高铁隧道二次衬砌作业指导书

1 适用范围

本作业指导书适用于时速250km/h客运专线铁路隧道二次衬砌，隧道二次衬砌是指隧道初期支护及防排水系统施工完毕后，根据围岩变形的情况进行施作洞身混凝土，成为隧道永久性支护的一种封闭成环结构。二次衬砌相对于初期支护更具稳固性、耐久性、美观性，是隧道施工中的关键工序。

2 作业准备

2.1 内业技术准备

作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，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，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。

2.2 外业技术准备

施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。

3 技术要求

3.1 熟悉施工图纸

熟悉图纸，计算钢筋数量，绘制钢筋加工和安装大样图，确保二次衬砌模板高程、中线、各预埋件及钢筋保护层符合设计要求。

3.2 编制方案

编制方案，进行施工工艺设计，并对操作人员进行培训，向有关人员进行安全及技术交底。

4 施工程序及施工工艺流程

4.1 施工程序

隧道衬砌施工的顺序是由下而上，整体闭合，即先超前施工隧底的仰拱和填充，然后使用衬砌台车整体浇筑拱墙混凝土，形成环状闭合结构。

施工中采用仰拱栈桥先超前浇注仰拱和填充的混凝土，待其达到强度后，仰拱栈桥前移，模板台车就位浇筑拱墙混凝土。形成仰拱栈桥—衬砌模板台车—搅拌站—混凝土输送车—混凝土输送泵的大型机械设备衬砌作业线，在提高衬砌速度的同时有利于混凝土的机械化生产，从而保证衬砌混凝土的质量。

4.2 工艺流程

工艺流程如下图所示：

自动计量搅拌站建立 施工准备

原材料进场检验 仰拱开挖基底处理 铺设轨道台车就位 设计混凝土配合比 防干扰作业栈桥就位 不合格 混凝土试验 合格 混凝土搅拌

初期支护铺设防水层 拱墙施工缝接茬处理 钢筋绑扎(如果有)、安装仰拱模板模板清理、台车校正、固定 搅拌车运送混凝土 隐蔽工程检查 合格 泵送入模 浇筑仰拱混凝土

结束 养护 处理 基仓处理 挡头板安装 止水带安装 涂脱模剂 预埋件安装 不合格 安装仰拱填充及底板模板 台车安装检查 合格 不合格 模板安装检验 合格 浇筑混凝土 浇筑拱墙混凝土 养护 养护 脱模移动台车 强度满足机械行走 结束 5 施工要求

5.1 仰拱超前施工

施工仰拱时采用栈桥以保证作业空间。首先进行测量放线、隧底开挖检验，然后现场绑扎仰拱（如果有）、底板钢筋。绑扎前先将基底虚碴、杂物和积水排除干净，检查合格后方能绑扎及浇注混凝土。自动计量拌和站拌和混凝土，砼运输车运输，插入式振动器振捣。浇注时由仰拱中心向两侧对称一次浇注成型。 仰拱混凝土达到设计强度70%以上后，清除仰拱上面的碎碴、尘土并冲洗干净，排除积水后，进行回填混凝土施工。无仰拱地段，用平板振动器将砼振动密实。表面平整，无明显凹凸，其纵横坡同路面坡度设计一致。

仰拱和底板施工应符合下列要求：

⑴ 仰拱应超前拱墙二次衬砌，其超前距离宜保持3倍以上衬砌循环作业长度。

⑵ 仰拱、底板混凝土应整体浇筑，一次成型。

⑶ 填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，填充混凝土应浇筑至内轨顶面下77cm位置，中心排水沟的沟槽同时立模浇注。

⑷ 仰拱施工缝和变形缝应作防水处理。

⑸ 仰拱及填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通过，仰拱及填充混凝土强度达到设计强度的100％后允许车辆通行。

