北塬隧道防排水及二次衬砌
一、 隧道防 排 水施工
隧道防排水遵循“防、排、堵、截相结合，因地制宜，综合治理”的 原则。
（一）
排水管盲沟
为及时将围岩少量渗水或流水排出洞外，按设计要求，在初期支护和 二次衬砌之间设Ф50 米米环向盲管，环向盲管间距按 6～12 米布设，并实行动态管理增设环向盲管。两侧边墙墙脚设Ф80 米米纵向盲管，环向盲管与纵向盲管分别直接弯入进水孔，并每隔 12～20米设边墙进水孔一处，边墙进水孔与洞内排水沟连接，将隧道水从洞内排水沟引向洞外。隧道外出水口尽量选择背风、向阳地带，防止冻结水沟。盲管采用单壁打孔波纹管，盲管采用 5 厘米长的 锚固钉及防水板窄条(8*20-30 厘米)锚固在岩面上，锚固钉间距按 50 厘米布置。
环向、纵向盲沟、边墙进水管(孔)和洞内水沟组成一套完整的 排水系统。
（二）
防水层防水
1.工艺流程 在隧道拱墙初期支护与二次衬砌之间铺设 EVA 防水板(厚度 为不小 于 1.5 米米)，防水板与土工布结合使用，密度 大 于 350g/米2。为确保防水层施工质量，采用无钉孔铺设工艺施工，防水板施工工艺流程见后附图 1-2-1。无钉孔铺设防水板施工方法见图 1-2-2。
2.施工方法 施工准备：防水板铺设前，对隧道净空进行量测检查，对欠挖地段进行处理，以满足净空要求。首先将外露的 锚杆头、钢筋头等坚硬物清除，并用砂浆抹平。对于支护面凹凸不平的 部位采用砂浆找平。
吊挂铁线：首先用红油漆标出隧道拱顶中心线，在拱顶中心线上
沿隧道纵向布设吊挂铁线，然后从拱顶向两边边墙布设铁线，间距0.9 米(小 于吊绳间距 10 厘米)，且平行于隧道中线，铁线两端布设长度 大 于防水板铺设长度 1 米。
1 1- -2 2- -1 1
防水板施工工艺流程图
吊挂防水板：将防水板的 中心线对准隧道拱顶中心，三至五人站于工作台架提起防水板(每人各持一段)，将中心线吊绳捆绑于隧道喷砼防水板塑料垫圈土工布岩壁 射钉 1 1- -2 2- -2 2 无钉孔铺设防水板施工方法示意图
合格 不合格 台车就位、切除外露钉头、砂浆找平 防水板质量检查
准备工作 钻眼、楔木楔、 钉钉、固定铁线 防水板补洞
防水板吊装就位
焊接防水板搭接缝
结
束 补焊 质量检查
拱顶中心铁线上，横向吊绳从拱顶向两边边墙吊挂。全部挂完后，推动台架向前移动。同法吊挂第二环、第三环，以至该衬砌一个循环段全部挂完。防水板要超前铺挂，防水板铺挂长度 至少比衬砌长度 超前 5-20 米。
防水板接头焊接：防水板采用专用防水板焊接机双缝焊接，焊接采用热焊缝，搭接长度 不小 于 15 厘米。防水板可留有 T 字型搭接头，避免产生十字型搭接头。防水板搭接处应与施工缝错开布置，错开的 距离不小 于 50 厘米。粘接前，采用工作台架将防水板吊装在待铺设部位，将防水板接头处清理干净，然后用防水板焊接机从上到下焊接。施工中要控制好焊接温度 ，防止烧穿或烧损防水板。
防水板的 保护：焊接钢筋时在其周围用湿木板进行遮挡，以免溅出火花烧坏防水层。若防水板有破损处采用电烙铁补洞，补洞防水板材质同衬砌防水板。及时灌注砼进行保护，二次衬砌时，在正对砼输送管口的 防水板处设置保护层，避免损坏防水板。振捣人员经严格培训，杜绝振捣棒点触防水板现象，以免造成破坏。
