第3章区间隧道衬砌结构设计 3.1地下铁道线路上部建筑 钢轨、联接零件、道床、轨枕、防爬设备及道岔共同组成地下铁道线路上部建筑。地铁的特点有运量较大、快速迅捷、安全、准时、不污染环境，同时地铁可以修建在建筑物较多而且不便于发展地面交通的地方。 3.1.1 钢轨 选定钢轨类型的主要因素是年通过量、速度、选定的轴负载、延长检修周期、检修工作量和振动噪声。 （1）钢轨类型 综合国内外地铁钢轨类型和南昌轨道交通的实际情况，宜选用60kg/m的钢轨。 （2）钢轨铺设 中山西路站至子固路站区间为直线段，在地下铁道内由于阳光不受影响，温度变化相对较小，铺设无缝线路。对于无缝线路，采用换铺法进行施工，对于长轨条的焊接，采用基地焊接与工地焊接相结合的施工方式。基地焊选用接触焊，工地焊可以选用铝热焊或移动式气压焊。 3.1.2扣件 地下铁道的钢轨扣件有刚性扣件及弹性扣件两种，考虑到中子区间地段线路采用整体式道床，因此扣件采用全弹性分开式扣件。因为全弹性分开式扣件在垂直和横向均具有良好地弹性，相比而言更加适合整体式道床。 3.1.3道床 一般情况下有碎石道床和整体道床两种道床。整体道床的类型较多，随着轨枕方式的不同，有短轨枕式整体道床、长枕式整体道床、纵向浮置板式整体道床等。结合南昌铁路交通的实际情况，利用短轨枕整体道床设计区间，道床稳定、耐久性强、结构简单、造价低、施工简单。钢筋混凝土短轨枕的预制混凝土采用C50，嵌入在混凝土道床，采用C30混凝土道床，布设中心沟，在单层钢筋网的内，钢筋网作为一个杂散电流排水加固。 3.1.4道岔 道岔有单开道岔和双开道岔等形式。中山西路站至子固路站区间采用9号单开道岔。
公路隧道二衬厚度不足的成因及防控措施 摘要：公路隧道在实际的施工过程中经常会出现各种各样的局部问题，例如说 公路隧道的二衬厚度无法达到设计要求的问题，而这一问题会导致隧道出现各种 危害。首先在分析厚度不足的原因方面要立足于隧道二衬的设计和施工这两个方面；其次分析二衬厚度不足对于隧道结构的影响；最后通过研究实行控制和加强 二衬的施工质量等来达到治理因二衬厚度不足而产生的各种危害的目的。 关键词：隧道二衬；厚度不足；治理 我国国土面积广阔，地形复杂，导致我国在进行公里隧道建设工程的时候， 就要面临着复杂多样的地质及水文条件，这给隧道的施工带来了各种各样的问题 和麻烦。隧道二衬的作用主要在于提供安全储备或者是承受后期围岩的压力，二 衬厚度不足将会极大地影响到隧道的正常安全使用，因此在这里分析成因并加以 解决。 1隧道二衬厚度不足的成因分析 1.1设计方面 一方面在于有一部分的公路隧道建设工程的施工方，为了能够取得最大的利益，更好的节约成本，在设计断面的时候Ⅲ类～Ⅴ类的围岩没有预留变形量，然 而在施工的时候要满足设计建筑的界限要求，就会出现围岩因为变形而嵌入到二 次衬砌的界限的现象，在此情况下二次衬砌的厚度在实际施工的时候就只能比原 定设计的施工数值要小。 还有一方面也是为了获取更大的经济利益而节省施工工程的成本。为了达到 节约成本，获取利益最大化的目的，在工程的设计阶段时就没有多加考虑施工材 料的质量问题，而防水材料如果本身质量较差，柔韧性就会不强，就会很大程度 上的影响与围岩贴附的程度。防水材料如果不能紧贴围岩的话，就会导致局部的 二次衬砌的厚度要小于设计值的现象出现。 1.2施工方面 除去因为节约成本而在设计和材料质量方面导致二次衬砌厚度不足之外，不 理想的施工质量则是导致隧道二衬厚度不足的最主要的原因，主要有三个方面： 围岩开挖光面爆破的效果较差；施工过程时的人为因素和技术因素。 1.2.1围岩开挖光面爆破的效果较差 光面爆破的时候效果不理想，会导致在开挖隧道的时候轮廓凹凸不平，难度 加大，衬砌部分也会因为局部的挖建工作的问题而厚薄不均。在隧道建设的初期，在进行支护工作的时候，喷射混凝土没有补平凹凸面同样也会影响到隧道的平整度。 1.2.2施工过程时的人为因素 在施工的过程时发现围岩有欠挖的现象，没有及时的汇报处理，就会造成局 部位置的二次衬砌的厚度较薄；在施工的初期阶段没有做好支护工作，或者是支 护工作的效果不理想，结果会导致围岩严重变形并大大超出了设计方案中预留的 变形值，使围岩嵌入到二次衬砌的界线内；在公路隧道的顶部进行施工的时候， 由于堵管或者是施工人员对于整体的把握不准确的状况下，停止输送混凝土，就 会造成隧道二次衬砌的厚度不足；还有一种情况就是，由于事先振捣工作的不到位，在往拱顶输送混凝土的时候容易把空气封闭在拱顶和混凝土之间，出现了一 定的空隙，从而造成二衬厚度的不足等等诸多的因素。 1.2.3施工过程时的技术因素
目录 1 编制依据 (1) 2编制目的 (1) 3适用范围 (1) 4作业准备 (1) 5检测出的问题与原因分析 (1) 5.1 问题 (1) 5.2 原因分析 (2) 5.3 处理方案 (2) 6 衬砌厚度的预防与保证措施 (5) 7安全及环保 (5) 7.1安全要求 (5) 7.2环保要求 (5)
隧道二衬厚度不足整改方案 1 编制依据 1.1隧道施工质量验收标准、隧道施工技术指南、安全技术规范； 1.2经审核合格的施工设计图纸、赣龙隧参04。 2编制目的 正确指导员工进行衬砌厚度不足的工程施工作业,保证工程质量,提高生产效率，并预防衬砌厚度不足的产生。 3适用范围 适应于隧道衬砌厚度不足的处理工程。 4作业准备 在处理施工前，组织技术人员认真分析问题原因，学习实施性施工组织设计，施工工艺，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，对作业人员进行技术交底。 5检测出的问题与原因分析 5.1 问题 龙华山隧道进口右拱腰DK38+265～DK38+270衬砌厚度设计为40cm，平均厚度为35cm。DK38+265～DK38+270段为III级围岩，衬砌支护类型为IIIc，支护参数如下表所示：
