4Ⅲ级围岩仰拱与仰拱填充施工作业指导书

Ⅲ级围岩仰拱及仰拱填充施工作业指导书

1、适用围

本作业指导书适用于仲家山隧道进口Ⅲ级围岩仰拱及仰拱填充施工；可作为时速200km/h以上及客运专线铁路隧道仰拱及仰拱填充施工参考。

2、目的

明确仲家山隧道进口仰拱及仰拱填充施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规铁路隧道仰拱及仰拱填充施工作业。

3、编制依据

1、《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2004]08号）；

2、《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003；

3、《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》TB10424-2003；

4、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设[2005]157号；

5、《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》（铁建设函[2005]285号）；

6、《施工图设计文件》。

4、基本要求

1、所用原材料的品种、规格必须满足规和设计要求。

2、高性能耐久、防水混凝土各项指标必须满足设计和规的要求。

3、施工前，其中线、高程、断面等尺寸应符合规和设计要求。

4、仰拱应及时施作，开挖长度不超出12m。

5、仰拱及仰拱填充混凝土应分开浇筑。

6、仰拱施工前，应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除干净，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填。

5、施工准备

5.1技术准备

5.1.1仰拱施工时间的确定

根据隧道施工新奥法原理，仰拱应尽早及时施作，紧跟掌子面，但又不能干扰掌子面开挖、支护作业，可视现场实际情况适时施作仰拱。一般情况下，Ⅲ级

围岩不得超过90米。

5.1.2隧底断面检查

在仰拱施工前，技术人员应组织测量人员对隧道隧底断面进行检查，以确保仰拱厚度。如隧底有初期支护的，应在初期支护施工时确保尺寸符合设计要求。

5.1.3选定配合比

Ⅲ级围岩仰拱采用C30耐久性素混凝土；仰拱填充采用C20素混凝土；衬砌混凝土抗渗等级不得低于P8。在仰拱施工前，试验室应按现行的有关规定，选定经济合理可行的配合比。

5.1.4 测量放样

在仰拱施工前，应按设计现场测放出预浇筑段仰拱及仰拱填充的定位桩及高程：隧道中线桩、左右边桩、轨高程（每10m一点），以利于仰拱及仰拱填充模板及沟槽定位。

5.2材料及机具准备

5.2.1仰拱栈桥

隧道仰拱及仰拱填充混凝土分开浇筑。为不干扰和影响掌子面的开挖和支护作业，采用仰拱栈桥辅助施工作业。根据每循环仰拱及仰拱填充混凝土浇筑长度不同，选用不同长度的栈桥，一般情况下，长度以12m为宜，配置2副（4片）。栈桥采用32a工字钢制作，必须保证足够的刚度和稳定性。栈桥制作材料及尺寸见图一所示。

图一、仰拱栈桥

5.2.2仰拱及仰拱填充模板

根据设计文件中仰拱及仰拱填充混凝土尺寸，场外预制好仰拱及仰拱填充模板。为保证模板的刚度和稳定性，挡头模板采用钢板制作成分块小钢模，肋采用角钢加固，仰拱模板为方便止水带的安装，止水带安于止水带上下两片模板中间。模板图见下图

图二：仰拱顶模：

仰拱顶模示意图

图三、仰拱及仰拱填充模板

图四、模板横断面图（仰拱端头中埋式橡胶止水带安装断面示意图）

5.2.3 其他机具

在仰拱施工前，除以上机具外还必须准备好以下其他施工机具：混凝土全自动搅拌站1座、混凝土运输车4辆、插入式振动器4台、溜槽1副、装载机1辆、挖掘机1辆。并对机械进行检修及试运行等工作，以保证施工中机械正常运行。需配置的机具见表一。

5.3原材料

在仰拱施工前，应对原材料进行检验，如水泥、粉煤灰、钢材、砂、石、水、外加剂等。材质必须满足设计和规要求，对不合格的材料禁止使用，并及时清除出施工场地，以免混用。

5.4人员准备

仰拱及仰拱填充施工前，相关施工人员必须进场，除了必要的搅拌站及汽车等车辆司机外，混凝土浇筑作业人员不宜少于10人。并对其进行安全教育、技术培训，使其熟悉有关施工工艺流程、技术标准和注意事项。相关作业人员数见表一。