土工无纺布垫层应尽量与基面密贴，不宜绷得过紧，也不宜过松。土工无纺布要求采用搭接连接，搭接宽度 不应小 于 5 厘米。
（三）
结 构缝防水
环向施工缝每板衬砌设一道，采用中埋式止水带加背贴式止水带复合防水构造，拱墙、仰拱全断面设置;纵向施工缝设在两侧边墙底部，采用钢边橡胶止水带和背贴式止水带复合防水构造;变形缝设在隧道地层显著变化处和断面明显变化处，以及软硬岩分界处，采用中埋式止水带、背贴式止水带及嵌缝材料组成的 复合防水构造，通环全断面设置。
止水带接头必须良好，不应采用不加处理的 搭接，止水带粘接前应做好接头表面的 清刷与打毛。接头处选在衬砌结构应力较小 的 部位，粘接可采用热硫化连接的 方法，搭接长度 不得小 于 10 厘米,焊接缝宽度 不小 于 5 厘米。
结构缝处施工时，采用钢筋夹将止水带固定在待浇筑混凝土断面中间，上、下两循环间各放置 1/2 长度 ，然后安装堵头板，浇筑上
一循环混凝土。待进行下一循环混凝土浇筑时，在已衬砌混凝土表面上涂抹界面剂，将另一半止水带的 位置调整好，沿衬砌设计轴线间隔 0.5 米在挡头墙用φ12 钢筋夹与定位筋固定，用同样的 方法浇筑下一循环混凝土。两次浇筑混凝土时，及时调整止水带位置，保证止水带置于二次衬砌的 断面中央。
（四）
结构自防水
二次衬砌采用防水混凝土，以提高结构自防水性能。地下水对混凝土具有腐蚀性时，采用抗侵蚀性防水混凝土衬砌。其抗渗等级不得低于 P8。
二、 仰拱、填充施工方法
仰拱距离开挖面不宜过长，距离应控制在 35 米之内，尽量紧跟开挖工作面，围岩软弱不稳定时、穿越民房建筑区时，仰拱应紧跟开挖面。
为保证隧道施工质量，二次衬砌施工顺序是仰拱超前，墙、拱整体浇筑。隧道仰拱混凝土应整体浇筑，一次成行形，填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后进行。
隧道二次衬砌采用仰拱先行的 方法。仰拱全幅开挖、全幅浇注，浇筑完成后，根据规定养护并做好防护工作，仰拱和底板砼强度 到5 米 pa 后行人方可通行，达到设计强度 100%后车辆方可通行，为使掌子面开挖不因此而中断，运输车辆在仰拱施工位置采用移动式栈桥通过。仰拱砼浇筑采用插入式振捣器，加强振捣，保证砼施工质量。仰拱上填充砼施工前先清洗仰拱上虚碴及杂物，排除积水。填充砼表面要求平整，横坡、纵坡与设计一致。仰拱、填充应分开浇注，且全幅灌注。
仰拱循环开挖长度 宜为 2-3 米，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧道底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段开挖长度 宜为 4-6 米。以确保拱墙砼施工能正常进行。仰拱变形缝空隙采用填缝料填塞密实。仰拱开挖后要及时浇注砼，采用插入式振捣器，加强振捣，保证砼施工质量。浇注仰拱时，应在两侧预留足够的 钢
筋接头，以便进行拱墙衬砌时连接。仰拱上填充砼施工前先清洗仰拱上虚碴及杂物，排除积水。填充砼表面要求平整，横坡、纵坡与设计一致。
仰拱环向施工缝采用中埋式止水带和背贴式止水带复合防水;变形缝采用中埋式止水带、背贴式止水带及嵌缝材料组成的 复合防水措施。
施工工序流程见图 2-1-1。移动式仰拱施工栈桥见图 2-1-2。