5.2 原因分析 1)III级围岩开挖爆破时炮眼间距个别过大，造成光面爆破效果差，局部欠挖，开挖放样时个别欠挖部位未量测到。 2)断面扫描间距5～10一个断面，局部1～3m范围欠挖未扫描到。 3)衬砌台车就位时量取衬砌厚度时该欠挖处部位较隐避，不在台车端头与窗口范围内，未量取到造成混凝土施工完毕后检测出欠挖。 5.3 处理方案 1）施工工序 根据无损检测结果由测量人员对顶腰欠挖范围进行标识。利用钢筋台车作为工作平台人工配风镐凿除二衬混凝土。混凝土凿除后对欠挖区域进行测量复测并在欠挖点上标识出欠挖范围和厚度，然后人工配风镐和铁钎对欠挖围岩进行处理，处理完成后进行测量复检直到合格为止。欠挖处理完成后，按照施工工序依次进行初期支护、修复防水板施工、二衬混凝土施工。 2）施工方法 （1）施工准备
第五章隧道衬砌结构检算 5.1结构检算一般规定 为了保证隧道衬砌结构的安全，需对衬砌进行检算。隧道结构应按破损阶段法对构件截面强度进行验算。结构抗裂有要求时，对混凝土应进行抗裂验算。 5.2隧道结构计算方法 本隧道结构计算采用荷载结构法。其基本原理为：隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载，衬砌结构应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作用。计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力，然后按照弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌结构的力，并进行结构截面设计。 5.3隧道结构计算模型 本隧道衬砌结构验算采用荷载—结构法进行验算，计算软件为ANSYS10.0。取单位长度（1m ）的隧道结构进行分析，建模时进行了如下简化处理或假定： ①衬砌结构简化为二维弹性梁单元（beam3 ），梁的轴线为二次衬砌厚度中线位置。 ②围岩的约束采用弹簧单元（COMBIN14 ），弹簧单元以铰接的方式支撑在衬砌梁单元之间的节点上，该单元不能承受弯矩，只有在受压时承受轴力，受拉时失效。计算时通过多次迭代，逐步杀死受拉的COMBIN14 单元，只保留受压的COMBIN14 单元。
图5-1受拉弹簧单元的迭代处理过程 ③衬砌结构上的荷载通过等效换算，以竖直和水平集中力的模式直接施加到梁单元节点上。 ④衬砌结构自重通过施加加速度来实现，不再单独施加节点力 ⑤衬砌结构材料采用理想线弹性材料。 ⑥衬砌结构单元划分长度小于0.5m。 隧道结构计算模型及荷载施加后如图5-2所示。
5.4结构检算及配筋 本隧道主要验算明洞段、V级围岩段和W级围岩段衬砌结构。根据隧道规深、浅埋判定方法可知，V级围岩段分为超浅埋段、浅埋段和深埋段。W级围岩段为深埋段。根据所给的材料基本参数和修改后的程序，得出各工况下的结构变形图、轴力 图、建立图和弯矩图。从得出的结果可知，V级围岩深埋段，所受力均较大，故对此工况进行结构检算。 5.4.1 材料基本参数 (1)V级围岩 围岩重度 1 8.5kN /m3，弹性抗力系数 k 300MPa /m ，计算摩擦角 o，泊松比u=0.4 。 0 45 (2)C25 钢筋混凝土 容重25kN / m3，截面尺寸 b h 1.0m 0.6m ，弹性模量E 29.5G Pa 。 轴心抗压强度：f ed 12.5MP a ；弯曲抗压强度：f cmd 13.5MP a ；轴心抗拉强度：f cd 1. 33 M P a ;泊松比u=0.2 ； (3)HPB235钢筋物理力学参数 密度：s 7800kg / m3；抗拉抗压强度： f std f sed 188MP a；弹性模量： E s 210GP a； 5.4.2结构力图和变形图(V级围岩深埋段) 5.4.3 结构安全系数 从上面的轴力图和弯矩图可知，需要对截面8、11、21、47、73进行检算，而根据对称性可知只需要对截面8、11、47进行检算
目录 一、情况简介 (1) 1、编制依据 (1) 2、工程概述 (1) 二、隧道衬砌厚度不合格段简介 (1) 三、不合格段的返工处理方案 (2) 1、拆除前地质情况调查 (2) 2、拆除不合格二衬混凝土 (2) 3、初期支护换拱处理 (4) 4、修复二衬防排水系统 (6) 5、模筑混凝土衬砌 (7) 6、浇筑后混凝土质量评定。 (9) 四、工期安排 (9) 五、领导小组及组织机构 (9) 六、安全保障措施 (10) 七、应急预案措施 (10)
****隧道二衬厚度不满足设计段 返工处理施工方案 一、情况简介 1、编制依据 (5) 铁路隧道施工技术规范等有关文件； (6) 施工调查资料及当地的地质水文资料； (7) 我公司既往类似工程施工经 2、工程概述 ****隧道全长378m，隧道进口里程DK29+067，出口里程DK29+445。隧道进口均采用斜切式洞门。隧道内纵坡设置为单面上坡，坡度为5.8‰,暗洞坡长331m。 现施工掌子面施工里程为DK29+228，仰拱施工里程为DK29+242，二衬施工里程为DK29+243。 二、隧道衬砌厚度不合格段简介 ****隧道DK29+250～+243长度7米，设计衬砌型式为V级加强，厚度55cm厚C35钢筋混凝土。由于该段初期支护施作时持续下雨，地表水下渗，导致该段初期支护沉降、变形量超出预留变形值，致使二衬厚度不足。 2014年3月22日，DK29+247~+242段仰拱已按设计要求进行浇筑，但是，DK29+245~+242段初期支护沉降仍在继续，并且已经侵入二衬，为了防止塌方和确保掌子面及前方的施工安全，先将
XXX省XXXX（XXX界）至XXXX公路XX隧道二次衬砌专项施工方案 编制： 复核： 批准：
