衬砌施工工艺

＃

一、 工程概况

（一） 概况

白家河2#隧道位于天水市白家河村渭河边的一个山坡上，长124m，进口里程为DK1413+789，出口为DK1413+913，洞身最大埋深50m，属于浅埋偏压隧道。隧道位于平面曲线和竖曲线上，坡度为4.2‰。线路中心和隧道中心相距18.5cm，加宽值W＝50cm。隧道处山体上部为粘质黄土，厚度1～10m，为Ⅱ级普通土，σ 0=150KPa；下部为片麻岩，节理裂隙非常发育，夹层较厚，内含云母较多，风化严重，属Ⅲ类围岩。隧道处地震基本烈度为八度，最大冻结深度为1.0m，无地下水。 （二） 主要技术指标 1. 线路等级： Ⅰ级；

2. 直线数目： 第二线，预留第三线； 3. 限制坡度： 6‰；

4. 曲线半径： 800m，既有线原则上维持原状； 5. 设计速度： 新建140Km/h，既有线原则上维持原状； 6. 牵引种类： 电力；

7. 到发线有效长： 850m，双机地段870m，不改建车站维持原状； 8. 闭塞方式： 自动闭塞。 （三） 工程范围及数量 1、 工程范围

本隧道DK1413＋789～＋801和DK1413＋908～＋913为明洞；DK1413＋801～＋828和DK1413＋885～＋908为Ⅲ类围岩曲墙有仰拱

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

1

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 2 页 共 27 页

＃

衬砌；DK1413＋828～＋885为Ⅲ类围岩曲墙无仰拱衬砌，铺底厚30cm。 2、 工程数量 ⑴． 暗洞部分：

Ⅲ类围岩衬砌200号混凝土 2488.663 m3

仰拱200号混凝土 83.79 m3 铺底200号混凝土 77.81 m隧底填充200号混凝土 130.53 mPE防水板背衬无纺布 1824.19 m⑵． 明洞部分：

明洞衬砌：拱部 200号钢筋混凝土 88.4 m 边墙 200号混凝土 306 m隧底填充： 200号混凝土 37.4 m仰拱： 200号混凝土 27.2 m衬砌钢筋： Φ12钢筋 1611.6 kg Φ8钢筋 754.8 kg

Φ6 钢筋 258.4 kg

回填： 夯填土石 278.8 m100号混凝土 34 m防水材料： 粘土隔水层 88.4 m甲种防水层 146.2 m

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

3 3 2 3 3 3 3 3

3

3

2 2

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 3 页 共 27 页

＃

二、 施工方案及工艺流程

（一） 总体方案

采用自制拱架，组合钢模板，钢木混合支撑，模筑混凝土二次衬砌（整体式衬砌）施工。防水层的施作在二次衬砌施工前进行，并超前二次衬砌5～20m。灌筑二次衬砌混凝土，应由下向上，先边墙后拱部一次灌完，中间不留工作缝，边墙混凝土灌至拱脚附近，可中断1～2h（不得超过终凝时间），等边墙混凝土下沉基本稳定后再灌筑拱部混凝土。二次衬砌和初期支护之间的空隙，初期支护和围岩之间的空隙均须压浆加固，一般先压水泥砂浆，再压纯水泥浆，必要时在局部或个别地段压注化学浆液。 （二） 工艺流程 测量检查 砼拌制

中铁大桥局宝兰二线第三项目部 监控量测确定施作二次衬中线、标高检查；边施工准备 墙基底修建；防水层及隧道附件准备 立模 涂脱模剂 灌筑混凝土 砼运输 养生脱模 3 白家河2隧道衬砌施工工艺 第 4 页 共 27 页

＃

三、 衬砌施工

（一） 施工前准备及要求 1、 配合比确定

根据衬砌各部位混凝土强度要求，通过试验确定。 2、 机具

强制式混凝土搅拌机、振捣工具、运输工具等。 3、 材料

衬砌所用原材料的质量及其贮存运输均应符合现行有关规定。所用材料须提供材质书、材料试验报告单等。 3.1、水泥

普通硅酸盐水泥≥425＃，地质复杂地段应考虑采用早强水泥。 3.2、细骨料

细骨料采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.6，含水率控制在5～7％。 3.3、粗骨料

粗骨料应采用坚固耐久的卵石或碎石，粒径5～40mm。 3.4、外加剂

应采用符合质量要求，对人体危害小的外加剂。在使用外加剂前，应作相应试验。速凝剂要求：初凝不大于5min，终凝不大于10min。冬季施工须有防冻剂，其掺量要符合要求，一般应通过试验确定。 3.5、PE防水板

3.5.1、幅宽宜为2～4m；

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

4

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 5 页 共 27 页

＃

3.5.2、厚度宜为0.8～2mm； 3.5.3、耐刺穿性好；

3.5.4、耐久性、耐水性、无毒性、耐腐蚀性、耐菌性好； 3.5.5、抗拉强度不小于10MPa； 3.5.6、断裂延伸率不小于200％； 3.5.7、水压0.2MPa，维持24h不渗漏。 4、 尺寸要求