5.2 洞身衬砌施工 5.2.1 施工准备

⑴ 围岩的稳定性观测。根据新奥法施工方法，二次衬砌应在围岩等支护体系变形收敛后方可进行二次支护，因此，在二次衬砌施工前应由监控量测人员确认围岩变形是否趋于稳定。如变形未收敛，须认真分析原因，积极采取有效措施，严防事故的发生。隧道二次衬砌施作一般情况下应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行，变形基本稳定应符合：隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和；或水平收敛（拱脚附近7d平均值）小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm/d；或

施作二次衬砌前的累计位移值，已达极限相对位移值的80%以上；或初期支护表面裂隙（观察）不再继续发展。

⑵ 施工复测

施工放样之前，应由测量人员对隧道的中线、水平进行复测，以保证二次衬砌中线、高程的准确性。同时检查衬砌断面是否满足设计要求。施工放样时可将设计的轮廓线放大5cm，以防止二次混凝土变形收敛侵入隧道净空。

⑶ 应对施工所需的原材料及机械设备的数量及质量进行检查，以确保本环混凝土能一次灌注完成。

⑷ 衬砌台车、模板的检查修整，并满涂脱模剂。

⑸ 检查上环混凝土表面是否按照规范进行了清理，止水带、软式透水管等的质量、数量及安装是否符合设计要求。防水板的挂设是否符合验收评定标准的要求。

⑹ 检查预埋件、预留孔洞的数量、位置、固定措施是否符合设计要求。 5.2.2 施工方法

首先施作防排水，施作完毕后进行钢筋工程的施作（如果有），然后衬砌台车定位，模板台车走行轨道的中线和轨面标高应准确，台车就位后启动微调装置，用仪器校正模板外轮廓与设计净空相吻合，并锁定台车。再安装止水带及挡头板，经检查合格后灌注混凝土（在混凝土灌筑过程按规定要求取样制作混凝土试件进行同条件养护），之后进行混凝土养护，砼达到规定强度后（在初期支护变形稳定后施工的，达到8Mpa以上；初期支护未稳定，提前施工砼的应达到设计强度的100%以上），拆模移走，并对模板进行清理和涂脱模剂，再进行下一循环混凝土施工。

⑴ 隧道二次衬砌灌注采用全断面液压自行式台车，一次施工长度10～12m。砼自台车工作窗由输送泵左右对称灌注。由下向上，对称分层灌注，倾落自由高度不超过2.0m。在砼浇筑过程中，派专人观察模板、支架、预埋件和预留空洞的情况，当发现变形位移时，及时采取措施进行处理，砼灌注间断时间不超过混凝土初凝时间，否则按施工缝处理。

⑵ 在立模、拆模时，除应事先检查电机、油泵状况是否良好，电源连接是否正确外，其他电源（如振动器、拉线照明电缆、混凝土输送泵等）都应拆除。检查确定一切正常后，才能启动电机和油泵。

⑶ 安装模板时要预留2cm的沉落量。

⑷ 台车移动穿行时，钢模必须收拢到穿行要求位置，所有工作窗口必须关闭，否则不得穿行。移动中必须有专人掌握制动器，防止台车溜放和冲撞。

⑸ 模板接缝采用企口缝。

⑹ 立模就位调整时，模板后端应以上板衬砌为准；前端以隧道中线及轨顶标高为准。

⑺ 边墙和拱脚部分的混凝土振捣采用插入式振动器振捣。拱顶可使用附着式振动器进行振捣。

5.2.3 钢筋加工及安装

首先按设计图纸钢筋大样尺寸进行放样，钢筋构件下料，然后按照设计在现场绑扎衬砌钢筋。钢筋与岩面之间设置砼垫块，以保证内层钢筋保护层厚度。纵向钢筋采用绑扎接头，环向钢筋采用单面搭接焊，接头长度、错开量及焊缝符合规范要求，绑扎后钢筋曲线、半径及保护层厚度符合设计要求。

钢筋焊接要求：

⑴ 主筋采用单面搭接焊缝，搭接长度不小于10d。

⑵ 钢筋接头应避免设置在钢筋承受应力最大之处，“同一截面”内,同一根钢筋上最多设置一个接头,水平钢筋的接头，要内外上下相互错开。在同一截面内的受力钢筋，其接头的截面面积不超过总面积的50%。