XX隧道二次衬砌专项施工方案 一、编制依据及原则 1、编制依据： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx合同《两阶段施工图设计》施工设计图纸； 《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004； 《公路隧道施工技术规范》JTG F60-2009； 《河北省茅荆坝（蒙冀界）至承德公路施工标准化实施细则》；本公司历年来积累的施工经验，施工管理、技术与质量管理水平，技术装备实力和各专业人才技术条件。 2、编制原则： 科学组织施工，满足建设单位对本工程工期、质量、安全等方面要求，合理进行施工组织安排，充分利用各种条件，确保工程顺利施工和保证施工安全。根据本工程施工特点建立适合本工程的管理机构和质量体系，满足于本项目质量、安全目标顺利实现。 二、工程概况 1、本合同系XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX合同段，全长7.113Km。XX隧道为分离式隧道，右线起讫桩号K64+252～K67+162，总长2910m，其中Ⅲ级围岩1670m，Ⅳ级围岩930m，Ⅴ级围岩310m；左线起讫桩号ZK64+248.9～ZK67+194，总长2945.1m，其中Ⅲ级围岩1670m，Ⅳ级围岩950m，Ⅴ级围岩325.1m。洞门形式为端墙式。项目区属亚湿润中温带大陆性季风气候，四季分明，雨热同季，季风显著，水流受季节影响较大。该区域年蒸发量1838.7mm,年平均日照2800-2900h,无霜期150d，气象条件造成每年有效施工期较短。 2、隧道结构设计 隧道按新奥法原理设计，结构采用锚、网、喷、钢拱架组成初期支护与二次模筑砼相结合的复合式衬砌型式；二衬采用C30防水砼，抗渗等级不小于S8。仰拱采用普通C25砼。隧道主洞、紧急停车带内轮廓一般采用三心圆、曲边墙形式；拱墙采用1.5mm厚复合式防水卷材 2.3人员组织概况 管理人员10人、开挖班40人、支护班60人、模板班40人、二次衬砌班40人。 三、总体施工方案 3.1 总体施工安排
隧道设计衬砌计算范例(结构力学方法) 1.1工程概况 川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟, 地质条件复杂, 气候环境恶劣, 自然灾害频繁, 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断, 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。 二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头, 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞, 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接, 总长8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。 1.2工程地质条件 1.2.1 地形地貌 二郎山段山高坡陡,地形险要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带,隶属于龙门山深切割高中地区。隧道中部地势较高。隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。隧道轴线穿越部位,山体浑厚,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“v ”型沟谷,纵坡顺直比降大,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。 1.2.2 水文气象 二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。东坡潮湿多雨,西坡干燥多风,故有“康风雅雨”之称。全年分早季和雨季。夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨量特别集中；冬春季节,则受青藏高原寒冷气候影响,多风少雨,气候严寒。
目录1 编制依据....................................................... 2编制目的....................................................... 3适用范围....................................................... 4作业准备....................................................... 5检测出的问题与原因分析......................................... 5.1 问题......................................................... 5.2 原因分析..................................................... 5.3 处理方案..................................................... 6 衬砌厚度的预防与保证措施 ...................................... 7安全及环保..................................................... 7.1安全要求..................................................... 7.2环保要求.....................................................
