課題二次襯砌38課件

主講課題：二次襯砌二次襯砌施工前

完工后

二次襯砌施工方法

二次襯砌主要是提供安全儲備或承受后期圍巖壓力。襯砌施工方法1、先墻后拱法2、先拱后墻法一、混凝土材料及模板

1、模筑混凝土的材料與級配（1）水泥：硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，強度等級不應(yīng)低于42.5。（2）砂子：堅硬耐久、粒徑在5MM以下的天然砂或機制砂。（3）石子：級配合理、粒性良好、質(zhì)地均勻堅固、線膨脹系數(shù)的小碎石、碎卵石或兩者混亂合物。一、混凝土材料及模板

1、模筑混凝土的材料與級配（4）外加劑和混合材：改善和提高混凝土的各種技術(shù)性能，能夠滿足施工工藝和工程質(zhì)量（5）水：普通混凝土用水的要求與噴混凝土相同。凡能供飲用的水，均可拌制。一、混凝土材料及模板

2、模板類型與選擇（1）整體移動式模板臺車：適用于全斷面一次開挖成形或大斷面開挖成形的隧道襯砌施工。（2）分體移動式模板臺車：將走行機構(gòu)與整體模板分離，一套走行機構(gòu)可以解決幾套模板的移動問題。（3）拼裝式拱架模板：采用型鋼或現(xiàn)場用鋼筋加工成桁架式拱架。(一)整體移動式模板臺車

整體移動式模板臺車主要適用于全斷面一次開挖成形或大斷面開挖成形的隧道襯砌施工中。整體移動式模板臺車的生產(chǎn)能力大，可配合混凝土輸送泵聯(lián)合作業(yè)，是較先進的模板設(shè)備，但其尺寸大小比較固定，可調(diào)范圍較小，影響其適用性，且一次性設(shè)備投資較大。我國有些施工單位自制較為簡單的模板臺車，效果也很好。(二)穿越式分體移動模板臺車是將走行機構(gòu)與整體模板分離，因此一套走行機構(gòu)可以解決幾套模板的移動問題，既提高了走行機構(gòu)的利用率，又可以多段初砌同時施作。(三)拼裝式拱架模板既適用于順作，也適用于逆作，但拼裝，拆模較費時費工。一、混凝土材料及模板

拼裝式拱架模板靈活性大，適應(yīng)性強，尤其適用于曲線地段，在中小型隧道及分部開挖時，使用較多。（1）二次襯砌混凝土施工在隧道基本達到穩(wěn)定，圍巖涌水、滲水已做好截、堵、導(dǎo)排處理的情況下進行。（2）二次襯砌施工的順序是仰拱超前，墻、拱整體澆筑。標(biāo)準(zhǔn)斷面應(yīng)采用移動式模板臺車，墻、拱整體澆筑。邊墻基礎(chǔ)高度的設(shè)置（水平施工縫）應(yīng)避開剪應(yīng)力最大的截面。（3）斷面尺寸符合設(shè)計，并做好相應(yīng)的隱蔽工程驗收工作。（4）有足夠混凝土備料，確保一次澆灌成形。（5）模板臺車：襯砌端模板一定要安裝平整、嚴(yán)密、牢固，防止在澆灌過程中有模板擠出、松動、漏漿現(xiàn)象發(fā)生，并確保拆模后端面平整。（6）灌筑前，應(yīng)清除防水層表面灰粉并灑水潤濕。

二次襯砌混凝土施工（7）混凝土的入模溫度應(yīng)視洞內(nèi)溫度而調(diào)整，混凝土的入模溫度應(yīng)控制在25℃以下。襯砌結(jié)構(gòu)任一截面在任一時間內(nèi)的內(nèi)部最高溫度與表層溫度之差一般不大于20℃，新澆筑混凝土與上一區(qū)段襯砌混凝土或圍巖之間的溫差不大于20℃，灑于混凝土表面的養(yǎng)護水溫度低于混凝土表面溫度的差值不大于15℃，混凝土的降溫速率最大不宜超過3℃/d。（8）一般情況下混凝土強度應(yīng)達到8.0MPa以上；初期支護未穩(wěn)定，二次襯砌提前施做時混凝土強度應(yīng)達到設(shè)計強度的80％以上，方能拆模。（9）當(dāng)澆灌環(huán)境相對溫度小于90％時，應(yīng)灑水養(yǎng)護。養(yǎng)護時間根據(jù)相對溫度確定，相對溫度小于60％時，養(yǎng)護時間不少于14天，否則不小于7天。灑水次數(shù)以混凝土表面保持充分潮濕狀態(tài)為佳。同時還應(yīng)保證混凝土表面溫度與內(nèi)部溫度和所接觸的大氣溫度、所接觸的圍巖溫度以及已澆筑區(qū)段的襯砌混凝土溫度不出現(xiàn)過大的差異。（10）為避免二次襯砌混凝土澆注時損傷防水板，施工中應(yīng)采取以下措施：1）避免混凝土直接碰到防水板，必要時在混凝土輸送泵出口處設(shè)置防護板，防止混凝土直接沖擊防水板；2）搗固時，避免讓搗固器與防水板接觸；插入式振動棒需變換其在混凝土中的位置時，應(yīng)豎向緩慢拔出，不得在混凝土澆筑倉內(nèi)平拖。3）采用鋼筋混凝土襯砌時，要對鋼筋頭部進行防護，避免損傷防水板，鋼筋焊接作業(yè)時，防水板要用阻燃材料進行覆蓋，避免焊火花損傷防水板；4）對受到損傷的防水板，要在損傷處進行標(biāo)識，及時進行修補。