图 2-1-1 仰拱(底板)施工工序流程图
施做砼找平层 铺设仰拱栈桥
施工缝处理 隧底防水处理 清底、检查
合格
仰拱（底板）钢筋绑扎（如有）
砼标高控制点埋设 隧底开挖 不合格
砼浇注前检查
浇注砼 砼养护 合格
不合格
预作的仰拱完工的仰拱前方为开挖面预留的弃碴段图 2-1-2
移动式仰拱施工栈桥示意图 三、 混凝土二衬施工
隧道衬砌全部采用全断面整体式衬砌，为了 最大 限度 地减少衬砌与出碴的 相互干扰，保证衬砌质量，加快衬砌速度 ，配备一台12 米长整体式液压钢模板衬砌台车，采用 HBT60 型混凝土输送泵灌注，混凝土由搅拌运输车运输。每次衬砌距离长度 11.8 米，约 2 天完成一个循环。混凝土入模采用泵压法，以插入式振捣器为主要振捣方式，台车自带附着式振捣器为辅助振捣方式。
隧道衬砌施工工艺流程见图 3-1。
图 图 3 3- - 1 隧道衬砌施工工艺流程图
（一）
二次支护( ( 混凝土) ) 施作时间
①各监测项目显示围岩位移速度 明显减缓并已基本稳定。
②各项位移已达到预计位移量的 80～90％(预计位移量可通过回归分析得到)。
③各项位移速度 小 于 0.10～0.2 米米/d。
④当围岩压力较大 沉降收敛速度 加大 时,应在围岩稳定的 情况下才能进行二衬模筑衬砌。
⑤测量过程中如发现异常现象或与设计不符时，应及时提出，以便修改支护参数。
⑥测点埋设情况和量测资料应纳入竣工文件，以备运营中查考或施
工
准
备 台车就位 防水板铺设 浇筑混凝土 脱
模 隐检项目 混凝土养护 钢筋绑扎 台车检修 试件制作 钢筋弯制及运输 安注浆管 安止水带 涂脱模剂 混凝土运输 输送泵就位
继续观察。
（二）
施工准备
在二次混凝土衬砌前，必须进行如下工作：
①将初期支护侵入二次衬砌设计范围内的 锚杆头、小 导管头等影响防水板铺设的 杂物清除干净，并喷射混凝土找平。
②衬砌台车拼装完成，并检查好模板的 刚度 、液压系统、模板表面平整度 、模板接缝错台情况处理等各项指标，并刷好脱模剂。
③做好预埋件和预埋孔洞的 里程位置详细图，加工好预埋孔洞的 模板，保证预埋位置准确。
④浇筑混凝土前将基底表面的 积水、岩屑、泥浆等松散物清除干净。
⑤为了 保证每组衬砌接头的 平整度 ，在二次衬砌施工前先施作隧道仰拱混凝土及填充，再铺设枕木和轨道，检查轨道标高和轨道距中线的 距离，保证台车就位准确和接头的 平整度 。
⑥施工环向排水管、排水盲沟、挂好土工布和防水板并检验合格。
（三）
施工测量
台车就位前，测量放样隧道中心线和衬砌台车轨道线，使台车就位误差不得超过 10 米米，并在小 边墙上定出台车就位标高及就位边线，用红油漆标识，以便台车按照标高和边线就位。
（四）
钢筋制作安装
衬砌钢筋在洞外现场加工，按设计长度 计算下料时，应考虑钢筋搭接长度 和接头错开的 距离，下料完成后在加工场焊接完成，尽量减少在台架焊接。衬砌钢筋绑扎在防水板铺设完毕后进行。衬砌工作面设简易绑扎台架，衬砌钢筋的 安装、绑扎在台车上进行。
衬砌钢筋施工应符合以下要求：
①衬砌钢筋的 规格、型号、机械性能、化学成分、可焊性等符合规范规定和设计要求，钢筋进场后必须进行抽样检查，合格后方可投入使用; ②钢筋在加工弯制前先调直，钢筋表面的 油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净。加工后的 钢筋表面不应有削弱钢筋截面的 伤