目录 1 编制依据.................................................................................................................................................... 2编制目的 ................................................................................................................................................... 3适用范围 ................................................................................................................................................... 4作业准备 ................................................................................................................................................... 5检测出的问题与原因分析........................................................................................................................ 5.1 问题 ...................................................................................................................................................... 5.2 原因分析 .............................................................................................................................................. 5.3 处理方案 .............................................................................................................................................. 6 衬砌厚度的预防与保证措施................................................................................................................... 7安全及环保 ............................................................................................................................................... 7.1安全要求 ............................................................................................................................................... 7.2环保要求 ...............................................................................................................................................
隧道衬砌厚度不足处理 方案 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
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隧道二衬厚度不足整改方案 1 编制依据 1.1隧道施工质量验收标准、隧道施工技术指南、安全技术规范； 1.2经审核合格的施工设计图纸、赣龙隧参04。 2编制目的 正确指导员工进行衬砌厚度不足的工程施工作业,保证工程质量,提高生产效率，并预防衬砌厚度不足的产生。 3适用范围 适应于隧道衬砌厚度不足的处理工程。 4作业准备 在处理施工前，组织技术人员认真分析问题原因，学习实施性施工组织设计，施工工艺，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，对作业人员进行技术交底。 5检测出的问题与原因分析 5.1 问题 龙华山隧道进口右拱腰DK38+265～DK38+270衬砌厚度设计为40cm，平均厚度为35cm。DK38+265～DK38+270段为III级围岩，衬砌支护类型为IIIc，支护参数如下表所示：
