隧道二次衬砌施工技术总结

一、总体施工方案 

隧道衬砌通常遵循“仰拱超前、拱墙整体衬砌”的原则，初期支护完成后，为有效地控制其变形，仰拱尽量紧跟开挖面施工，仰拱填充采用栈桥平台以解决洞内运输问题，并进行全幅一次性施工。仰拱施做完成后，利用多功能作业平台人工铺设防水板，绑扎钢筋后，采用液压整体式衬砌台车进行二次衬砌，拱墙一次性整体灌注施工。混凝土在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运至洞内，泵送混凝土浇筑，插入式捣固棒配合附着式振捣器捣固。

模板台车施工：隧道使用台车施工，台车设计总长12m，台车搭接10cm，每一循环台车衬砌长度为11.9m，隧道环向施工缝为11.9m一道，水平施工缝设在路面下0.15m位置。

隧道防水施工：隧道内采用简易台架铺设防水材料。

隧道钢筋施工：集中钢筋加工厂加工，再运输至隧道二衬钢筋施工部位， 采用防水板简易台架作为钢筋绑扎施工平台进行钢筋施工。

隧道二衬砼施工：砼输送泵自地面泵送砼至模板台车处，砼灌注以自密实为主，人工配合采用捣固棒振捣。

 

二、施工工艺

2.1 施工工艺流程

2.2 隧道初支断面净空测量

在隧道二衬施工之前，先由测量组对隧道初支断面净空进行测量，对隧道净空进行检查，完成后将测量成果上报。提前对侵限部分进行处理，处理完成后进行复测，并经监理检查合格后方进行下一道工序。二衬拱墙施工

（1）拱墙测量放样

首先，检查边墙基础施作结构尺寸，检查是否满足拱墙衬砌净空和模板台车就位尺寸。如边墙基础结构侵入模板台车就位净空，应进行修凿处理。净空满足要求后，使用水准仪操平在隧道两边边墙基础上用红色油漆标出模板台车就位标高，使用全站仪在防水板标出隧道中心线及模板台车就位的法线。中心线必须放在拱墙衬砌的两个端头，放线长度以11.90m（12m长台车）为准，预留10cm的模板搭接长度，中心线和就位高程点精确放在两个里程断面，且便于施工过程中点位的可使用性。

（2）拱墙施工方案

隧道在开挖、支护后，围岩变形达到收敛，即不变形、不沉降后即可进行衬砌施工。防水层铺设前要对开挖断面净空进行检查，欠挖部分进行处理，保证不侵入设计要求净空。同时对喷砼进行基层处理，基层平整度要求：凹凸处高差不得大于5cm。复合式衬砌要求隧道混凝土二次衬砌应在围岩收敛变形稳定后作为最佳衬砌时机，但软弱围岩及断层破碎带处，由于其围岩自稳能力差，初期支护难以使其达到完全稳定，故根据支护情况及量测信息，为确保洞体稳定及施工安全，经监理工程师同意后及时进行二次衬砌，必要时紧跟开挖面。正洞衬砌段落边拱模采用定制12米衬砌钢模板衬砌台车，通过调整液压元件，使模板正确对位。混凝土灌筑通过灌筑窗口，自下而上，从已灌段接头处向未灌方向，水平分层对称浇灌，边浇边捣，层厚不超过40cm，相邻两层浇注时间不超过1.5小时，确保上下层混凝土在初凝前结合好，不形成施工冷缝，垂直自由下落高度控制不超过2m，捣固采用附着式振捣器和插入式振捣器，安排专人负责，保证混凝土衬砌内实外光。减少二次衬砌混凝土表面的气泡，采取堵头板分层设排水孔排出泌浆水的措施，混凝土在振捣过程中，产生泌浆水，容易粘在模板上形成混凝土表面的气泡。在堵头板上沿竖向每20～30cm设可以封闭的孔（φ10～14的螺钉孔即可），浇筑时根据混凝土的层面，依序打开孔排水，排完水及时封孔。