表一、隧道仰拱及仰拱填充施工机具及作业人员配置一览表

6、施工工艺

6.1工艺流程

仰拱及仰拱填充施工工艺流程框图见图三。

图三、仰拱及仰拱填充施工工艺流程框图

无碴轨道仰拱填充预留30cm找平层，其余工艺流程与有碴轨道相同。

6.2施工工艺要点

6.2.1仰拱模板、止水带的安装及加固

⑴仰拱模板采用定型钢模，模板安装前，根据测量桩在隧道两侧边墙上用红油漆标出模板位置，安装外贴式橡胶止水带，外贴式橡胶止水带在环向方向伸出混凝土表面不小于30 cm，然后挂线安装仰拱模板，以保证模板线条平直。模板安装好后，根据测量放出的水平点用水平管打标高，用红油漆在模板上标出仰拱混凝土顶面标高，保证仰拱混凝土顶面坡度平顺。模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。模板安装好后，采用钢管支撑并加固，紧贴在模板上的钢管架应做成横带、竖带形式，利用钢管扣将钢管架连成整体，最后支撑于未开挖的隧底岩石上，如前面已开挖，应在隧底竖向打钢筋头，然后撑在钢筋头上，以保证支撑稳固。模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。

⑵仰拱端头下块模板安装好后，安装中埋式橡胶止水带并固定仰拱端模上块模板（不得用钉子或铁丝等物将止水带穿孔），止水带在环向方向伸出混凝土表

面不小于30 cm，止水带接缝平整、牢固、不得有裂口和脱胶现象，并不得有穿孔，混凝土浇筑前应校正止水带位置，保持其位置准确、平直。

⑶待仰拱端头模板安装完成后，拼装仰拱顶模。

6.2.2浇筑仰拱混凝土

经过自检、监理工程师检查合格后，开始浇筑仰拱混凝土。混凝土采用混凝土搅拌站集中拌制，通过输送车运输，人工摊铺，由已浇筑一端向另一端摊铺，并由仰拱中心向两侧对称进行。当距离较远时，混凝土从运输车出来后采用溜槽辅助施工。采用插入式振捣器振捣，振捣方法：开动振动棒，振捣手握住振捣棒上端的软轴胶管，快速插入混凝土部，振捣时，振动棒上下略为抽动，振捣时间为20～30秒，但以混凝土面不再出现气泡、不再显著下沉、表面泛浆和表面形成水平面为准。使用插入式振动器应做到快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，按顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为30～40 cm），靠近模板距离不应小于20 cm。振捣上一层时应插入下层混凝土面5～10 cm，以消除两层间的接缝。混凝土应连续浇筑，如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕。超过2小时应按施工缝处理。仰拱两侧浇筑到设计标高后，待混凝土初凝前，安装中埋式钢边止水带及接茬筋。

6.2.3安装中心沟和仰拱填充模板

待仰拱混凝土终凝后，混凝土强度达到5MPa以上，开始进行仰拱填充施工。

⑴测量放线，定出隧道中线、设计标高，挂线（或用红油漆在仰拱面标出）；人工安装中心沟模板（预留中心水沟沟身宽度）。

⑵安装仰拱填充模板，其方法和步骤与安装仰拱模板相似。

6.2.4浇筑仰拱填充混凝土

经过自检、监理工程师检查合格后，开始浇筑仰拱填充混凝土，其方法和步骤与灌注仰拱混凝土相同。

仰拱填充混凝土收面是项关键工序，采用滚筒式收面法，可以保证混凝土面坡面平顺、水流畅通。利用100mm的钢管制作成滚筒，长度为半幅仰拱填充面宽，两端用12mm的钢筋焊成套管拉手；收面时，两人拖动滚筒各一端，利用其自重将混凝土面压平。待混凝土初凝后，人工再次收面，将混凝土面摸平顺、光滑。

其次，仰拱填充面中心排水沟的施工亦极为重要，若施工不当，排水沟则不平顺，排水不畅。在混凝土初凝前，用200mm（根据设计尺寸要求）的钢管进行压沟，钢管长度应根据每次浇筑长度而定，压沟之前，应标示出中线位置。