二次衬砌施作前，隧道净空尺寸、中线、标高，均应满足设计要求。 5、 防水板施工

5.1、塑料防水板铺设前，喷混凝土层表面不得有锚杆头或钢筋头外露，

对凹凸不平部位应修凿、喷补，使混凝土表面平顺；有局部漏水处，应进行处理。

5.2、塑料板按环进行铺设。焊接工序与固定工序应紧密配合，宜先焊

接再固定。

5.3、两环塑料板的搭接宽度宜为10cm，焊缝宽不得小于2cm。焊缝若

有漏焊、假焊应补焊，若有烤焦、焊穿应用塑料片焊贴覆盖。 5.4、固定塑料板宜用钢钉，应加垫圈并垂直于喷混凝土表面。钉与钉

之间塑料板不得绷紧，应保证板面与喷混凝土面密贴。 5.5、铺设塑料板地段距开挖工作面不应小于爆破安全距离。 5.6、二次衬砌灌筑混凝土时，振捣棒不得直接接触防水板。 5.7、防水板的铺设应超前二次衬砌混凝土施工，其距离宜为5～20m，

并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板。铺设时要留有

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

5

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 6 页 共 27 页

＃

余量，防止浇筑混凝土时防水板绷紧。 5.8、仅拱部铺设防水板时，其拱脚应采取引伸措施。

5.9、塑料板防水层应按隐蔽工程办理，二次衬砌前应检查质量，并填

写质量检查记录。 6、 混凝土施工

6.1、混凝土配合比要求见下表：

1m3混凝施工部位 密实度要求 抗渗水灰坍落度 含砂率 水泥品种 指标 比 （cm） （％） 用量（kg） 高密实拱圈 度 高密实边墙 度 6.2、混凝土骨料级配 骨 料 类 型 5.0～筛孔尺寸（mm） 2.5 0.6 0.15 85～累计筛余（％） 0～35 35～75 75～100 100 6.3、施工

6.3.1、混凝土拌制：

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

6

土水泥普通硅酸盐＞B6 0.55 3～4 45～50 水泥 普通硅酸盐＞B6 0.50 2～3 35～45 水泥 ＞280 ＞300 砂 子 1.2～0.3～≤20 石 子 20～＞30 30 60～40～70 90 白家河2隧道衬砌施工工艺 第 7 页 共 27 页

＃

6.3.2、配合比配制的允许误差（按重量计）：

工 地 拌 制 材料种类 塑性混凝土 半干硬性混凝土 水泥和干燥状态的±2％ 掺合料 粗细骨料 水、附加剂溶液和潮±2％ 湿状态的掺和料 6.3.3、强制式搅拌机最短搅拌时间 混凝土拌合物坍落度（cm） 最短搅拌时间（s） 0～1 120 2～7 60 ＞7 45 ±1％ ±1％ ±5％ ±3％ ±3％ ±2％ ±1％ 砼工厂拌制 6.3.4、混凝土拌合物的运送时间，自搅拌机卸料至入模灌筑振捣为止，不应超过下表：

混凝土自搅拌机卸出的温度（℃） 30～20 ＜20～10 ＜10～5 允许运送持续时间（min） 45 60 90 运送混凝土拌合物应避免倒转装运，如由下导坑运到工作面灌筑拱圈时，盛装容器应有提升装臵，以便连同容器提升。 6.3.5、间歇灌筑

间歇过程中如中断时间超过了混凝土初凝时间，应作间歇灌筑处理。间歇灌筑在拱圈和曲墙的灌筑面应成辐射状，直墙的灌筑面应成

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

7

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 8 页 共 27 页

＃

水平。

环境温度与最大的中断灌筑时间参考表

环境温度（℃） 30左右 20左右 10左右 最大中断灌筑时间（h） 1.5 2.0 2.5 间歇灌筑应俟灌筑面混凝土达到1.2MPa以上的强度后再继续施工。混凝土达到1.2MPa的强度应有试验确定。 6.3.6、混凝土振捣：

混凝土振捣时每一振点的振捣延续时间应达到表面呈现浮浆和不再沉落为止。粗骨料粒径小的宜采用振幅较小、频率较高的振捣器；粒径较大的宜采用振幅较大、频率较低的振捣器。

混凝土粗骨料粒径与振捣器选用表 粗骨料最大粒径（mm） 10 20 3000 0.1 40 2000 0.2 80 1000 0.4 最佳频率（次/min） 6000 最佳振幅（mm） 0.04 混凝土的合理振捣时间表 振捣器类型 振捣时间（s） 6.4、养护与拆模 6.4.1、养护方法