⑶ 主筋接头要避开钢筋弯曲处,接头不要布置在拱部。 ⑷ 主筋的焊接头在同一截面要错开距离不小于35d。

⑸ 纵筋绑扎接头搭接长度不小于35d，且同一截面搭接接头错开距离不小于50cm。

钢筋的制作与加工应进行质量检验，并符合下列要求：

⑴ 钢筋进场时，必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）等的规定和设计要求。

⑵ 钢筋品种、规格、连接方式必须符合设计要求。

⑶ 钢筋应顺直无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。 ⑷ 钢筋加工误差应满足下表要求：

钢筋加工允许偏差

序号 1 2 3 名 称 受力钢筋顺长度方向的全长 弯起钢筋的弯折位置 箍筋内净尺寸 允许偏差（mm） ±10 20 ±3 ⑸ 钢筋安装误差应符合下表要求：

钢筋安装及保护层厚度允许偏差

序号 1 2 3 4 5 5.2.4 混凝土运输组织

名 称 双排钢筋的上排钢筋与下排钢筋间距 拱部 同一排中受力钢筋水平间距 边墙 分布钢筋间距 箍筋间距 钢筋保护层厚度 -5 ±20 ±20 ±20 +10 允许偏差（mm） ±5 ±10 混凝土搅拌运输车运送，线路采用出碴线路。为确保衬砌混凝土的质量和满足衬砌作业时间的要求，对混凝土运输要严密组织。

5.2.5 混凝土施工 ⑴ 混凝土原材料

① 水泥：水泥采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5级。

② 骨料：粗骨料采用级配合理、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石；细骨料采用级配合理、质地均匀坚固、级配和粒径良好、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，也可选用专门机组生产的人工砂。

③ 矿物混合料：符合相应的质量标准和规范要求 ⑵ 混凝土配合比

混凝土应根据强度等级、耐久性等要求和原材料品质以及施工工艺等进行配合比设计，最大水胶比不大于0.45，胶凝材料最小用量：C30及以下混凝土≯400kg/m3，C35～C40混凝土≯450kg/m3，C50及以上混凝土≯500kg/m3。

⑶ 混凝土生产、运输、浇筑、养护、拆模 ① 搅拌

混凝土原材料严格按照施工配合比进行准确称量，其最大允许偏差符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺和料等）±1％；外加剂为±1％、粗、细骨料±2％；拌合用水±1％。

混凝土搅拌前严格测定粗细骨料的含水率，准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量变化，以便及时调整混凝土施工配合比。一般情况下每班抽测2次，雨天随时抽测，并按测定结果调整混凝土施工配合比。

混凝土采用拌和站集中拌制，原材料采用电子计量系统进行计量。先向搅拌机投入细骨料、水泥和掺和料，搅拌均匀后，加水并将其搅拌成砂浆，并向搅拌机投入粗骨料，充分搅拌后，再投入外加剂，至搅拌均匀为止。每次搅拌前应对混凝土供应的地点、强度等级、坍落度，供应数量进行核准，制定原材料投放制度，严格遵守。上述每一投料阶段的搅拌时间不少于30S，总搅拌时间不少于

3min。拌制第一盘混凝土时，增加水泥和细骨料用量10%，保持水胶比不变，以便搅拌机持浆。

② 混凝土运输

长距离运输时混凝土采用混凝土搅拌车运输，近距离运输混凝土时采用混凝土输送泵泵送，在运输和灌筑过程中严禁加水。混凝土运输车在装混凝土前，认真检查车内存留的积水是否排净，到达灌筑现场，高速旋转20～30秒后再将混凝土拌合物喂入泵车受料斗中。

③ 混凝土泵送

混凝土输送泵的泵送距离在允许最大距离以内，起始水平段长度大于15m。输送管路除出口处采用软管外，输送管路其它部分不采用软管或锥形管，输送管路用支架、吊具等固定牢固，且不与模板或钢筋直接接触。向下输送混凝土时，管路与垂线的夹角不大于12°，以免引起阻塞。