按照現(xiàn)代支護理論和新奧法施工原則，作為安全儲備的二次支護是在圍巖或圍巖加初期支護穩(wěn)定后及時施作的，此時隧道已成型，因此二次支護多采用順作法，即由下向上，先墻后拱順序連續(xù)灌溉。在隧道縱向需要分段支護，分段長度為9m~12m。二次襯砌施工方法

二次襯砌多采用模筑混凝土作為層襯砌結(jié)構(gòu)。由于時間因素影響很多，的安全。過早施作會使二次襯砌承受較大的圍巖壓力，拖后施作會不利于初期支護的穩(wěn)定。因此，在施工中通過監(jiān)控量測掌握圍巖與支護結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，及時調(diào)整支護與襯砌設(shè)計參數(shù)，并確定二次襯砌和仰拱的施作時間，使襯砌結(jié)構(gòu)安全可靠。二次襯砌和仰拱的施作，直接關(guān)系到襯砌結(jié)構(gòu)。使用材料隧道泵送模注襯砌施工工藝框圖

中心水平測量矮邊墻基頂修鑿襯砌臺車軌道輔設(shè)脫模松開各絲桿千斤頂用千斤頂將過模脫開用液壓千斤頂將過拱模脫開松開軌道卡臺車就位緊固下部中間支孔千斤頂緊固軌道卡行走定位水平定位立模用液壓千斤頂高速拱部標(biāo)高拱部中心線定位立模用液壓千斤頂高速拱部中線邊墻模板預(yù)定位拱墻模板固定成型用邊墻液村千斤頂高速邊墻凈空緊固各絲桿千斤頂涂脫模劑灌注混凝土泵送砼經(jīng)前后灌注口入模分層灌注脫模養(yǎng)生混凝土輸送管從拱頂中間灌注口入模前后兩端擠壓施工準(zhǔn)備定位立模灌注砼二次襯砌作業(yè)現(xiàn)場

二次支護多采用模筑混凝土作為內(nèi)襯襯砌二次襯砌混凝土施工除應(yīng)遵守《隧道施工技術(shù)》（JTJ042-94）有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)符合下列要求：（1）混凝土混合料必須同時輸入攪拌機；（2）采用混凝土拌和樓、攪拌車及泵車送混凝土?xí)r，要求攪拌在輸送混凝土?xí)r不得停拌，自進入拌和機至卸出的時間，不得超過混凝土初凝時間的一半；（3）初期支護基本穩(wěn)定后，應(yīng)及時修筑二次襯砌，當(dāng)混凝土強度達到2.5Mpa時即可脫模。襯砌混凝土施工主要技術(shù)要求23

二次襯砌的施作時間，，應(yīng)在圍巖和錨噴支護變形基本穩(wěn)定后進行。主要條件是：（1）位移速率有明顯減緩的趨勢；（2）拱腳附近水平收斂小于每天0.2mm；（3）已產(chǎn)生的位移占總位移量的80%以上。其位移與位移速率是以采用機械式收斂計實測數(shù)據(jù)為依據(jù)的。水平位移與拱頂下沉速度，以安全考慮，是指至少7d的平均值，總位移值可由回歸分析計算求得。二次襯砌施作時間確定24

自穩(wěn)性很差的圍巖，可能在較長的時間達不到上述基本穩(wěn)定的條件，噴混凝土將會出現(xiàn)大量明顯裂縫，而支護能力難以加強，此時則應(yīng)及早施作仰拱，以改變圍巖變形條件。若圍巖仍不能穩(wěn)定，應(yīng)提前施作二次襯砌，以提供支護抗力，避免初期支護坍垮。如二次襯砌僅作為保護防水層的不承重結(jié)構(gòu)，其厚度小、自重輕，無論單、雙車道隧道，當(dāng)混凝土強度達到2.5Mpa時，即可拆模。二次襯砌施作時間確定1、泵送混凝土坍落度（1）振動時通常為8cm~12cm；（2）不振搗時通常為15cm~21cm。2、最小水泥用量管徑分別為100mm、125mm和150mm時，其最小水泥用量分別為280kg/m3、290kg/m3及300kg/m3。3、石子粒徑管徑分別為100mm、125mm和150mm時，其石子粒徑分別為小于或等于20mm、25mm和40mm。4、泵送物含氣量應(yīng)為5%左右為宜