环境温度在＋5℃以下时，不洒水保育，按冬季施工有关规定做好

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

8

插入式振捣器 20～30 表层振捣器 45～60 附着式振捣器 120～300 白家河2隧道衬砌施工工艺 第 9 页 共 27 页

＃

防冻保温工作外，一般均应对圬工表面及钢、木模板进行洒水，并经常保持湿润。养护的洒水期限与水泥品种、空气湿度、气温等条件有关，见下表：

洒水养护期限表

洒水养护期限 水泥品种 普通硅酸盐水泥 火山灰质或矿碴水泥 相对湿度 ＞90％ 不洒水 不洒水 相对湿度 90％～60％ 7 14 相对湿度 ＜60％ 14 21 要求抗渗高或掺塑性附加剂时 14 21 保养时间表

混凝土类型 半干硬性混凝土 塑性混凝土 塑性混凝土 环境温度(℃) 5以上 15以上 5～15 自圬工完成后开始保养时间（h） ＜2 8～10 10～12 开始三天内 每昼夜洒水不少于6～8次，视气温而定 每昼夜洒水 4～6次 三天以后 每昼夜洒水至少4次 每昼夜洒水至少3次 6.4.2、拆模时间

不承重的侧面模板：如工作缝的挡板、直墙和水沟电缆槽的模板等，一般情况下须等到混凝土强度达到2.5MPa以上时拆模。2.5MPa的强度应由试验决定，也可参照下表估算。

混凝土达到2.5MPa强度所需时间表(d)

水泥品种 普通硅酸盐水泥 水泥标号 ≥225 ≥325 ≥425 混凝土设计强度 ＜C20 ≥C20 ＞C20 环境温度（℃） 5 10 15 20 25 30 4.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 1.0 2.0 2.0 1.5 1.5 1.0 1.0 承重的模板：如曲墙和单线隧道拱圈等，一般情况下须俟混凝土强度达到设计强度的70％时拆除；受较大围岩压力的单线隧道和多线

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

9

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 10 页 共 27 页

＃

隧道的拱圈与曲墙模板则应俟混凝土达到设计强度的100％后才可拆模。混凝土达到所需强度的时间一般应由试验决定。 7、 混凝土冬季施工 7.1、一般规定

7.1.1、凡拌合场地和隧道内灌筑地段的环境气温平均低于5℃或最低气温低于－3℃时，以及混凝土拌合物在灌筑入模后、开始养护前的最低温度低于5℃时，均应视为冬季施工。

7.1.2、在遭受冰冻作用前，混凝土在养护中的强度不应低于设计标号的50％，并不低于7MPa。砌石圬工的砂浆不应低于设计标号70％。所有圬工必须达到设计强度100％后，才允许承受全部设计荷载。 7.2、混凝土的冬季施工要求

7.2.1、在选定配合比时，一般要采用硬化较快、水化热较高的特种水泥或普通硅酸盐水泥，水泥须在正温条件下使用。混凝土（或砂浆）宜选用较低的坍落度，减少用水量，水灰比控制在0.65以内，并掺用加气剂。施工时应采用机械拌合和机械捣固。

7.2.2、砂石集料应和水泥一并事先运入暖棚或洞内存储，夹有冰雪块粒的粗细骨料不能使用。

7.2.3、混凝土（或砂浆）在洞外拌合，宜在暖棚内进行；在洞内拌合时，应在洞口设臵1～2道门帘，防止冷空气侵入。环境温度宜在10～15℃之间，必要时用加热方法升温。为保证满足要求的拌合温度，水泥和砂石集料应在0℃以上，拌合水温不低于5℃。不能满足要求时，一般先将水烧热，或者再将砂子铺在钢板上烘炒加热；在严寒条件下，

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

10

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 11 页 共 27 页

＃

石子和片石也应烘烤热透。

7.2.4、冬季条件下混凝土的灌筑温度，一般在15～25℃，在任何条件下不得低于5℃。水及砂石集料的加热温度，主要根据灌筑温度以及混凝土在拌合、运送、灌筑等工序中的热量散失综合考虑，通过热功计算和试拌结果适当确定，但不能超过下表规定： 混凝土搅拌装入与倾出时允许温度

序号 1 2 3 水泥种类 ≤225号普通硅酸盐水泥 325号普通水泥及矿碴水泥，≥225号火山灰质水泥 ≥425号普通水泥 最高允许温度（℃） 装入搅拌机时 混凝土倾出搅拌机时 水 砂石集料 80 60 45 70 60 50 40 40 35 注：⑴、水的加热温度宜超过混凝土拌合温度1.5～20倍；砂石加

热温度宜接近拌合温度；

⑵、拌合温度指混凝土自搅拌机倾出时的温度，在5cm深处量

测。

⑶、如材料加热后发生水泥假凝现象，则适当降低材料加热和混

凝土拌合的温度。

7.2.5、拌合时热水应先与集料拌合后再加水泥，拌合时间应比常温施工时的要求延长50％。

7.2.6、凡和混凝土（或砂浆）接触的铁器，如搅拌机鼓筒、铁皮桶、滑槽或串桶等，使用前均应先用热水冲洗，以免吸收混凝土（或砂浆）的水化热较大。运送混凝土（或砂浆）的容器应加盖盖严，必要时在容器外加保温材料包裹，以资保温，并使运送时间尽可能缩短。为使