输送管在使用时先用水泥砂浆充分润滑；高温或低温环境下输送管路分别采用湿帘或保温材料覆盖。

混凝土输送泵保持连续泵送，必要时可降低泵送速度以维持泵送的连续性。混凝土在搅拌后，初凝前灌筑完毕。如停泵时间过长，须清除管内混凝土，并清洗泵机。

④ 混凝土的浇筑

混凝土采用分层连续推移方式灌筑，不得随意留施工缝，混凝土的摊铺厚度小于400mm。拱墙混凝土应自两侧矮边墙起对称分层对称灌注，分层高度不宜大于1m。另外，浇注速度不宜过快，以防止台车上浮跑模。

混凝土的入模温度随气温的变化而调整，一般不超过25℃，在炎热气候下要采取措施，入模温度不得超过30℃；在负温条件下，入模温度不低于10℃。

高性能混凝土灌筑过程中，迅速振捣使其密实。振捣根据不同结构部位采用插入式高频振捣器垂直点振，或插入式高频振捣器和附着式振捣器联合振捣。

在混凝土振捣过程中，加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，防止混凝土在振捣过程中漏浆。

⑤ 混凝土养护

应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护，混凝土浇水养护的时间符合下表规定，整个养护期内不得间断。

洒于混凝土表面的养护水应与拌合水相同，水温应与环境气温基本相同；浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。

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，并应保持塑料布内有凝结水；当采用养护剂养护时，养护剂应符合《水泥混凝土养护剂》（JC901）规定。

不同混凝土潮湿养护的最低期限

混凝土类型 大气潮湿(50%＜RH＜75%),无风，大气干燥(RH＜50%),有风，或阳光无阳光直射 直射 水胶比 日平均气温T（℃） 潮湿养护期（d） 日平均气温T（℃） 潮湿养护期限（d） 胶凝材料≥0.45 中掺有矿物掺＜0.45 合料 胶凝材料≥0.45 中未掺矿物掺＜0.45 合料 5≤T＜10 10≤T＜20 20≤T 5≤T＜10 10≤T＜20 20≤T 5≤T＜10 10≤T＜20 20≤T 5≤T＜10 10≤T＜20 20≤T 21 14 10 14 10 7 14 10 7 10 7 7 5≤T＜10 10≤T＜20 20≤T 5≤T＜10 10≤T＜20 20≤T 5≤T＜10 10≤T＜20 20≤T 5≤T＜10 10≤T＜20 20≤T 28 21 14 21 14 10 21 14 10 14 10 7 混凝土强度达到5MPa前，不得在其上安装模板及支架。 当环境气温低于5℃时，不得浇水。 ⑥ 混凝土拆模

一般情况下混凝土强度应达到8.0MPa以上。特殊情况下，应根据试验及监控量测结果确定拆模时间。

初期支护未稳定，二次衬砌提前施做时混凝土强度应达到设计强度的100％以上。

特殊情况下，应根据试验及监控量测结果决定拆模时间。 ⑦ 混凝土的耐久性指标

依据《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES01-2004）、《铁路混凝土结构耐久性施工技术指南》进行组织施工。

隧道主体结构混凝土，满足100年使用年限要求，在主体结构类型、构造、建筑材料上做到结构耐久、并有利于阻挡或减轻环境侵害。

6 劳动组织

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项 目 工班长 检 底 铺防水板 砼灌注 砼泵司机 砼捣固 木 工 钢筋工 人数 3 18 18 24 6 6 4 8 备注 含台车定位 7 材料要求

7.1 钢筋

钢筋进场时，必须对其质量指标进行全面检查，并按批抽取试件作屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验。

7.2 混凝土

所用的原材料进场后应检查产品合格证、附件清单和有关材质报告单或检查报告，按《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》要求抽样试验。

7.3 水泥

按同厂家、同批号、同品种、同强度等级、同出厂日期且连续进场的散装水泥每500 t（袋装水泥每200 t）为一批，不足上述数量时也按一批计，每批抽样试验一次。水泥质量应符合《铁路混凝工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）第6.2.1-1表的规定。

