向两侧下垂铺设，边铺边与圆垫片热熔焊接，铺设时力求与土工布密贴，不必拉得太紧，防水板在与圆垫片进行热合，时间达5s即可，防水板长短边采用塑料热合机进行焊接，搭接长度不小于15cm，防水板焊缝焊接时，热合机行走速度控制在16～112m/min；防水板的铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面上，不致因过紧被撕裂；防水板接缝焊接；防水板接缝焊接采用爬行热合机双缝焊接，将两幅防水板的边缘搭接，通过热熔加压而有效粘结；防水板搭接宽度不小于15cm，焊缝宽度不小于1.5cm；热合器预热后，放在两幅防水板之间，边移动融化防水板边顶托加压，直至接缝粘接牢固；竖向焊缝与横向焊缝成十字相交时，在焊接第二条缝前，先将第一条焊缝外的多余边削去，将台阶修理成斜面并熔平，修整长度＞12mm，以确保焊接质量和焊机顺利通过；(4)、排水盲管：环向盲管安装：先在喷射混凝土面上定位划线，线位布设原则上按设计进行，但根据洞壁实际渗水情况作适当调整，尽可能通过喷射层面的低凹处和有出水点的地方；沿线用PE板窄条和水泥钢钉将环向盲管钉于初喷混凝土表面，钢钉间距30～50cm，集中出水点沿着水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封处沿堵，以便地下水从管中集中流出；纵向盲管安装：按线路设计坡度及高度在边墙底部放线，沿线钻孔，打入膨胀螺栓，安设纵向盲管，用卡子卡住盲管，固定在膨胀螺栓上；环向与纵向、纵向与泄水管之间的三通连接必须紧密可靠，防止松脱，必要时用防水胶带进行固连；盲管与喷射混凝土层面的间距不得大于5cm，盲管与岩面脱开的最大长度不得大于10cm；隧道拱墙防水层与初期支护间环向设φ50mm盲沟，结合施工缝设置，纵向间距为6～12m,并根据地下水情况调整，在地下水较大处加密布置；在隧道两侧边墙墙脚外层纵向设外包土工布的φ100mm盲沟，每段纵向盲沟中部设置一处φ50mm波纹管泄水孔连接到隧道两侧水沟，接头处均通过三通或弯头连接；环向盲沟与纵向盲沟两端均直接与隧道侧沟连通，侧沟汇集的地下水通过φ100mmPVC横向排水管排向中心矩形盖板沟，排水沟坡度2％，便于排水管路维护；(5)、施工缝防水处理：环向施工缝采用外贴式橡胶止水带+中埋式橡胶止水带，纵向施工缝中埋式钢边止水带+遇水膨胀橡胶止水条；仰拱不设置防水板，为便于止水带安装，需在环向施工缝处增设一幅2m宽1.5mm厚的EVA防水板，背衬无纺布；施工缝通常有竖缝和平缝两种，在进行防水施工时，首先须在二次衬砌混凝土灌注后的4～12小时内，用钢丝刷将接缝处的混凝土面刷毛或用高压水冲洗，直至露出表面石子；在新混凝土灌注前，应将接缝处清理干净，保持湿润，先刷水泥浆两道，再铺设10mm厚水泥砂浆，过0.5小时后再灌注混凝土；外贴式止水带安装：背贴式止水带采用不透水粘贴或焊接固定于已铺的防水板上；当背贴式止水带与防水板之间无法焊接时，采用双面粘贴的丁基胶粘带进行粘贴；丁基粘贴带的厚度不大于1.5mm；环向止水带接缝设在边墙较高位置上，不得设在结构转角处；止水带安装：先期施工混凝土时，先在1500mm间距将φ12mm的定位钢筋焊于侧墙或底、顶板钢筋上，装入止水带固定于定位架上，并清理干净带面上的污垢，变形缝处的端头模板钉设填缝板，使止水带气孔中心线和变形缝中心线重合，止水带用端头模板夹牢固定，填缝板必须垂直设置，并支撑牢固不得跑模，施工缝处混凝土加强振捣及时养生；止水条安装：先在预留槽内安设背贴式止水条并进行固定，然后将止水条准确埋于槽中，安装时先在槽内涂抹粘结剂，并用水泥钉固定，水泥钉的间距不宜大于60cm，止水条安装时应顺槽拉紧嵌入，确保止水条与槽底密贴，不得有空隙；止水条接头处应重叠搭接后再粘结固定，搭接长度不小于50cm；在打下一板混凝土之前，先清理沟槽，老混凝土面凿毛洗洁,用原浆水泥浆把新老混凝土接缝抹10mm厚,浇筑下一板衬砌混凝土；变