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

11

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 12 页 共 27 页

＃

混凝土（或砂浆）在低温下加快强度的增长，一般都掺氯化钙或氯化钠溶液。掺入氯盐溶液后，尽可能避免间歇灌筑，时间也应缩短为1.5h。混凝土（或砂浆）的灌筑面环境温度在0℃及其以下时，模板外须加防寒保温材料覆盖，或采取保暖升温的措施。当混凝土达到拆模要求后，要使混凝土降温冷却速度每小时不超过10℃。 7.2.7、混凝土养护温度：

在隧道内应尽先采用保温覆盖为主的蓄热法施工，如蓄热法不能满足养护温度时，可采取下述方法：

⑴、加热保温：隧道内每小时升温一般不超过10℃。

⑵、蒸汽养护：混凝土实体内的温度在任何条件下不能超过80℃。 8、 低温早强混凝土施工

低温早强混凝土是在混凝土内掺入少量氯盐，并采用热拌合物灌筑和一定的保温措施，在灌筑后初期保持正温硬化，有利于早强，而后可在一定范围的负温条件下继续硬化并获得设计的抗压强度。 8.1、低温早强混凝土的氯盐掺入量，应根据混凝土灌筑后最初三天内预计达到的最低气温，按下表选定。低温早强混凝土因掺入氯盐，其适用条件与一般掺氯盐的混凝土相同。

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

12

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 13 页 共 27 页

＃

早强混凝土的氯盐掺入量参考值

掺氯盐量三天内构件（氯化钙＋周围的最低氯化钠）按气温（℃） 水泥重量％计 0～－15 0.5＋0.5或0＋1.0 混凝土表面系数 混凝土灌筑温度（℃） 混凝土未获得抗冻强度前允许降温范围（℃） 48小降温时末 极限 0 －10 保 温 措 施 4～6 ≤4 4～6 ≤3 10～20 5～15 10～20 5～15 －16～－25 1.0＋1.0 －26～－40 2.0＋2.0 ≤4 ≤8 15～25 10～20 1． 顶面覆盖一层草袋和5cm厚锯末 2． 木模板厚≥4cm 1． 顶面覆盖一层草袋和10cm厚锯末 2． 木模板厚5cm再加一层草袋 1、 顶面覆盖一层草袋和10cm厚锯末 2、 木模板厚5cm再加两层草袋 0 －15 0 －20 注：⑴、表面系数是以结构物的冷却表面积与结构物的全部体积之比表示。

⑵、混凝土的灌筑温度系指灌筑捣固后在次一层混凝土覆盖前，

或在开始养护前，观测离模板5cm深处的温度。

8.2、灌筑低温早强混凝土应符合下列规定： ⑴． 拌合温度不应高于＋30℃。

⑵． 拌合时氯盐先溶于拌合水中，以免氯盐与水泥加气剂直接接触，

加气剂应在混凝土拌合一段时间约30s后加入。拌合的材料重量和氯盐掺入量须严格掌握。

⑶． 灌筑低温早强混凝土时，其相邻接触面的温度在－5℃以上时，

可不予加热，但应提高灌筑温度和加强保温覆盖。

⑷． 灌完混凝土应及时进行防冻保温，一般应铺设防水的油毛毡卷

材，然后再铺保温隔热材料。

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

13

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 14 页 共 27 页

＃

（二） 衬砌施作 1． 拱部衬砌 1．1、 拱架拱模

隧道拱架分钢制和木制两种。钢拱架制造简单，便于拆装，不易损坏，拱下空间大，便于施工操作，宜普遍使用。不推荐使用木拱架。单线隧道常用钢拱架的主要钢材规格为：大于等于38kg/m的钢轨或H≥150mm的工字钢（H为工字钢高度），一般分成二节。单线隧道拱架一般分直线、曲线两种，按W＝10，W＝50的断面尺寸制成。曲线加宽值变化时，用与拱架同型的短节钢材调整。加工时考虑两侧的加工误差，误差一般定为5cm。每榀钢拱架的配套零件如下表： 单线隧道钢拱架配套零件表（以每榀计）

零件名称 拱脚垫板 节点夹板 夹板螺栓 加宽垫块 纵向拉杆 说 明 单位 数量 用10～15mm钢板制成，其尺寸应与钢拱架所用钢轨块 2 或工字钢尺寸相适应 用16～22mm钢板制成 块 2 用φ19～φ25mm的圆钢制成 个 8～12 用拱架同型的短节钢材制作，各长100、200、300mm，块 3 基本加宽垫块各1块 用φ16～φ19mm的圆钢制成，用于拱架榀与榀间纵根 3 向连结 拱圈钢模板要制成一定的拱度以适应拱架弧形，每块长度为100cm，宽度为50cm，且宽度不宜太大，以便能适应曲墙。拱圈封顶处三块模板宽度各为30cm，以适应各种加宽值的调整需要。