衬砌台车由现场提供断面尺寸及功能要求，委托专业的厂家加工，现场组装。衬砌台车具备足够的强度和刚度，满足断面加宽及下锚段衬砌要求，并且立模方便。预留洞室等结构物衬砌采用简易衬砌台架、组合钢模立模，泵送混凝土入仓。施工时，与正洞衬砌连接段预留出1m长，与正洞衬砌同时灌筑。

混凝土灌注结束12小时后从挡头板浇水养护。

拱墙衬砌施工工艺框图见下图：

 

 （3）边墙基础、拱墙施工缝基面处理

在防水层铺设、防排水结构安装完毕，经自检、监理检查、充气试验检查合格后，对边墙基础顶面清除焊渣、杂物等，然后用水进行冲洗，待水干后，涂界面剂。拱墙施工缝必须凿毛处理，同时用水清洗，理顺止水带。

（4）台车就位

立模（台车就位）：根据放线位置，移动台车就位。台车就位后，按要求检查台车位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性，放置接头止水带及界面剂和拱部注浆管，并安设好挡头模板再进行合格检验和经监理工程师签证，方可灌筑边拱混凝土。

台车就位前，首先检查模板台车各个部件，检查是否牢固，模板强度、刚度是否满足施工需要，同时对模板台车拼装后结构净空尺寸进行检查、验收合格后，才可以投入使用。

b、台车就位前，对模板台车模板进行打磨处理，保证模板台车的表面平整度、光洁度，用色拉油作为脱模剂，脱模剂的涂刷一定要均匀，不能有油下流或聚集一团的现象。

c、台车就位前，台车底部钢轨安装必须符合如下要求：首先必须保证钢轨安装后的刚度要求，即钢轨在承受自身静荷载和砼浇注过程动荷载中，不能出现下沉。钢轨间距误差不能超过5mm，满足台车行走，同时要用钢楔卡住台车轮，保证台车在浇注中不位移。

d、对有钢筋的拱墙砼，钢筋上必须使用与设计保护层等厚的高标号砂浆垫块，以确保钢筋保护层符合设计要求，二衬钢筋的安装不能侵入净空。

e、台车就位以测量组放样点位为标准，台车安装必须稳固、牢靠，接缝严密，不得漏浆。模板与混凝土接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。

f、检查完毕符合设计要求后，进行预埋件和挡头模板的安装，预埋件主要有背贴式橡胶止水带、中埋式橡胶止水带、止水条。止水带采用U形钢筋盘条固定在挡头模板上，一半镶入模板，另一半需在挡头模板.并用钢筋进行固定、加固。带注浆管膨胀止水条采用预留安装槽。在模板拱顶（最高点）安设排气孔兼注浆孔。注浆孔设置间距5～10m。挡头模板和止水带之间采用定型木板加工，止水带与支护面之间采用不等宽度模板组合而成，根据超挖实际情况组合。

（5）砼浇筑

混凝土浇筑：灌筑边拱混凝土时，由下向上对称灌筑，两侧同时或交替进行，边墙部位混凝土采取埋管式浇注，由液压泵直接顶压入模，挤压顶升式浇注。拱部先采取退出式浇注，最后用压入式封顶。混凝土用附着式振捣器和插入式振捣器联合捣固，安排专人负责，保证混凝土内部密实，外部光滑。并注意保护好预埋于混凝土内部的注浆管，防止其歪斜和倾倒，以确保二次衬砌后回填注浆能顺利进行。要配足备用捣固机具，防止因捣固机具发生故障，造成漏捣或捣固不实。混凝土灌筑必须连续进行，因故不能连续灌筑，间歇时间超过混凝土初凝时间时，必须按规定进行处理。

（6）隧道防水系统

 防排水施工

隧道防水主要是利用混凝土的自防水能力，混凝土的的抗渗等级不得低于S8。拱墙背后设置复合防水卷材，防水板厚度不小于1.5mm。隧道变形缝采用橡胶止水带止水，隧道施工缝采用膨胀橡胶止水条止水。

隧道防排水保护系统

土工布

排水盲管施工

排水盲管包括环向排水盲管、纵向集水盲管、横向排水盲管，三者采用三通连为一体，形成完整的排水系统。其中纵向排水盲管在整个隧道排水系统中是一个中间环节，起着承上启下的作用，是关键环节。