6.2.5混凝土拆模及养护

⑴拆除非承重模板时，混凝土强度不得低于 2.5MPa，并应保证其表面及棱角不受损伤。

⑵混凝土浇筑完毕后，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施，并应符合下列规定：

①应在浇筑完毕后的12h以对混凝土加以覆盖并保湿养护；

②混凝土浇水养护的时间大于14天；

③浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；混凝土养护用水应与拌合用水相同，水温应与环境气温基本相同；

④采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布有凝结水；

⑤混凝土强度达到5MPa前，不应在其上安装模板及支架；混凝土强度达到设计强度的100％后方能允许车辆通行；

⑥当环境气温低于5℃时不应浇水。

6.2.7仰拱填充混凝土与仰拱混凝土不得同时浇筑，且施工缝应错开0.5～1.0m 距离，形成台阶式。

7、仰拱及仰拱填充施工质量要求

隧道仰拱及仰拱填充施工各项标准应符合现行铁路验收标准：

⑴仰拱及仰拱填充混凝土所用的水泥、外加剂、细骨料、粗骨料等原材料检验应符合要求。

⑵混凝土强度等级必须符合设计要求，隧道衬砌应采用同条件养护试件检测结构实体强度。仰拱混凝土抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为56d，混凝土强度试件应在混凝土的浇筑地点随机抽样制作。隧道仰拱每200m应采用同条件养护试件检测结构实体强度1次。试件的取样与留置必须符合下列规定：

①每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样不得少于一次。

②每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时，取样不得少于一次。

③现浇混凝土的每一结构部位，取样不得少于一次。

④每次取样应至少留置一组试件。

⑤标准条件养护试件的留置组数应按设计要求、相关标准规定和实际需要确定。

⑶仰拱及仰拱填充厚度及各部尺寸应符合设计要求。

⑷施作仰拱混凝土前必须清除隧底虚碴、淤泥、积水和杂物，超挖部分应采用同级混凝土回填。仰拱混凝土应分段连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。

⑸仰拱应及时施作，开挖长度不超过12m。

⑹仰拱顶面高程和曲率应符合设计要求，高程允许偏差为±15 mm。

⑺仰拱及仰拱填充混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀，不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷，且不积水。

⑻仰拱填充混凝土不得与仰拱混凝土同时浇筑，仰拱填充混凝土浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水。表面处理应符合设计要求。

8、安全及质量措施

8.1安全措施

⑴加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全意识。

⑵按新奥法施工原理，仰拱超前，衬砌紧跟。

⑶仰拱及时施作，开挖长度不超过12m。

⑷车辆通过仰拱栈桥时，由安全员负责指挥通过。

⑸制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。

⑹配备专职电工，严禁非电工人员接线。

⑺当掌子面有爆破作业时，所有人员必须撤离至安全距离。

8.2质量措施

⑴加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的质量意识。

⑵加强对水泥、粉煤灰、砂、石、外加剂等原材料的进场验收，严禁使用不合格材料，并及时清退出场。

⑶现场技术人员加强施工过程控制:

①仰拱及仰拱填充混凝土及预埋件的尺寸、标高必须符合设计要求；

②混凝土浇筑过程旁站；

③混凝土及时按要求进行养护；

⑷每循环进行测量放样，定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。

9、注意事项

⑴新建隧道为电气化铁路，混凝土中有较多预埋件及孔洞，施工中应仔细看清设计图纸，统筹安排，避免遗漏。

⑵仰拱混凝土强度低于5MPa时，不得进行仰拱填充施工。

⑶隧道在整个施工过程中，其作业环境应符合下列职业健康及安全标准：

①空气中氧气含量，按体积计不得小于20%；

②粉尘永许浓度，每立方空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每立方空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg；

③有害气体最高允许浓度：一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；二氧化碳按体积计不得大于0.5%；氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3

以下；

④隧道气温不得高于28℃；

④隧道噪声不得大于90Db。

⑷仰拱及仰拱填充混凝土应整幅浇筑，不得半幅施工，保证混凝土的整体性。

⑸仰拱填充混凝土不得与仰拱同时浇筑。

⑹隧道施工作业地段必须保证足够的照明。不安全因素较大的地段应加大照度。在主要交通道路、洞抽水机站应设置安全照明。