5.2 原因分析 1)III级围岩开挖爆破时炮眼间距个别过大，造成光面爆破效果差，局部欠挖，开挖放样时个别欠挖部位未量测到。 2)断面扫描间距5～10一个断面，局部1～3m范围欠挖未扫描到。 3)衬砌台车就位时量取衬砌厚度时该欠挖处部位较隐避，不在台车端头与窗口范围内，未量取到造成混凝土施工完毕后检测出欠挖。 5.3 处理方案 1）施工工序 根据无损检测结果由测量人员对顶腰欠挖范围进行标识。利用钢筋台车作为工作平台人工配风镐凿除二衬混凝土。混凝土凿除后对欠挖区域进行测量复测并在欠挖点上标识出欠挖范围和厚度，然后人工配风镐和铁钎对欠挖围岩进行处理，处理完成后进行测量复检直到合格为止。欠挖处理完成后，按照施工工序依次进行初期支护、修复防水板施工、二衬混凝土施工。 2）施工方法 （1）施工准备 ①采用二衬施工用的钢筋台车做成修补工作平台。 ②二次衬砌拆除范围由测量放线描绘出施作区域并标识出位置，范围为1m宽×5m 长，边界扩大20cm，总处理面积1.4m宽×5.4m长。 ③检查风镐的完整性和转动情况检查风路是否畅通各连接接头是否牢固。 （2）凿除二衬混凝土及欠挖围岩 在测量放线区域内人工持风镐对二衬混凝土进行凿除，由一点扩大到面逐层剥离混凝土。混凝土凿除后根据测量放样对欠挖围岩进行人工凿除。二衬混凝土凿除范围边界要比围岩欠挖地段边界大20cm，这20cm范围最后再凿除，凿除时将边缘凿成楔形防脱落，靠防水板一侧扩大5cm。凿除范围内的混凝土贴近防水板5cm内由人工持铁钎进行凿除，以防止防水板被破坏不利用防水板的焊接修复。 （3）初期支护 欠挖处理完成后，对初期支护受到破坏的部位按照IIIb复合式衬砌要 求按初期支护参数进行支护。该欠挖处不在拱部120°范围内，无需布置网片和锚杆，直接复喷砼至设计厚度即可。喷射混凝土时应分层、分片由下而上进行，喷射时受喷面与喷嘴保持1.5至2m。 （4）防水板修复 欠挖围岩处理及初期支护修补完成后对防水板进行修补，对要修补区域的范围进行认真确认，然后根据数据进行防水板裁剪挂设土工布及防水板，并保证质量要求。
二衬质量控制要点 一、防水 1、防水板铺设前基面处理: 边墙及拱顶应提前处理好外露得锚杆头,不能有凹凸面,可在潮湿面上施工,但表面若有积水,则需清除干净,以免影响搭接边得粘结。 钢筋网等凸出部分,先切断后用锤柳平摸砂浆素灰,如下图 有锚杆凸出部位时,螺头顶预留5mm切断后,用塑料帽处理,如下图 初期支护应无空鼓、裂缝松酥,表面应平顺,凹凸量不得超过±5cm,如下图
2、防水层搭接要求 防水层搭接宽度≥10cm,分段铺设得卷材边缘部位预留至少50cm 得搭接余量,无纺布则多于卷材层至少20cm,(钢筋预留最长筋不多于防水卷材层)并对预留部分边缘部位进行有效得保护措施,防止损伤。如有损伤应及时修补。环向铺设防水板时,下部防水板应压在上部防水板之上。无纺布及防水层预留高度及长度相邻结构段应保持在同一位置(高度)。如下图: 3 补贴防水层,所有修补用得防水板加工成椭圆形,不能采用长方形。 4、施工缝防水: 施工缝中部设置中置钢边橡胶止水带。施工缝外侧加设60cm宽防水加强层。止水带安装必须固定牢靠,钢边橡胶止水带得转角半径不应小于20cm。止水带接缝不得设置在结构转角处。止水带接头采用热压焊接,止水带相互交叉时,交叉部位宜采用十字配件,如无必须采用固定措施,保证相交止水带得橡胶部分密贴。
5、变形缝防水: 变形缝处除辅助防水层外设置三道各自成环得止水线: 变形缝处设置外贴式止水带; 变形缝中部设置带注浆管得橡胶止水带(中心带气孔型),形成一道封闭得防水线。
6、注浆管安装: 拱墙部位得防水层与二衬之间预埋Φ42注浆管,注浆嘴间距为4～6米。管口外露长度应统一(5cm),注浆管开口于模版台车上,接缝位置做封堵处理,预防露浆。能有效避免二衬拱顶浇筑砼得密实度不足得现象。
隧道二次衬砌施工工法 The manuscript was revised on the evening of 2021
隧道二次衬砌施工工法 一、工法特点 施工工艺完善、简便，可操作性强。 采用此技术施工质量能够得到很好的控制，满足设计及验收标准的要求。 二、适用范围 本工法适用于三淅高速LXTJ-10标隧道二次衬砌施工 三、机械设备及人员配备 1劳动力安排 每个隧道施工队伍管理人员1人，负责全队的现场管理、技术管理及日常事务，下设4个工班，施工高峰期可适当增加劳动力。 2机械设备配置 机械设备配套从隧道工程特点出发，本着既要与施工方法相匹配，又能满足施工需要的原则，结合质量工期要求，做到既先进，又经济，合理配备。同时，还充分考虑设备的完好率和出勤率，拟投入本标段每座隧道二衬施工的主要机械设备见下表。
四、施工工艺 1衬砌施工工艺 隧道衬砌施工工艺详见图“衬砌施工工艺流程图”。 衬砌施工工艺流程图 2 3) 混凝土浇筑时的自由倾落高度不宜超过，当超过时，采用滑槽、串筒等器具， 或通过模板上预留的孔口浇筑。 4) 为保证混凝土的密实性，采用高频振捣器振捣，辅以附着式震动器。