环向、纵向排水盲管施工主要有钻定位孔、锚栓安装、盲管铺设、安装等环节，其施工流程见下图。

 

环向、纵向排水盲管施工工艺流程

（1）环向排水盲管安设

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。沿线两侧钻定位孔，定位孔间距30～50cm，将膨胀螺栓打入定位孔，用铁丝将环向盲管定位于膨胀螺栓上。集中出水点处沿水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封堵，以便地下水从管中集中流出。

（2）纵向排水盲管安设

按设计位置在边墙底部测量放盲管设置线，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。

 

隧道结构防排水施工工艺流程

（4）排水盲管布置

环向排水盲管沿纵向设置的间距根据设计要求进行布置，根据洞内渗、漏水的实际情况，在初期支护（喷射混凝土层）完成之前视情况埋设排水半管或线形排水板，形成暗埋、永久式排水通道系统，将水引入隧道纵向排水管或通过盲沟（管）引入排水沟排出洞外，在地下水较大的地段应加密设置排水盲管。

①对集中出水点，沿水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封堵，以使地下水从管中集中引出。

②当隧道开挖后在围岩表面有线流或股流时，均设排水半管或线形排水板，在排水管周围喷射厚度为1～2cm水泥砂浆后，再进行喷射混凝土作业。

③在无渗漏水地段有必要时，每隔一定间距，在其喷层表面上、下打设排水孔，安装排水半管或线形排水板，使隧道在使用期内因地下水的迁移变化而产生的渗漏水能顺利排出洞外。

（5）盲管施作步骤与方法

①按规定划线，以使盲管位置准确合理。

②钻定位孔，定位孔间距在30～50cm。

③将膨胀锚栓打入定位孔。

④用无纺布包住盲管，用扎丝捆好；用卡子卡住盲管，然后固定在膨胀螺栓上。

⑤排水半管铺设时，利用工作平台，根据裂缝形状或打孔位置，排水半管紧贴岩面，用水泥钉每隔30cm对称钉牢，然后喷射速凝水泥砂浆封固。

⑥对环、纵向排水盲管采用三通相连。

（6）横向排水盲管施工

横向排水盲管是连接纵向排水管与侧排水沟的水力通道，通常采用硬质塑料管，其设置应符合设计要求，施工中先在纵向盲管上预留拼接，然后在仰拱及填充混凝土施工前接长至侧排水沟。

（7）排水盲管安装质量检查

①盲管尽量与岩壁密贴，与支护的间距不得大于5cm、盲管与支护脱开的最大长度不得大于10cm。

②施工中三通管留设位置准确，接头应牢固。

③盲管无泥砂、喷混凝土料或杂物堵塞，泄水孔通畅。

防水板铺设

施工工艺流程：防水板铺设包括铺设准备、防水板固定、防水板焊接等环节。

 

防水板施工工艺流程

（1）铺设准备

洞外检查、检验防水板质量，对检查合格的防水板，用特种铅笔划焊接线及拱顶分中线，并按每循环设计长度截取，对称卷起备用；洞内在铺设基面标出拱顶中线，画出隧道中线第一环及垂直隧道中线的横断面线。

防水板铺设采用专用台车铺设，台车应具备以下要求：

①防水板专用台车应与模板台车的行走轨道为同一轨道；轨道的中线和轨面标高误差应小于±10mm。

②台车前端应设有初期支护表面及衬砌内轮廓检查钢架，并有整体移动（上下、左右）的微调机构。

③台车上应配备能达到隧道周边任一部位的作业平台。

④台车上应配备辐射状的防水板支撑系统。

⑤台车上应配备提升（成卷）防水板的卷扬机和铺放防水板的设施。

⑥专用台车上应设有激光（点）接收靶。

（2）防水板铺设

防水板铺设应超前二次衬砌施工9～20m，并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板，同时与开挖掌子面应保持一定的安全距离；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。