组合钢模板采用U型卡连接，使模板间的接缝处十分密贴，混凝土浆液不易向外渗漏，但在装拆和搬运时注意防止变形和丢失配件。 1．2、 拱架架立方法 1.2.1、一般要求

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

14

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 15 页 共 27 页

＃

⑴． 拱架位臵

在预定的拱圈灌筑段中，根据该段的线路中线和高程，定出起拱线和内拱顶位臵，按法线方向和拱架间距立拱架。在曲线隧道中应注意加宽值和线路中线与隧道中线的偏移值。 ⑵． 拱架间距

拱架间距应根据围岩压力决定，使用定型钢模板时，则根据模板长度决定，一般为1m。如围岩压力过大，使拱架有变形可能时，可缩小间距架立拱架，或在钢拱架下加设木支撑加强。 ⑶． 预留沉落量

单线隧道拱圈的预留沉落量，在先墙后拱法施工时，一般不大于5cm；在先拱后墙法施工时，按下表办理： 单线隧道拱圈先拱后墙法施工预留沉落量规定值

围 岩 类 别 预留拱圈沉落量（cm） Ⅰ类 20～15 Ⅱ类 15～10 Ⅲ类 10～5 Ⅳ类及以上 ≤5 1.2.2、单线隧道立拱架的方法和步骤

⑴． 先拱后墙法施工：将每榀拱架节点连接好，先按照大致间距立起，

用临时木撑固定；并在拱架和两侧拱脚绷线，用首尾两榀拱架按绷线调整其位臵和高程，拱架脚铁垫板下加好木楔，拱架与岩壁间用短木顶紧，然后依次将中间各榀拱架调整妥善，并随灌筑进度逐步加装模板。

⑵． 先墙后拱法施工：边墙筑好后，先立排架并加纵梁和横梁，搭设

平台，于其上立拱架。

⑶． 立好的拱架应在拱弧与岩壁间用短撑撑稳；拱弧下有可能时也用

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

15

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 16 页 共 27 页

＃

木撑加固，或可与脚手平台连结好，以确保拱架不变形。 1．3、 砌筑拱圈、确定筑拱环节

筑拱环节的长短，主要视围岩类别与操作条件而定，并尽可能消除间歇灌筑，一般参照下表：

筑拱环节

围 岩 类 别 筑拱环节长度（m） Ⅰ类 2 Ⅱ类 2～4 Ⅲ类 4～6 Ⅳ类 6～8 Ⅴ～Ⅵ类 8～12 1．4、 灌筑拱圈混凝土

1.4.1、所有木支撑都应拆除。坍方地段或松软围岩不能事先拆除时，应边灌筑边拆除，必要时可用预制混凝土短柱顶替支撑。在衬砌断面以外，围岩压力特大而拆除支撑确有困难时，才允许留有支撑木和填塞木。

1.4.2、两个灌筑拱圈工作面的合拢封顶一般选在围岩较稳定地段和超挖较少的地方预留一个40cm左右的方孔，先将方孔立好模板和支撑，将其周围的拱圈混凝土灌完。待混凝土达到一定强度后拆除方孔模板，孔下安设木盒，木盒顶部无盖，底板能在盒内推移，木盒高度应根据合拢封顶所需的拱圈体积及拱圈背后回填空隙在内的全部混凝土的容量而定。将千斤顶预臵于木盒底板下，用千斤顶将混凝土推送入方孔内。 2． 墙部衬砌

2．1、 墙架架立和放样

墙架用于灌筑混凝土边墙，要求结构简单、牢固，尺寸定型，不阻塞运输，并能承受衬砌荷载。曲墙地段应特制弧形墙架，两侧墙架

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

16

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 17 页 共 27 页

＃

中间用横撑支撑牢固，防止变形跑模。在需要通行大型机械地段或其他不能安设水平横撑时，墙架支撑立柱应设法与边墙背后岩壁连结牢固，可采用可卸式锚杆或用镀锌铁丝与岩壁固结。

边墙放样应根据中线桩进行，只有在先拱后墙法地段回头马口立墙架时，才能按其相邻两端已筑好的边墙立模，并应从拱脚吊下线砣以核对。仰拱的拱座应结合曲墙施工一次放样做好。 2．2、 混凝土灌筑

灌筑混凝土地速度不宜过快，从下往上依次灌筑，组合钢模板也边灌边立。灌筑上部边墙时，混凝土的坍落度宜较下部酌情减小。边墙背后有排水设施时，应与边墙混凝土同时进行施工。两侧边墙同时灌筑，高度差不得大于0.5m。 3． 避车洞