5) 初期支护变形稳定前施工的二次衬砌，拆模时的混凝土强度应达到设计强度的 100%；初期支护变形稳定后施工的二次衬砌，拆模时的混凝土强度应达到，当湿度不够时，脱模后喷雾洒水养护，养护期14天。 6) 为保证衬砌混凝土与防水板及初支之间相互密贴，衬砌背后预埋注浆管，待混 凝土达到强度后进行衬砌背后回填注浆。 3拱顶衬砌混凝土施工 1) 混凝土泵送软管从模板台车的进料窗口(从最低一级窗口逐渐上移)处注入混凝 土。当混凝土浇筑面接近顶部(以高于模板台车顶部为界限)，进入封顶阶段，为了保证空气能够顺利排除，在堵头的最上端预留两个圆孔，安装排气管，其大小以φ50mm 为宜。排气管采用轻质胶管或塑料管，以免沉入混凝土之中。将排气管一端伸入仓 内，且尽量靠前，以免被泵管中流出来的混凝土压住堵死，另一端即露出端不宜过 长，以便于观察。随着浇筑继续进行，当发现有水(实为混凝土表层的离析水、稀浆)自排气管中流出时(以泵压≤为宜)，即说明仓内已完全充满了混凝土，立即停止浇筑混凝土，撤出排气管和泵送软管，并将挡板的圆孔堵死。 2) 封顶混凝土按规范严格操作，尽量从内向端模方向灌注，排除空气，保证拱顶 灌注厚度和密实。要落实三级检查签认制度，并配备相应的无损检测仪器(地质雷达)进行检测。 五、质量检验 1主控项目 1) 混凝土强度等级必须符合设计要求，混凝土强度试件应在混凝土的浇筑地点随 机抽样制作。 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100 m3的同一配合比混凝土，取样不得少于一次； （2）每工作班拌制的同一配合比混凝土不足100盘时，取样不得少于一次； （3）每次取样应至少留置一组标准养护试件，同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。 检验数量：施工单位全部检查。监理单位见证取样检测或平行检验的次数分别为施工单位检查次数的20%和10%，但至少一次。 检验方法：施工单位进行混凝土抗压强度试验。监理单位检查混凝土强度试验报告，见证取样检测或平行检验。 2) 隧道衬砌的厚度必须符合设计要求。 检验数量：施工单位、监理单位每一灌筑段检查一个断面。 检验方法：施工单位测量净断面并与开挖轮廓比较，必要时可采用钻孔抽样或无损检测方法检查衬砌厚度，钻空检查每个断面应从拱顶沿两侧不少于5点，监理单位见证检查。 3) 隧道超挖回填必须符合设计要求。边墙基底应无虚碴杂物及淤泥，边墙基础的 扩大部分及仰拱的拱座应结合边墙同时灌筑。
隧道衬砌结构检算 5.1结构检算一般规定 为了保证隧道衬砌结构的安全，需对衬砌进行检算。隧道结构应按破损阶段法对构件截面强度进行验算。结构抗裂有要求时，对混凝土应进行抗裂验算。5.2 隧道结构计算方法 本隧道结构计算采用荷载结构法。其基本原理为：隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载，衬砌结构应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作用。计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力，然后按照弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌结构的内力，并进行结构截面设计。 5.3 隧道结构计算模型 本隧道衬砌结构验算采用荷载—结构法进行验算，计算软件为ANSYS10.0。 取单位长度（1m）的隧道结构进行分析，建模时进行了如下简化处理或假定： ①衬砌结构简化为二维弹性梁单元（beam3），梁的轴线为二次衬砌厚度中线位置。 ②围岩的约束采用弹簧单元（COMBIN14），弹簧单元以铰接的方式支撑在衬砌梁单元之间的节点上，该单元不能承受弯矩，只有在受压时承受轴力，受拉时失效。计算时通过多次迭代，逐步杀死受拉的COMBIN14单元，只保留受压的COMBIN14单元。
图5-1 受拉弹簧单元的迭代处理过程 ③衬砌结构上的荷载通过等效换算，以竖直和水平集中力的模式直接施加到梁单元节点上。 ④衬砌结构自重通过施加加速度来实现，不再单独施加节点力。 ⑤衬砌结构材料采用理想线弹性材料。 ⑥衬砌结构单元划分长度小于0.5m。 隧道结构计算模型及荷载施加后如图5-2所示。
5.4 结构检算及配筋 本隧道主要验算明洞段、Ⅴ级围岩段和Ⅳ级围岩段衬砌结构。根据隧道规范深、浅埋判定方法可知，Ⅴ级围岩段分为超浅埋段、浅埋段和深埋段。Ⅳ级围岩段为深埋段。根据所给的材料基本参数和修改后的程序，得出各工况下的结构变形图、轴力图、建立图和弯矩图。从得出的结果可知，Ⅴ级围岩深埋段，所受内力均较大，故对此工况进行结构检算。 5.4.1 材料基本参数 (1)Ⅴ级围岩 围岩重度318.5/kN m γ=，弹性抗力系数300/k M P a m =，计算摩擦角 045?= ，泊松比u=0.4。 (2) C25钢筋混凝土 容重325/kN m γ=，截面尺寸 1.00.6b h m m ?=?，弹性模量29.5P a E G =。轴心抗压强度：12.5cd a f M P =；弯曲抗压强度：13.5cm d a f M P =；轴心抗拉强度: 1.33cd a f M P =;泊松比 u=0.2； (3) HPB235钢筋物理力学参数 密度：37800/s kg m ρ=； 抗拉抗压强度：188std scd a f f M P ==； 弹性模量： 210s a E GP =； 5.4.2 结构内力图和变形图（Ⅴ级围岩深埋段） 5.4.3 结构安全系数 从上面的轴力图和弯矩图可知，需要对截面8、11、21、47、73进行检算， 而根据对称性可知只需要对截面8、11、47进行检算。 （1）配筋前检算 混凝土和砌体矩形截面轴心及偏心受压构件的抗压强度应按下式计算： a K N R bh ?α≤ （式5-1）