形缝防水处理：变形缝采用中埋橡胶止水带+外贴止水带+嵌缝材料的复合防水构造；拱墙变形缝处衬砌外缘与防水板结合部位以聚硫密封胶封堵，衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，以外2cm范围内设置U型镀锌钢板接水盒，其余空隙采用填缝料填塞密实；止水带的固定及安装方法与施工缝中止水带安装相同；施工过程中对竖直向的止水带两边的混凝土要加强振捣，保证混凝土两边的混凝土密实，同时将止水带与混凝土表面的汽泡排出，要保证止水带与混凝土牢固结合，止水带处的混凝土不应有粗骨料集中或漏振现象；对水平向的止水带待止水带下充满混凝土并充分振捣密实后，放平止水带并压出少量的混凝土浆，然后再浇灌止水带上部混凝土，振捣上部混凝土时要防止止水带变形；二、衬砌施工；(1)、仰拱、仰拱填充施工；仰拱、仰拱填充分开浇筑，仰拱初支领先仰拱衬砌1m，仰拱衬砌领先仰拱填充0.5m，领先拱墙二次衬砌施工，待喷锚支护全断面施作完成后，及时开挖并灌注混凝土仰拱，使支护尽早闭合成环，为确保隧道结构的稳定和安全，仰拱混凝土浇筑采用整体式弧形模板，仰拱端头施工采用组合式定型钢模板施工，仰拱施工时利用弧形模板浇筑部分边墙，以利墙拱衬砌台车进行施工；仰拱端头采用组合式定型钢模板，混凝土浇注前必须将隧底虚碴、杂物、积水清理干净，超挖部分采用同级混凝土回填，由中心向两侧对称浇注，仰拱与边墙衔接处捣固密实；仰拱一次施工长度控制在12m之内，仰拱与填充严禁连续施工，做好仰拱大样，保证填充混凝土不侵入仰拱断面；将上循环混凝土仰拱接头凿毛处理，且在与边墙施工缝处设φ16mm插筋，每米单侧至少设4根，每根插筋在施工缝上下的埋设长度不小于30cm,并与边墙衬砌钢筋连接；(2)、二次衬砌；当围岩和初期支护变形基本稳定，量测监控数据表明位移率明显减缓、收敛值拱脚附近小于0.2mm/d和拱顶相对下沉小于0.15mm/d时，方可施作二次混凝土衬砌；隧道二次衬砌全部采用整体式液压衬砌台车施工；衬砌台车：隧道二次衬砌全部采用整体式液压衬砌台车施工，端头采用组合式定型钢模板，台车长度12m；正洞每个施工作业面至少配备1台12m长全断面液压衬砌台车，辅助坑道施工每个施工作业面至少配备1台6m长全断面液压衬砌台车，衬砌台车采用全站仪定位；钢筋制作及安装：钢筋在洞内绑扎；钢筋焊接：热轧圆钢筋和螺纹钢筋均应采用闪光对焊；钢筋冷拉调直：采用卷扬机在一块较平整的场地进行钢筋的冷拉；钢筋下料：根据设计图纸的规格尺寸，在下料平台上放出大样，然后进行钢筋的下料施工；钢筋成型：在钢筋加工平台上根据钢筋制作形状焊接一些辅助设施，人工利用套筒或扳手进行钢筋的成型加工；钢筋骨架绑扎：严格按照图纸尺寸进行绑扎；混凝土拌制：混凝土的入模采用HBT80输送泵，模板台车就位并安设挡头板后即可进行混凝土的灌注，灌注混凝土之前，钢模板台车外表面需涂抹脱模剂，以减少脱模时的表面粘力，灌注混凝土时，先从台车模板最下排工作窗口进行灌注混凝土，采用逐窗灌注的方式，灌注混凝土至混凝土快要平齐工作窗口时，关闭工作窗，然后从第二排工作窗口进行灌注混凝土，依次类推，最后于拱顶输料管处关闭阀门封顶，为保证封顶效果，二衬台车端头钢模板顶部设置一块活板，即为检查孔和排气孔，带混凝土浇筑至拱顶时，通过检查孔检查混凝土封顶情况，在混凝土快封满时，关闭活板，见混凝土浆液沿模板缝隙大量流出及为混凝土灌满；振捣主要考虑模板台车的自振系统，对个别部位辅以插入式捣固棒进行，在边墙以下部位，采用以插入式振捣为主、附着式为辅的方式进行振捣；边墙及以上采用以附着式振捣为主、插入式振捣为辅的方式进行振捣；采用插入式振捣棒振捣时，按“快插慢拔”操作；混凝土分层灌注时，其层厚不超过振动棒长的1.25倍，并插入下层不小于5cm，振捣时间为10～30s；振捣棒应等距离地插入，均匀地捣实全部混凝土，插入点间距小于振捣半径的1倍；前后两次振捣棒的作用范围应相互重叠，避免漏捣和过捣；然后拆模、养护。