修筑避车洞前，宜先定出其位臵，在其相邻前后两端边墙完成后进行，可与衬砌同时施工。 3．1、 大小避车洞的拱架

避车洞的拱架和墙架也有钢木之分，一般用钢木混合结构。对于小避车洞而言，木结构的拱弧板用双层5cm厚木板，其余均为10×10cm方木或φ12cm圆木制成；钢木混合结构的拱架用12kg/m小钢轨和63×63mm等边角钢制成，墙架均用10×10cn方木。每座小避车洞一般都用2榀拱墙架组成。 3．2、 施工注意事项

3.2.1、边墙施工时，应注意不要漏设或错设避车洞。避车洞位臵应与

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

17

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 18 页 共 27 页

＃

衬砌断面变化处及沉降缝或伸缩缝的位臵错开。

3.2.2、避车洞位臵要符合规定，特别要注意与内轨顶面高有关的h值，因它在直线和曲线隧道不同；而曲线隧道的内侧和外侧又有不同，故应按照规定要求计算。

3.2.3、避车洞施工时，为操作方便，应先灌背墙，后灌边墙，再灌背墙的拱圈下弧形部分，最后灌筑拱圈。

3.2.4、避车洞应在前后两端边墙完成后随即做好，避免集中修筑，增加避车洞拱、墙架和模板的用量。 4． 底部衬砌 4．1、 仰拱

4.1.1施工方法和步骤

边墙完成后，仰拱应紧跟进行。仰拱施工时应保证洞内运输畅通，且应采用分段间隔作业，施工方法有两种：

⑴． 围岩侧压力不很大时，常采用架设钢管或钢轨束承托运输轨道的

方法：开挖仰拱前，先在轨道枕木两端的下部，个挖出能设臵一根钢管的位臵，放入不小于φ160mm的钢管，并将钢管与每根枕木两端用镀锌铁丝捆扎牢固。钢管的长度应基本一致，钢管愈长，仰拱开挖和灌筑的分段愈少，但受力状况也愈差。挖出的仰拱断面经检查后，随即灌筑仰拱。

⑵． 围岩压力较大时，宜采用横梁支撑两侧墙脚的方法：施工前先将

φ20cm以上的圆木横梁两端架设抵住边墙脚（应在仰拱拱座位臵的上部）并用木楔楔紧，横梁纵向的间距常为1.2～1.0m。架好

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

18

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 19 页 共 27 页

＃

10～20m长度后，即将运输轨道移钉于横梁上，然后进行仰拱施工。

4.1.2、施工注意事项

⑴． 隧底围岩松软时，尽可能使用风镐开挖，必须爆破时，要严格控

制装药量。

⑵． 仰拱不能欠挖，超挖在允许规定内用同标号混凝土灌筑；超挖较

多时，先用浆砌片石回填后再做仰拱。

⑶． 灌筑仰拱混凝土时，应使用仰拱大样的样板，每间距2m设臵一

个，以检查和控制仰拱断面。灌筑时由仰拱中心向两侧扩展至拱座为止。 4．2、 隧道铺底 4.2.1、施工步骤

隧道主体工程基本完成后，即可进行铺底工作。为了圬工结合良好，一般先做水沟电缆槽，再做铺底。短隧道的铺底由隧道中心点向两端从洞内向洞口铺筑。 4.2.2、施工注意事项

⑴． 铺底的顶面高层，应根据轨顶标高正确量测，以免影响道碴厚度。 ⑵． 隧底应保持正确的纵向和横向坡度，表面平整。隧底铺筑后，要

紧贴隧底面用凿岩机在水沟侧壁上钻下斜眼作泄水孔，孔眼间距最大为40cm。

⑶． 隧底超挖过多时，先用浆砌片石回填后再进行铺筑。 （三） 明洞施工

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

19

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 20 页 共 27 页

＃

1． 明洞施工方法

明洞施工方法的选择，应根据地形、地质条件、明洞类型等确定，本隧道采用先墙后拱法施工，施工步骤：刷坡完成后，先做好两侧边墙，再作拱圈，最后作防水层及洞顶回填。 2． 开挖注意事项

2.1．开挖前及施工中应根据中线、高程结合施工方法，确定和检查建筑物各部分开挖尺寸。

2.2．在确定全段同时开挖或分段开挖以及边坡、仰坡坡度后，应力求在施工时间内不致坍塌，并尽可能避免超挖，以免增大回填数量。 2.3．施工前应做好洞顶防排水措施，防止地表水冲刷边坡造成坍方落石。

2.4．按开挖部位先外后内，从上至下进行开挖，严禁掏底开挖和上下重叠施工。

2.5．石质地段开挖，宜采用弱爆破，以免影响边坡和仰坡底稳定。 2.6．开挖过程中应随时检查边仰坡，如有滑动、开裂、落石等现象，可适当放缓边坡，或采用锚杆支护、防护格栅、棚架等措施，以保证施工安全。