痕。当利用冷拉法调直钢筋时，钢筋的 调直伸长率：Ⅰ级钢筋不得超过 2%，Ⅱ级钢筋不得超过 1%。
③钢筋主筋采用焊接接头，接头质量必须符合规范要求。在焊接前，必须按实际施工条件焊接试样进行试验，合格后才能进行焊接施工; ④衬砌钢筋之受力钢筋采用焊接接头时，焊接接头应相互错开，错开距离为 35d(d 为钢筋直径)，且不少于 50 厘米。在同一截面内受力钢筋接头面积占受力钢筋总截面面积的 百分率不超过 50%。钢筋焊接时应采取防护措施，避免损伤防水板; ⑤焊接接头距弯曲处的 距离不应小 于10d，也不应位于最大 弯距处; ⑥钢筋交叉点应用铁丝全部绑扎牢固，数量不少于 90%，钢筋绑扎接头搭接长度 及误差应符合规范及设计要求。
（五）
台车就位
①轨道铺设 轨道宜采用铁路 P38 以上钢轨，短枕采用木枕，钢轨与短轨间使用轨垫板，轨道置于已填充的 混凝土面上，以保证台车平稳。轨道中心线尽可能与隧道中心线重合，偏差应控制在 10 米米以内。
②台车准确定位 台车定位采用五点定位法，即以衬砌圆心为原点建立平面坐标系，通过控制拱部模板中心点、拱部模板同墙部模板的 两个铰接点、两墙部模板的 底脚点来精确控制台车就位。
为避免混凝土浇筑过程中台车上浮(一般可达到 15 米米左右)，采用三个 30t 的 千斤顶在台车前端端部拱顶增设支撑，以防止台车上浮造成拱部错台。
台车就位前，在小 边墙上定出台车就位标高及就位边线，按照标高和边线就位后，重新检查台车的 净空和拱顶标高，保证隧道衬砌净空满足设计要求。
（六）
混凝土浇筑
衬砌混凝土的 质量，受到施工方法的 极大 影响。特别是现场
内的 运输、灌注、捣固、养生等方法对混凝土的 性能影响很大 ，因此，应仔细研究混凝土的 运输、灌注、捣固、养生等各个作业环节。严格按照设计要求及现场试验结果进行操作。
混凝土灌注采用混凝土输送泵，灌注过程中根据灌注的 部位不同严格按照表 1 标准进行作业。
表 表 1 1
混凝土 的
灌注方法及标准
位置
项目
标准
仰拱、边墙及拱部以下 落下高度
1.5 米以下 灌注一层的 高度
40-50 厘米左右 流动距离 不流动 拱顶部 灌注方式 向上灌注 流动距离 10 米左右
①混凝土拌和、运送 a.混凝土的 各种材料必须经试验合格后方可使用，拌合采用强制式搅拌机进行拌和，拌和过程中严格按施工配合比配料，拌合时间一般不少于 2 分钟，确保混凝土的 和易性。
b.混凝土应尽可能地在接近拌合状态下运送、灌注。为此，运送时间要短，不使混凝土材料离析、含气量变化和坍落度 下降等，故衬砌混凝土采用混凝土罐车进行运输。
②混凝土浇筑 a.混凝土灌注前应清除模板内的 水及杂物，输送泵管路中残留的 砂浆等有损混凝土的 品质的 ，必须在灌注混凝土前清除。
b.模板的 长度 12 米，为防止混凝土流动中产生离析采用分支管并设变换阀，用 2～3 个检查窗进行灌注，灌注边墙的 检查窗应设在合适的 高度 上，使混凝土下落高度 小 于 1.5 米，防止混凝土下落产生离析形成蜂窝。拱顶高流动性混凝土只从中央检查窗进行灌注。