隧道二衬背后空洞、强度和厚度不足 病害分析及防治措施 铁路隧道质量安全管理是目前各建设单位和施工单位的管理重点，隧道施工二衬病害较多，其中二衬背后空洞、强度和厚度不足病害较为常见且危害大。隧道二衬背后空洞、强度和厚度不足将显著改变其结构受力状态，特别是在隧道开通后随着列车高速通过，产生较大的瞬间气压将增大二衬结构受拉破坏的可能性，进而影响到铁路营运安全。因此施工过程中必须严格执行相关工艺、工法要求，杜绝二衬背后空洞、强度和厚度不足情况的发生。 1、常见二衬背后空洞、强度和厚度不足的分类 1.1、二衬背后空洞按照位置分四类。一是初支空洞；二是防水板与初支间的空洞；三是二衬混凝土与防水板间空洞；四是二衬端头“两带”（环向背贴式止水带、中埋式止水带）与二衬混凝土之间的空洞。 1.2、强度不足按照材料分四类。一是初支钢构件强度不足；二是初支喷射混凝土强度不足；三是二衬结构钢筋强度不足；四是二衬混凝土强度不足。 1.3、厚度不足按照部位分四类。一是初支喷射混凝土厚度不足；二是仰拱及填充厚度不足；三是二衬钢筋保护层厚度不足；四是二衬混凝土结构尺寸厚度不足。 2、二衬背后空洞、强度和厚度不足的分析 2.1二衬背后空洞原因分析
2.1.1初支空洞形成的原因： a.超挖后为减少喷射混凝土量，人为采用支挡、填塞杂物等方法，造成初支空洞； b.喷射混凝土施工过程中围岩掉块未及时清理，造成初支背后空洞； c.岩面渗水散流，未进行有效处理，导致喷射混凝土被渗蚀、冲刷后形成空洞； d.喷射混凝土施工时未严格按照施工工艺要求施工，钢架周边存在喷射盲区，喷射不到位形成空洞。 2.1.2防水板与初支间空洞形成原因： a.初支平整度较差，防水板很难与初支密贴，形成空洞； b.防水板铺设时松弛度不足，局部紧绷，在防水板与喷射混凝土面之间形成空洞； c.铺设防水板松弛度过大，固定点数不足，在二衬混凝土浇筑时受冲击，防水板脱落、褶皱，形成空洞。 2.1.3二衬混凝土与防水板间空洞形成原因： a.二衬混凝土浇筑时未进行分层逐窗灌注，布料不均，混凝土依靠振捣流动至其他各窗口，流动距离过长，易造成粒料分布不均，混凝土不密实，浇筑完成后受自重下沉引起拱部脱空；下坡施工时，浇注段与上循环之间会形成空气囊（拱部）而造成衬砌背后空洞； b.二衬混凝土冲顶时供应不及时、和易性不好、振捣不到位，造成局部形成空洞，而在拱顶带模注浆时注浆孔堵塞、注浆材料性能差、注浆工序操作不当等情况下，注浆不能完全消除二衬顶部空洞； c.混凝土本身收缩、徐变较大，致使衬砌与防水板间出现空隙，此种原因造成的空隙一般小于2cm。 2.1.4衬砌端头“两带”（环向背贴式止水带、中埋式止水带）与
司空山隧道洞身衬砌首件工程总结报告 为了加强岳西至武汉高速公路工程质量管理，确保工程质量优质，质量目标明确，减少盲目施工，施工前确定标准的施工工艺，施工工艺通过首件试验确定。为了确保我合同段内的洞身衬砌工程质量符合设计要求及技术标准，我标段选定司空山隧道K31+690.5～K31+702.4为我标段洞身衬砌首件工程。 一、首件工程概况 司空山隧道右线K31+666.6～K31+678.6为V（小净距）浅埋段属偏压段，本次施工长度为12m，二次衬砌采用C30钢筋混凝土，其中拱墙厚度为50～80cm，变截面一侧位于压力小、埋深浅一侧，仰拱厚度为50cm，环向主筋为Φ22螺纹钢，纵向间距为20cm；纵向分布筋采用Φ12螺纹钢，环向间距为25cm，箍筋采用φ8钢筋。首件二次衬砌设计C30混凝土量为157m3. 二、首件工程目的 通过首件工程的技术经验，全面、客观的分析影响工程质量的各种因素，对各项工艺、技术和质量指标进行综合评价，从而得到更加科学、合理的施工工艺，为后续的批量生产建立质量控制目标和措施，避免技术、工艺等各种原因造成的各种隐患。 三、资源配置 1、人员安排 具体安排四个作业工班负责施工，其工作内容如下：
钢筋班：负责钢筋加工安装。 混凝土班：负责混凝土灌注、振捣、养护、拆模。 机械班：负责施工机械正常工作、维修及保养。 杂工班：负责配合其它班组现场施工及水电维修。 2、机械安排 机械设备仪器一览表 四、施工时间 2013年4月15日贴土工布及防水板，2013年4月15日～2013年4月16日钢筋绑扎，2013年4月17日台车就位及挡头模板安装，2013年4月17日～2013年4月18日混凝土浇筑。 五、施工工艺及控制参数 1、混凝土原材料的质量控制 对砂、碎石原材料进行严格挑选，砂、碎石的各项指标均符合相关规范要求。 2、混凝土拌合物的质量控制 （1）严格按照混凝土设计配合比施工
隧道二次衬砌施工控制要点 1施工工艺 二次衬砌根据量测情况在围岩及初期支护变形基本稳定后进行，适度紧跟开挖面满足开挖与 衬砌安全距离要求。二次衬砌采用12m模板台车，混凝土采用混凝土运输车运输至施工现场，泵送入模。混凝土采取附着式振捣器为主插入式振捣器为辅的振捣方式。钢筋混凝土衬砌地段，钢筋在洞外下料加工成型，洞内利用多功能作业台架安装。 施工工艺流程 图1-1 二次衬砌施工工艺流程图 1.1钢筋制作安装