采用从上向下的顺序铺设，下部防水板应压住上部防水板，松紧应适度并留有余量（按1.08考虑），保证防水板全部面积均能抵到围岩。

分段铺设的卷材的边缘部位预留至少60cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护；对于横通道处防水板的铺设，如成形不好，须用浆砌片石或模筑混凝土使其外观平顺后，方可铺设防水板，对于热合器不易焊接的部位用热风枪手工焊接，并确保其质量。

（3）防水板固定

采用热风焊枪或热合器，使防水板其融化与塑料垫圈粘结牢固。在凸凹较大的基面上，在断面变化处增加固定点，保证其与混凝土表面密贴。

（4）防水板焊接

焊接时，接缝处必须檫洗干净，且焊缝接头应平整，不得有气泡折皱及空隙。

防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用手持焊枪；开始焊接前，应用小块塑料片上试焊，以掌握焊接温度和焊接速度；单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm；防水板纵向搭接与环向搭接处，除按正常施工外，应再覆盖一层同类材料的防水板材，用热焊焊接。 在焊缝搭接的部位焊缝必须错开，不允许有三层以上的接缝重叠。焊缝搭接处必须用刀刮成缓角后拼接，使其不出现错台；焊缝若有漏焊、假焊应予补焊；若有烤焦、焊穿处以及外露的固定点，必须用塑料片焊接覆盖。

（5）止水带安装

严格按设计、规范要求施作沉降缝、施工缝。沉降缝的设置位置，必须使拱圈、边墙和仰拱在同一里程上贯通。

a、衬砌模板台车各项准备工作就绪后，沿衬砌设计轴线每间隔0.45m在挡头板上钻一φ12钢筋孔，然后将加工成形的φ8钢筋卡由待模注混凝土一侧向另一侧穿入，钢筋卡内侧卡紧一半止水带，待模注混凝土凝固后拆除挡头板，弯曲φ8钢筋卡套上止水带的另一半，模注下一循环混凝土。

b、浇筑二次衬砌砼时，加强砼振捣，排除止水带底部气泡和空隙，使止水带和砼紧密结合。

c、止水带的接头，搭接宽度不小于15cm，冷接或焊接的缝宽不小于5cm。

2.5 钢筋施工

（1）钢筋加工与绑扎

钢筋按要求在洞外加统一加工，运输到现场，在台车上人工安装绑扎。根据测量控制点先扎外层环向定位钢筋，用纵向筋将定位钢筋连接后，以纵向筋作为其他环向筋安扎依据，扎完外层后再用相同方法安扎内层钢筋，并及时将内外层钢筋用蹬筋连接，电弧焊点焊，以加强整体刚度。钢筋安设完成后，按中线标高进行轮廓尺寸检查，合格后于内层钢筋挂设5cm厚砂浆垫块，以确保砼灌筑后钢筋保护层厚度。钢筋绑扎时，严禁损伤防水板，钢筋焊接时，用防火板对防水板进行遮拦，以防烧伤防水板。

 

（2）复检钢筋

台车就位前按照用仪器测放的隧道中线及标高对已安扎好的钢筋再次进行结构尺寸检查，看钢筋位置是否正确，保护层能否满足要求，环向主筋内外面是否已安设混凝土保护层浆垫块，只有符合要求后才能进行台车就位。

（3）钢筋焊接

钢筋焊接前必须根据施工条件进行试焊，合格后方可施焊。焊工必须有焊工考试合格证，并在规定的时间内乾焊接操作。冷拉钢筋的闪光对焊或电弧焊，应要冷拉前进行，冷拔低碳钢丝的接头，不得焊接。砼施工技术措施

（1）混凝土的拌制

a、混凝土所用的原材料（水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂等）必须经检测合格后方可使用。严禁使用未经检测或检测不合格的原材。