2.7．采用挖井或拉槽施工时，要加强支护，随挖随护。

2.8．在地质不良，边坡、仰坡较高地段，施工中应加强防护，并指定专人看守。

2.9．开挖底土石，应弃在不影响边坡及其他建筑物稳定的处所，并不得影响行车安全。

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

20

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 21 页 共 27 页

＃

3． 明洞施工

3.1．拱形明洞基础施工的技术要求

3.1.1．明洞边墙基础必须臵于稳固的地基上（施工要求同洞门端墙基础）。

3.1.2．遇有地下水时，须将地下水引离边墙基础。

3.1.3．明洞大边墙基底，垂直线路方向宜挖成不大于10％向内的斜坡。 3.1.4．位于陡坡处半路堑单压式明洞的外墙岩石基础，应埋臵在风化层以下0.25m，若岩层有裂隙不易清除时，可采取压浆加固处理。 3.1.5．位于陡坡坚硬完整岩石的明洞外侧边墙基础，为了节省圬工，可切割成台阶，但要保证台阶的稳定性，其平均坡度一般不陡于1：0.5，并不大于岩层的内摩擦角；台阶宽度不得小于0.5m，最低一层基础宽度不得小于2.0m。

3.1.6．凹形地段或外墙深基部分，施工时，本着先难后易的原则，可先开挖，砌筑最低凹处，然后逐步向两端进行，利用施工开挖查明基础情况，避免内墙做好后，外墙地质发生变化，造成改变结构形式的困难。

3.1.7．边墙基础挖到设计标高后，应核对地质承载力是否与设计要求相符。 3.2．边墙施工

3.2.1．明洞位于高陡山坡下，以半填半挖通过的地段，其内墙与边坡连接及外墙利用路肩墙帮宽作为基础时，均应采取灌浆锚杆连接，按梅花形布臵。

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

21

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 22 页 共 27 页

＃

3.2.2．当砌边墙与基础扩大同时施工时，拱座应预埋横向钢筋拉杆。 3.2.3．灌筑边墙混凝土，其模板支撑必须牢固：有外模者在内外模支撑间，设钢筋拉杆及临时木支撑，使之成为整体；无外模者采用预埋钢筋或数股铁丝束或灌浆锚杆，将模板支撑拉住，并经常检查边墙脚手架和模板，防止侵入限界。

3.2.4．明洞内墙背后空隙应先砌片石回填或预埋钢筋，再作边墙。灌注边墙时应注意做好纵向盲沟和泄水孔；回填量不大时，可用干砌片石。

3.3．拱圈施工

3.3.1．拱架一般在立柱上架设，立柱基底应坚实。

3.3.2．采用移动式拱架，砌筑边墙时，预埋角铁或短钢轨，外露出端头作为支承，其顶面距起拱线高度应先设计并保持在同一坡度线上，支承上安装木制托架；如就地灌注混凝土的边墙，则可不设支承，而利用预埋锚杆将支撑立柱加以固定。在边墙顶部找平，安装顺梁代替托架。

4． 明洞衬砌施工要求 4.1．明洞圬工施工注意事项

4.1.1．砌筑前要复测中线、高程。边墙、拱圈放样立模时应预留施工误差，以保证衬砌不侵入建筑限界。

4.1.2．明洞拱圈按断面要求制作定型挡头版和外模，随着灌筑逐步向上安设。为使外模不因捣固及混凝土挤压而移动变形，除临时支顶外，应将外模板拉紧固定。

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

22

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 23 页 共 27 页

＃

4.1.3．采用跳槽边墙灌筑拱圈，拱脚加设钢筋时，拱圈分节处所设钢筋应预留接头，使拱节连成整体。

4.1.4．灌筑明洞拱圈混凝土时，应从两侧拱脚对称不间断地灌筑到拱顶。

4.1.5．先做一侧边墙随即灌筑拱圈时，要加强对另一侧拱脚的基底处理，如超挖过深，可砌垫块，必要时加设锚杆使拱圈混凝土与岩壁连接牢固，防止拱脚基底松软沉落。 4.2．伸缩缝和沉降缝

4.2.1．明洞的基础在地质软硬变化处，均应设臵沉降缝。

4.2.2．混凝土衬砌伸缩缝和沉降缝作法：缝宽1cm，中间夹以沥青油毛毡。随灌随做，待混凝土拆模后，再按接缝防水层处理施工，若有漏水现象，则在衬砌内侧锉成V形槽，槽内塞以沥青麻筋。 4.3．防水层及回填与拆除拱架要求

4.3.1．一般在混凝土达设计强度25％时，方可拆除外模作防水层。 4.3.2．

四、监控量测

施工监控量测是在隧道开挖过程中，使用各种量测仪表和工具对围岩变化情况和支护结构的工作状态进行量测，及时提供围岩稳定程度和支护结构可靠性的安全信息，预见事故和险情，作为调整和修改支护设计的依据，并在复合衬砌中，依据量测结果确定二次衬砌施作时间。