泵送混凝土施工技術(shù)要求泵送混凝土輸送泵

隧道工程二次襯砌背面的防水混凝土施工縫與伸縮縫、沉降縫一樣，對隧道漏水有重要影響，所以均必需注意處理。防水混凝土的施工縫須作防排水處理，一般可采用塑料止水帶或橡膠止水帶，基本無水地段可采用企口式或臺階式施工縫。止水帶品種較多，可經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后選用。如設(shè)置止水帶后仍有滲漏水時，則需進行堵漏或設(shè)置排水暗槽進行處理。施工縫及空隙的處理二次襯砌出現(xiàn)滲水止水帶的安設(shè)工藝，應(yīng)視現(xiàn)場施工機具而定。當(dāng)采用模板臺車與泵送混凝土?xí)r，宜采用如下的止水帶安設(shè)工藝：（1）沿設(shè)計襯砌軸線，每隔不大于0.5m鉆一直徑為Φ12mm的鋼筋孔；（2）將制成的鋼筋卡，由待灌混凝土側(cè)向穿入，內(nèi)側(cè)卡緊止水帶之半，另一半止水帶平靠在擋頭板上（見圖3-6所示）；（3）待混凝土凝固后拆除擋頭板，將止水帶靠鋼筋拉直、拉平，然后彎鋼筋卡套上止水帶。

止水帶施工安設(shè)工藝下環(huán)止水帶定位

初期支護內(nèi)輪廓與二次襯砌外輪廓間應(yīng)緊密結(jié)合。由于超挖、坍塌等和原因造成兩者之間可能有空隙時，可采用以下幾種辦法處理，以增強初期支護與二次襯砌之間的粘結(jié)。初期支護與二次襯砌間空隙處理

處理方法當(dāng)空隙不超過允許超挖量時，或由于初期支護施工后洞體凈空收斂未達到設(shè)計預(yù)留變形量時，應(yīng)根據(jù)實際輪廓選擇增大加寬值，或以同級混凝土回填密實。當(dāng)超挖較大，用上述方法不能滿足初期支護與二次襯砌間密貼的要求時，拱腳及墻基以上1m范圍內(nèi)采用同級混凝土回填密實，其余部分可根據(jù)空隙大小分別選用同級混凝土、漿砌片石或貧混凝土回填。當(dāng)為較大空隙或坍塌處，應(yīng)加強初期支護，使其充分穩(wěn)定后方可進行二次襯砌。此時，較大的空隙或坍塌處所不宜采用一般填料，以避免二次襯砌的局部承載過大，而應(yīng)增設(shè)錨桿鋼筋網(wǎng)噴混凝土等措施，以加強初期支護與二次襯砌間的支撐接觸。采用貧混凝土回填采用鋼支架，鋼支撐等用同級混凝土回填密實增設(shè)錨桿鋼筋網(wǎng)噴混凝土等措施減少及預(yù)防二次襯砌開裂防止和減少二次襯砌開裂主要措施（1）混凝土加減水劑、膨脹劑或用膨脹水泥由于混凝土收縮和水泥水化發(fā)熱，使混凝土灌注后溫度上升，經(jīng)3d~5d后溫度下降等原因，使襯砌受拉超過混凝土極限強度后而出現(xiàn)裂縫。在混凝土中加減水劑、膨脹劑，可以減少單位水泥和水的用量，因膨脹混凝土壓密實，從而減少混凝土的收縮應(yīng)變等。（2）初期支護與二次襯砌間，設(shè)置隔離層或低標(biāo)號砂漿后，減少對二次襯砌的約束。設(shè)置防水隔離層，可以使襯砌支護與二次襯砌之間不傳遞切向力，因此對防止二次襯砌開裂有很大作用。但在輔設(shè)防水隔離層之前，應(yīng)用噴射混凝土或水泥沙漿將初期支護表面大致整平，以改善二次襯砌的條件。但是防水隔離造價較貴，應(yīng)作經(jīng)濟技術(shù)比較。（3）改進混凝土的灌筑工藝和提高其施工技術(shù)水平，并加強混凝土震搗和養(yǎng)護，精心施工，以提高混凝土襯砌的施工質(zhì)量。（4）可在易開裂部位加設(shè)少量鋼筋，使混凝土裂縫分散而裂縫寬度不超過允許值。

（5）在改進混凝土施工工藝同時，可放慢灌注速度，并在兩側(cè)邊墻對稱分層灌注混凝土，到拱腳處停止1h左右，待邊墻混凝土襯砌下沉穩(wěn)定后，再灌注拱部混凝土襯砌。一次模筑混凝土襯砌環(huán)節(jié)不宜過長，以免混凝土硬化收縮使襯砌產(chǎn)生裂縫（模板臺車一般長度為6m~12m）。當(dāng)混凝土灌注速度過快，沉降不均勻易產(chǎn)生裂縫，拱腳附近裂縫更多。（6）在襯砌內(nèi)或易開裂部位，布置少量鋼筋，可減少裂縫的產(chǎn)生，并使裂縫分布較均勻而裂縫寬度不超過允許值等。二次襯砌開裂隧道端墻裂縫隧道襯砌剝離隧道襯砌的軸向裂縫偏壓引起的局部裂縫拱和邊墻有施工縫時，容易產(chǎn)生錯臺