c.从检查窗进行灌注时，可从邻接的 检查窗和上面的 检查窗进行捣固。因此，灌注检查窗依次向高位置变更，到尽可能高的 位置之前，最好用检查窗进行混凝土的 灌注。
d.混凝土灌注速度 不能比模板设计时预定速度 快，否则会造成左右混凝土的 灌注高差，模板会产生变形和移动，所以应根据设计灌注速度 左右应对称进行浇筑灌注。
e.泌浆水混入混凝土后会形成低品质层，而降低衬砌的 均匀性和整体性。其次，已灌注混凝土面会存在泌浆水，附着在模板上形成水泡。因此，泌浆水应用设在堵头板上的 排水孔排除。
f.拱顶部分的 混凝土灌注，一般采用向上灌注方式。向上灌注方式比引拔的 混凝土充填性要好，也可采用充填性更好的 挤压方式(活塞方式)。拱顶部分的 混凝土灌注，重要的 是不要产生离析、各个角落不残留空隙、堵头处能够完全充填。因此，混凝土要连续灌注，并从堵头板的 开口处排除泌浆和空气。
g.为了 确实地充填拱顶部分，可以研究采用高流动性混凝土，高流动性混凝土是具有自充填性的 ，材料难于离析。此外，通常混凝土多少会产生泌浆而在拱顶背后产生一些小 空隙。高流动性混凝土几乎没有泌浆，因泌浆引起的 空隙是不会出现的 。
h.向上灌注口一般距已灌注好的 混凝土侧 0.75 米为宜。灌注口离开已灌注好的 混凝土越远，其流动越困难，靠近已灌注好的 拱顶部则易产生空隙。因此，灌注口最好靠近已灌注好的 混凝土侧。为了 减少空隙中的 空气，可在已灌注好混凝土侧设置排气孔。
i.因事故而中断灌注时，改变了 混凝土的 流路，会产生空洞和厚度 不足，所以每模必须采取备用电源、备用混凝土拌和机等措施以保证连续地灌注混凝土。
③混凝土捣固 混凝土的 振捣采用附着式振捣器和人工插入式振捣棒配合使用，台车加工时在起拱线以下、起拱线、起拱线以上留出捣固窗口，混凝土施工时捣固人员在窗口用插入式振捣器捣固，保证混凝土捣固密实。拱顶等不能使用内部振捣器的 部分，要注意不要产生下降、厚度 方向分离等缺陷，采用附着式振动器振捣密实，混凝土难于充填的 部位，应仔细捣固。
混凝土灌注中断的 场合，再次开始时要特别仔细，捣固器应确
实地插入下层的 混凝土中。使用振捣器时应注意的 事项如下：
a.内部振捣器尽可能地垂直，以一定间隔插入，其间隔一般在50 厘米以下。
b.振动捣固应充分，其标志是混凝土和面板的 接触面出现水泥浆线。表面不再有气泡，混凝土容积减少也是一个特征。
c.振捣器形状、大 小 、数量应根据一次捣固的 混凝土容积决定，并留有备用数量。
e.捣固作业要注意不损伤背后的 防水板。
（七）
拆模和养护
①拆模时间 模板须待混凝土达到设计强度 8 米 pa 以上时方可拆除;对于受较大 围岩压力的 模板须待混凝土达到设计强度 的 100%后才能拆除。
②养护方法 隧道衬砌养护采用高压水冲洗湿润的 办法，经常要保持混凝土湿润，保养期限一般为 14 天。养护的 洒水期限与水泥品种、空气湿度 、气温等条件有关。
没有充分硬化的 混凝土受到振动、冲击时，会产生开裂和损伤，因此在爆破中，掌子面和混凝土灌注地点要保持适当的 距离。
隧道通风后通常会有风流产生，隧道内的 温度 、湿度 将下降。如混凝土在低龄状态，必要时要设置防风板。
（八）
拱顶回填压浆