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

23

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 24 页 共 27 页

＃

（二） 施工监测项目 1． 必测项目

必测项目是用以判断隧道围岩的变化情况和支护结构工作状态的经常性测量。 2． 选测项目

选测项目是用以判断隧道围岩松动状态、喷锚支护效果和积累资料为目的的量测。

各类围岩量测项目

必测项目 项目 洞内观净空拱顶下围岩 察 变位 沉 条件 硬岩 (Ⅲ－Ⅴ) 软岩 (Ⅱ～Ⅲ) 软岩 (Ⅰ～Ⅱ) 土砂 ××× ××× ××× ××× 选测项目 锚杆锚杆衬砌拉围岩条轴力 应力 拔件 试验 × × × × 洞内弹性波 地表下沉 围岩位移 ××× ××× × × × ××× ××× × × ××× ×× × ××× × × × × × ××× ××× ××× ××× × ××× ×× × × ×× × × ×××× × 注：×××——必须进行项目；××——应进行项目；×——必要时进行项目

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

24

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 25 页 共 27 页

＃

隧道现场监控量测项目及量测方法

序方法及工项目名称 号 具 围岩、结构面产状及支护裂缝观察或描述、地质罗盘等 布臵 量测间隔时间 161～3个1～15天 天～1月 个月 3个月以后 地质和支1 护状况观察 开挖后及初期支护后进行 每次爆破后进行 各种类型2 周边位移 收敛计 每5～100m一个断面，每断面2～3对测点 1～2次/天 1～21次/2天 次/周 1～3次/月 水平仪、1～2水准尺、每5～100m一个断1～2次/1～3次3 拱顶下沉 1次/2天 次/钢尺或测面 天 /月 周 杆 每5～100m一个断开挖面距离量测断面前后＜2B时，1～2面，每断面至少11次/天 水平仪、个测点。每隧道至开挖面距离量测断面前后＜2B时，1次4 地表下沉 水准尺 少2个断面。中线/2天 每5～20m一个测开挖面距离量测断面前后＜2B时，1～2点 次/周 开挖面距离量测断面前后＜2B时，1～2次/天 围岩内部地面钻孔每代表性地段一开挖面距离量测断面前后＜2B时，1次5 位移（地中安设各个断面，每断面/2天 表设点） 类位移计 3～5个钻孔 开挖面距离量测断面前后＜2B时，1～2次/周 洞内钻孔中安设单围岩内部每5～100m一个断点、多点1～21～36 位移（洞面，每断面2～111～2次/天 1次/2天 杆式或钢次/周 次/月 内设点） 个测点 丝式位移计 围岩压力每代表性地段一各种类型1～21～37 及两层支个断面，每断面宜1次/天 1次/2天 压力盒 次/周 次/月 护间压力 为15～20个测点 支柱压力钢支撑内每10榀钢架一对1～21～38 计或其他1次/天 1次/2天 力及外力 测力计 次/周 次/月 测力计 9 支护、衬各类混凝每代表性地段一1次/天 1次/2天 1～21～3

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

25

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 26 页 共 27 页

＃

土内应变个断面，每断面宜计、应力为11个测点 计、测缝计及表面应力解除法 各类电测锚杆内力锚杆、锚10 及抗拔力 杆测力计及拉拔器 各种声波围岩弹性11 仪及配套 波测试 探头 砌内应力、表面应力及裂缝测量 次/周 次/月 － － － － － － － － 注：B为隧道开挖宽度。

五、施工安全

（一）、衬砌施工安全

1．衬砌工作台上应搭设不低于1m的栏杆，跳板设防滑条，梯子应安装牢固，不得有钉子露头和突出尖角。

2．工作台、跳板、脚手架的承载重量，不得超过设计要求，并应在现场挂牌标明。脚手架与工作台的底板应铺设严密，木版的端头必须搭在支点上。

3．吊装拱架、模型板时，工作地段应有专人监护。

4．在隧道内作业地段倾卸衬砌材料时，人员与车辆不得穿行。 5．在2m以上高出作业时，应符合高出作业有关规定。 6．检查、修理压浆机械管路，应停机并切断风源与水源。

7．严禁在洞内熬制沥青。在洞外熬制时，应远离人员和房屋集中的地点。 （二）、模板台车

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

26

白家河2隧道衬砌施工工艺 第 27 页 共 27 页

＃

1．台车下的净空，应保证运输车辆能顺利通行，并悬挂明显的缓行标志。

2．模板台车上应有足够的照明设施。

3．拆除混凝土输送软管或管道，必须停止混凝土泵的运转。 4．使用衬砌模板台车应遵守下列规定：

⑴．台车上不得堆放料具 ⑵．工作台上应铺满底板 ⑶．混凝土两端挡头板应安装牢固 ⑷．应先灌筑边墙混凝土基础。

中铁大桥局宝兰二线第三项目部

27