衬砌主筋、箍筋由钢筋加工厂加工，钢筋的加工、制作工艺应符合设计及规范要 求。为确保二衬钢筋定位准确，钢筋保护层厚度符合要求。具体做法： ①先由测量人员用坐标放样在调平层及拱顶防水布上定出自制台车范围内前后两根钢筋的 中心点，确定好法线方向，确保定位钢筋的垂直度及与仰拱预留钢筋连接的准确度。钢筋绑扎的 垂直度采用三点吊垂球的方法确定。 ②用水准仪测量仰拱填充面上定位钢筋中心点标高，推算出该里程处圆心与仰拱填充上中心 点的高差，采用自制三角架定出圆心位置。 ③圆心确定后，采用尺量的方法检验定位钢筋的尺寸是否满足设计要求，对不满足要求位置 重新进行调整，全部符合要求后固定钢筋。钢筋固定采用自制台车上由钢管焊接的可调整的支撑 杆控制。 ④定位钢筋固定好后，根据设计钢筋间距在支撑杆上用粉笔标出环向主筋布设位置，在定位 钢筋上标出纵向分布筋安装位置，然后开始绑扎此段范围内钢筋。各钢筋交叉处均应绑扎。 1.2二衬台车就位 台车轨道采用重型钢轨，底面直接置于已施工仰拱填充的砼表面上，保证台车平稳。轨道 布设控制标准一是轨道中心距6m，允许误差±25px；二是轨面标高为隧道填充面中心以上375px，允许误差±25px。要调整模板中心线尽量同台车大梁中心重合，使台车在砼灌注过程中处于良好 的受力状态。 曲线段落台车定位要考虑内外弧长差引起的左右侧搭接长度的变化，以使弧线圆顺，减少接 缝错台。 台车走行至立模位置，用侧向千斤顶调整至准确位置，并进行定位复测，直至调整到准确 位置为止。台车撑开就位后检查台车各节点连接是否牢固，有无错动移位情况。采用五点定位 法检查模板是否翘曲或扭动，位置是否准确，保证衬砌净空，同时也易于克服衬砌环接缝处的错 台。为避免在浇注边墙砼时台车上浮，还须在台车顶部加设木撑或千斤顶。同时检查工作窗状 况是否良好。测量放线时要考虑设计预留沉落量。
重庆交通大学教案 第6章隧道结构计算 6.1 概述 6.1.1 引言 隧道结构工程特性、设计原则和方法与地面结构完全不同，隧道结构是由周边围岩和支护结构两者组成共同的并相互作用的结构体系。各种围岩都是具有不同程度自稳能力的介质，即周边围岩在很大程度上是隧道结构承载的主体，其承载能力必须加以充分利用。隧道衬砌的设计计算必须结合围岩自承能力进行，隧道衬砌除必须保证有足够的净空外，还要求有足够的强度，以保证在使用寿限内结构物有可靠的安全度。显然，对不同型式的衬砌结构物应该用不同的方法进行强度计算。 隧道建筑虽然是一门古老的建筑结构，但其结构计算理论的形成却较晚。从现有资料看，最初的计算理论形成于十九世纪。其后随着建筑材料、施工技术、量测技术的发展，促进了计算理论的逐步前进。最初的隧道衬砌使用砖石材料，其结构型式通常为拱形。由于砖石以及砂浆材料的抗拉强度远低于抗压强度，采用的截面厚度常常很大，所以结构变形很小，可以忽略不计。因为构件的刚度很大，故将其视为刚性体。计算时按静力学原理确定其承载时压力线位置，检算结构强度。 在十九世纪末，混凝土已经是广泛使用的建筑材料，它具有整体性好，可以在现场根据需要进行模注等特点。这时，隧道衬砌结构是作为超静定弹性拱计算的，但仅考虑作用在衬砌上的围岩压力，而未将围岩的弹性抗力计算在内，忽视了围岩对衬砌的约束作用。由于把衬砌视为自由变形的弹性结构，因而，通过计算得到的衬砌结构厚度很大，过于安全。大量的隧道工程实践表明，衬砌厚度可以减小，所以，后来上述两种计算方法已经不再使用了。进入本世纪后，通过长期观测，发现围岩不仅对衬砌施加压力，同时还约束着衬砌的变形。围岩对衬砌变形的约束，对改善衬砌结构的受力状态有利，不容忽视。衬砌在受力过程中的变形，一部分结构有离开围岩形成“脱离区”的趋势，另一部分压紧围岩形成所谓“抗力区”，如图6-1所示。在抗力区内，约束着衬砌变形的围岩，相应地产生被动抵抗力，即“弹性 94
隧道 衬砌脱空、砼不密实、二衬厚度不足处理 专项施工方案 编制： 审核： 审批： 中铁xx局集团xx客专xx标 二○一二年十月
隧道衬砌脱空、砼不密实、二衬厚度不足处理施工方案根据检测情况和结合实际情况，我项目确定采用衬砌钻孔注浆方案，依据《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）进行编制。 一、施工设计 1、衬砌钻孔设计参数： ①钻孔直径：采用3cm钻头进行钻眼成孔； ②横向间距：1.6m/孔； ③排气孔设置：注浆孔上30cm～50cm； ④倾角：向下倾斜3°； ⑤钻杆长度：2m； ⑥拱顶脱空段按原设计注浆孔进行注浆处理，不密实段按下图进行处理。 钻孔立面图如下： 2、注浆参数设计 ⑴注浆材料及配合比：注浆浆液采用水泥浆，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比为0.8:1～1:1；
⑵注浆压力：0.8～1.2MPa; ⑶浆液扩散半径：不小于0.8m; ⑷单孔注浆量： Q=π×r2×L+π×R2×L×α×β 式中：r为钻孔半径，L为钻孔长度，考虑与设计接近，取0.52m；R为浆液扩散半径，取0.8m；α为浆液有效充填率，取0.9；β为浆液损耗系数，取1.15。 经计算，单孔注浆量Q=1.09 m3。 四、方案实施 1、钻孔施工前准备工作 所需设备为风枪、注浆机、发电机，在作业前设备到位即可施工。 2、衬砌不密实处理施工 2.1、钻孔施工 ⑴首先确定不密实的位置 根据检测报告上显示里程找出混凝土缺陷位置。 ⑵确定钻孔的孔眼位置 根据孔眼注浆参数，确定钻孔的孔眼位置及排气孔位置。 ⑶钻孔：在标记钻孔处用风枪进行钻眼，根据检测衬砌实际长度进行钻孔，要边钻边进行测量，防止超钻破坏防水板。钻眼到达实际衬砌厚度处停止钻孔，检测衬砌背后是否脱空和防水板是否破损。如钻孔深度达到实测厚度仍未钻透时，应边钻边测量且要做好记录。 2.2、注浆施工