在进行混凝土浇筑时，每隔 3 米在拱顶预留Φ50 钢管一个回填压浆管，在完成二衬并达到设计强度 100%后，采用压浆泵对拱顶压注米 20 水泥砂浆，其配合比根据现场试验确定，回填注浆压力：初压 0.1-0.15 米 Pa,终压 0.2 米 Pa。
（九）
施工要点
①衬砌台车就位要进行测量控制，灌注前进行复核。台车下部支垫稳固，上部及两侧面用短杆支撑牢固，防止晃动。
②模板必须进行测量控制，保证模板缝成直线。
③要求混凝土生产和输送能力与混凝土输送泵的 灌注能力相匹配。
④混凝土自出料到振捣完毕时间不得超过初凝时间 ⑤超前灌注两侧边墙墙基混凝土，并沿隧道方向每隔 150 厘米预埋地脚螺栓，要能与模板最下边缘孔对正,以便固定钢模板的 最低边缘,为防止地脚螺栓位置偏移，采用加设横撑办法解决。
⑥在灌注砼时，要注意连续性和对称性，台车两侧砼表面高差不得超过 50 厘米，砼浇筑必须连续进行，不得中断，为此必须配备备用发电机组。
⑦隧道衬砌封顶采用钢管压注法，选择合适的 混凝土坍落度 ，使隧道拱顶混凝土填充密实。
⑧每循环衬砌前，对上一组衬砌接缝处的 混凝土凿毛、清洗、纠正止水带位置，并刷一层水泥浆以使新旧混凝土接合良好。
⑨混凝土灌注连续一次灌注完毕，如发生停电等意外事故必须停工时，将灌注面整平、振捣好。停工 2 小 时以上，要等 24 小 时后才能接灌。
⑩拱部封顶时，必须填满捣实，不得有空隙。
⑾养护采用洒水养生。拆模在拱部混凝土达到设计强度 8 米 pa以上进行，拆模时注意混凝土角隅及表面的 保护。
四、 水沟、电缆槽及附属洞室
隧道开始施工前，技术人员要针对施工图组织会审，对每座隧道内的 附属洞室、综合接地及预埋件等进行详细的 统计，并绘制出展示图，标明位置、规格、数量等，给现场作业人员进行技术交底。隧道内的 综合洞室、综合接地及各类预埋件与隧道主体统筹安排，同步施工，并由技术人员逐一核实对照，以防遗漏。
附属洞室采用人工配合小 型机具开挖，钢制整体式模板与洞身混凝土衬砌同时浇筑，并按设计要求挂设防水板和埋设预埋构件。
电缆沟、水沟等安排在二次衬砌结束后集中施工，采用专用定型模板施工，确保尺寸准确，表面光洁平整，线条直顺。
五、施工安全技术措施
(1)．仰拱、底板施工前，必须将隧底虚碴、杂物、积水等清除干净。
(2)．衬砌、铺防水板工作台上应安设不低于 1050 米米的 栏杆;跳板设防滑条;脚手架、工作平台、跳板、梯子应安装牢固。靠近通道处应有足够的 净空，以保证车辆、行人安全通过。
(3)．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;脚手架上工作平台应铺设严密，钉铺结实;木板之端头必须搭于支点上，不得有探头板。
(4)．振捣机具应设置防护罩，电动机必须有接地装置。移动或检修机器及管线时，应先停电，并切断电源。
(5).混凝土灌筑时, 必须两侧对称进行。台车上不得堆放料具,工作台应满铺底板,并设安全栏杆。拆除混凝土输送软管时, 必须停止混凝土泵的 运转。
(6).严格控制拆模时间和养护。根据不同地段混凝土衬砌的 受力状况，满足混凝土最小 拆模强度 要求。拆模后及时喷水养护，养护时间满足相关要求，以防开裂。
(7).仰拱及时跟进，初期支护尽早封闭成环，仰拱距掌子面不大 于 35 米，二次衬砌距仰拱不大 于 35 米。
(8).施工严格按设计施工，若随意改变设计施工，出现后果自负。