b、每次混凝土施工时拌合司机要提前对计量设备进行检查，发现问题及时处理。拌制混凝土的自动计量装置应定期检定，使其保持良好状态。

c、严格按照试验室出具的配合比进行计量，按重量投料。计量精度必须满足验标要求，即粗、细骨料计量偏差控制在2%以内，水泥、外加剂、水计量偏差控制在1%以内。

e、粗细骨料含水率应经常测定，雨天施工时应增加测定次数，根据工地实际情况及时调整配合比。

f、砼搅拌时间不得少于3min，搅拌时间也不宜过长。

（2）混凝土的运输

a、混凝土在运输过程中不发生离析、漏浆、严重泌水及坍落度损失过多等现象。当运至浇筑点发生离析现象时，在浇筑前进行二次搅拌，但严禁再次加水。

b、用混凝土搅拌运输车运输混凝土时，应符合下列规定： 在运输已拌制好的混凝土时，宜以2～4r/min的转速搅动，严禁高速旋转。卸料前应以常速再次搅拌；在运输中同时拌制混凝土时，从加水后算起，至全部卸出所经过的时间，不宜大于90min；车体内壁应平整光滑，不吸水，不漏水。每天使用完毕后应清洗粘附的混凝土。

（3）混凝土的浇筑

a、在浇筑混凝土前，确认基底无虚碴、积水及其他杂物（当有钢筋时还要检查钢筋情况）。并应采取防、排水措施。

b、浇筑混凝土前以及浇筑过程中，应对模板、支架、钢筋骨架、预埋件等加以检查。当发现问题及时处理。检查的主要内容包括下列各项：模板的高程、位置及截面尺寸；模板、支架、支撑等结构的可靠程度；预埋件的安装位置和高程；钢筋的安装位置；脱模剂涂刷情况。

c、混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m，当大于2m时，应采用接软管等方式浇筑。

d、浇筑混凝土应分层进行，其分层厚度（指捣实后的厚度）不宜大于振捣器作用部分长度的1.25倍，控制在30cm左右。

（4）混凝土的振捣

a、用插入式振捣器振捣混凝土时，应符合下列规定：移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍；插入下层混凝土内的深度宜为5～10cm，以保证上下层结合良好；振捣器应尽可能垂直地插入混凝土中。如条件困难，可略带倾斜，但与水平面夹角不宜小于45°；振捣棒捣固时应快插、慢拔，在每一孔位的振捣时间，以混凝土不再显著下沉、水分和气泡不再逸出并开始泛浆为准。一般为10～30s；振捣时不得碰撞模板、钢筋和预埋管件，距模板的垂直距离，不应小于振捣器有效半径的1/2；混凝土必须振捣密实，无漏振及过振现象。

b、混凝土运输、浇筑及间歇的全部用时不应超过混凝土的初凝时间。底层混凝土初凝后浇筑上一层混凝土时，应按施工缝处理。当允许间歇时间已超过时，应按浇筑中断处理，同时应留置施工缝。施工缝处应埋入适量的片石、钢筋或型钢，并使其体积露出前层混凝土外一半左右。

c、在混凝土施工缝处续浇筑新混凝土时，应符合下列规定：前层混凝土的强度不得小于1.2MPa；施工缝处的水泥砂浆薄膜、松动石子或松弱混凝土层应凿除，并应用水冲净、湿润，使其表面形成一个新鲜清洁有一定石子外露起伏不平的麻面；新混凝土浇筑前，宜在横向施工缝处先铺一层厚约15mm并与混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆（竖向施工缝处可刷一层水灰比为0.3左右的薄水泥浆），或铺一层厚约30cm的混凝土，其粗骨料宜比新浇筑混凝土减少10%，然后再接续浇筑新层混凝土；施工缝处的新层混凝土应振捣密实。二衬时在拱顶部位每组衬砌预留不少于两个注浆孔，二衬砼达到100%强度后对初支与二衬间空隙进行回填注浆，保证初支与二衬密贴。

（5）混凝土养护

a、混凝土浇筑后，12h内即应覆盖和洒水。操作时，不得使混凝土受到污染和损伤。

b、当工地昼夜气温连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时，采取冬期施工措施；当工地昼夜平均气温高于30℃时，应采取夏期施工措施。

c、混凝土养护时间不宜少于14d，洒水次数应以混凝土表面保持湿润状态为度。

d、养护用水与拌制用水相同。

（6）拆模

a、混凝土拆模时的强度应符合设计要求。当设计未提出要求时，侧模应在混凝土强度达到8MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆除。

b、拆除模板时，不得影响混凝土的养护工作。