8 设备机具配置

序号 1 2 3 4 5 6 名 称 砼拌和站 砼搅拌运输车 混凝土输送泵 衬砌模板台车 发电机组300KW 仰拱防干扰栈桥 规 格 型 号 自动计量 东风（8m3） 60m3/h 10m液压衬砌台车 300KW 16m 单位 座 台 台 台 台 台 数量 1 2 1 1 2 1

9 质量控制及检验

⑴ 混凝土衬砌施工前应对水泥、细骨料、粗骨料、拌制和养护用水、外加剂、掺合料等进行检验，各项技术指标应符合有关要求；

⑵ 混凝土原材料每盘称量的偏差应符合表的规定。

原材料每盘称量的允许偏差

序号 1 2 3 材料名称 水泥和干燥状态的掺合料 粗、细骨料 水、外加剂 允许偏差 ±1% ±2% ±1% ⑶ 隧道衬砌的厚度严禁小于设计厚度；其结构外形尺寸允许偏差符合表的规定。

结构外形尺寸允许偏差和检验方法

序 号 1 2 3 项 目 边墙平面位置 拱部高程 边墙、拱部表面平整度 允许偏差（mm） ±10 +30、0 15 动断面仪测量 注：平面位置以隧道设计中线为准进行测量。

检验方法 尺量 水准测量 2m靠尺检查或自⑷ 混凝土强度必须符合设计要求，隧道衬砌应采用同条件养护试件检测实体强度，混凝土强度试件应在混凝土的浇筑地点随机抽样制作。

⑸ 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。

⑹ 衬砌结构不允许渗水，衬砌结构表面无湿渍。

10 安全及环保要求

10.1 安全要求

⑴ 隧道施工各班组间，应建立完善的交接班制度。在交接班时，交班人应将本班组的施工情况及有关安全事宜及措施向接班人详细交待，并记载于交接班记录本上，工地值班负责人(领工员)应认真检查交接班情况。每班开工前未认真检查工作面安全状况，不得施工。

⑵ 如发现隧道内有险情，必须在危险地段设置明显标志或派专人看守，并迅速报告施工现场负责人，及时采取措施处理，情况危险时，应将工作人员全部撤离危险区，并立即上报。

⑶ 对各类事故均应严格按照“四不放过”的原则进行处理。

⑷ 所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带好安全防护用品，遵章守纪，听从指挥。

⑸ 衬砌

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，不得有钉子露头和出尖角。

② 工作台、跳板、脚手架的承重量，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，木板的端头必须搭在支点上。

③ 移动台车时，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以上高处工作时，应符合高处作业的有关规定，作业人员必须系好安全绳。

⑥ 检查、修理压浆机械及管路，应停机并切断风源与电源。

⑦ 拆除混凝土输送软管或管道，必须停止混凝土泵的运转。 ⑹ 供电与电气设备

① 施工机械、机具和电气设备，在安装前按照安全技术标准进行检测，经检测合格后方可安装，经验收确认状况良好后才可运行。

② 隧道施工照明线路电压在施工区域内不大于36V。所有电力设备设专人检查维护，并设警示标志。

③ 在操作洞内电气设备时，要符合以下规定： a、非专职电气操作人员，不得操作电气设备。

b、操作高压电气设备主回路时，必须戴绝缘手套，穿电工绝缘胶鞋并站在绝缘板上。

c、手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部位，要有良好的绝缘，使用前应进行绝缘检查。

d、低压电气设备宜加装触电检查。

④ 电气设备要有良好的接地保护，每班均由专职电工检查。

⑤ 电气设备的检查、维修和调整工作，必须由专职的电气维修工进行。 10.2 环水保护要求

⑴ 砼集中拌和站必须设沉淀池，按“三级沉淀”标准设置，砼拌和过程中产生的废水必须经沉淀后循环使用；

⑵ 运输便道应坚持洒水，避免灰层过大污染围边环境；

⑶ 作业现场应注重文明施工，设专人清扫，作业完成后应及时清理； ⑷ 作业完成后各种设备清洗后污水必须集中排放，统一处理；砼运输罐车的清洗污水，必须集中处理，不得任意泼洒。