郑州5号线6标管片修补方案

1、郑州市轨道交通 5 号线土建施工 06 标管片修补方案工程总工: 工程经理: 中铁四局集团郑州市轨道交通 5 号线土建施工 06 标段工程部2021 年 10 月 29 日郑州市轨道交通 5 号线土建施工 06 标管片修补方案文件编号：版本号：修改状态：发放编号： 复核： 有效状态：中铁四局集团郑州市轨道交通 5 号线土建施工 06 标段工程部2021 年 10 月 29 日目目 录录1 1 编制依据编制依据.1 12 2 工程概况工程概况.1 12.1 金水东路站郑州东站盾构区间设计概况.12.2 郑州东站康宁路站盾构区间设计概况.1.23 3 适用范围适用范围.4 44 4 管片破碎原因分

2、析管片破碎原因分析.4 4.44.2 盾构姿态差、强行纠偏.44.3 管片拼装失当、螺栓复紧不力.4 .54.5 隧道转弯半径小，纠偏不及时.5.5.55 5 修补方案修补方案.5 5.5.65.2.1 密封垫沟槽两侧、底面的大麻点或蜂窝.6.6.7.7.7.86 6 管片修补质量控制措施管片修补质量控制措施.9 97 7 质量检查质量检查.9 9.9.108 8 文明施工措施文明施工措施.1010郑州市轨道交通郑州市轨道交通 5 5 号线土建施工号线土建施工 0606 标段管片修补方案标段管片修补方案1 1 编制依据编制依据金水东站郑州东站盾构区间主体及附属结构施工图。郑州东站康宁路站盾构区

3、间主体及附属结构施工图。金水东站郑州东站盾构区间区间管片结构施工图、防水施工图。郑州东站康宁路站盾构区间管片结构施工图、防水施工图。相关标准及标准：?混凝土结构工程施工及验收标准?GB50204-2021 ；?混凝土强度检验评定标准?GB-T50107-2021 ；?混凝土质量控制标准?GB50164-2021 ；?高强混凝土结构技术标准?CECS104-99 ；?硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥?GB175-2007 ；?普通混凝土力学性能试验方法标准?GB/T50081-2002 ；?混凝土外加剂?GB80752005 ；?地下铁道工程施工及验收标准?GB50299-2003 ；?盾构法隧道施工

4、与验收标准?GB50446-2021 。本行业先进成熟的技术。公司在郑州市城郊铁路、郑州 1 号线二期，以及天津地铁、苏州地铁的施工经验。2 2 工程概况工程概况金水东路站金水东路站 郑州东站盾构区间设计概况郑州东站盾构区间设计概况本区间，隧道拱顶埋深 9.8m26.5m。区间起点里程为右 CK15+258.400(左CK15+207.700)，终点里程为右(左)CK16+217.600。区间在右 CK15+897.000(左CK15+874.000)处设置 1 个联络通道，与泵房合建，联络通道长 25.6m。区间左线长1026.209m，右线长 959.2m。郑州东站郑州东站 康宁路站盾构区

5、间设计概况康宁路站盾构区间设计概况区间线路从郑州东站出发，沿心怡路向南侧穿站房匝道桥、侧穿永和宇宙星、侧穿亚新广场、到达康宁路站北端头井。隧道拱顶埋深 10.0m24.4m。区间起点里程为右(左)CK16+397.400，终点里程为右(左)CK17+236.300。区间在右 CK16+655.000(左CK16+693.000)处设置 1 个联络通道，与泵房合建，联络通道长 83.65m。区间左线长844.216m，右线长 838.262m。本标段管片强度等级 C50，抗渗等级 P12，管片外径为 6.0m，内径 5.4m,环宽 1.5m，错缝拼装。区间混凝土管片根本设计参数如下区间混凝土管片

6、根本设计参数如下序号工程特征1衬砌环直径外径 D6200mm，内径 5500mm2衬砌环分块6 块1 块封顶快、2 块邻接块、3 块标准块3衬砌厚度350mm4衬砌环宽1500mm5衬砌环型式通用楔形环6楔形量40mm双面楔形7拼装方式错缝拼装8接触面构造管片纵缝接触面不设凹凸槽9管片连接形式弯螺栓连接10钢筋HPB300、HRB400 钢筋11管片配筋分、型配筋12混凝土等级C50、抗渗等级 P12为能同时适应曲线段以及施工纠偏等需要，衬砌按双面楔形衬砌环设计。考虑全线盾构管片的通用性，楔形量按全线允许最小曲线半径 350m，按照通用环设计，确定楔形量为 40mm。不同的曲线段以经计算优选的

7、最正确衬砌布置方案拟合一般拟合误差小于10mm ，以满足线路设计的需要，竖曲线采用贴片来拟合。9环、纵缝构造纵环缝采用平板设计。外弧侧设框形弹性密封垫槽，内弧侧设嵌缝槽，环纵缝构造详见图 2.3-1。图图 2.3-12.3-1 弹性橡胶密封垫断面图弹性橡胶密封垫断面图环与环间以 16 根纵向螺栓相连，既能适应隧道一定的纵向变形，又能将隧道纵向变形控制在防水要求的范围内。块与块间以 12 根环向螺栓紧密相连，能有效减少纵缝张开及结构变形。环向螺栓、纵向螺栓均采用锌基铬酸盐涂层作防腐蚀处理。10管片衬砌制作要求为保证装配式结构良好的受力性能，防止衬砌过大开裂和变形，保证结构的耐久性，衬砌制作和拼装

8、必须到达以下要求： 表表 2.3-22.3-2 衬砌制造及拼装精度要求衬砌制造及拼装精度要求 主控工程允许偏差(mm)管片宽度1管片弧、弦长单块检验管片厚度螺栓孔孔径、孔位成环后内径成环后外径+6,-2环向缝间隙2整环拼装检验纵向缝间隙2、结构几何尺寸1隧道内径隧道内径确实定应在建筑限界的根底上，考虑施工误差、测量误差、隧道轴线拟合误差、不均匀沉降等因素，在隧道建筑限界以外周边预留 100mm 的裕量。圆形隧道的建筑限界为 D5300mm，考虑上述因素后圆形隧道净空内径为 D5300+10025500mm。2衬砌厚度：对于外径 6200mm 的隧道，确定管片的厚度为 350mm。3盾构管片结构

9、参数汇总： 表表 2.3-32.3-3 盾构管片结构参数盾构管片结构参数 管片内径管片外径管片厚度 管片 分块螺栓类型 环向 螺栓 纵向 螺栓混凝土 等级 抗渗 等级 拼装 方式5500mm6200mm350mm6 块弯螺栓12 套16 套C50P12错缝拼装3 3 适用范围适用范围本方案适用于郑州市轨道交通 5 号线土建施工 06 标金水东路站郑州东站、郑州东站康宁路站盾构区间隧道施工过程中，拼装前后破损管片的修补施工。4 4 管片破碎原因分析管片破碎原因分析管片生产完成至拼装前，经过场外倒运及场内倒运，由门吊、汽车吊及运输车完成此项工作。过程中，如有疏忽，就会对管片造成一些轻微的缺棱掉角现

10、象，影响管片外观质量。4.24.2 盾构姿态差、强行纠偏盾构姿态差、强行纠偏盾构在掘进时由于盾构司机疏忽、操作不当或测量原因等极易造成盾构姿态超限。由此，盾构司机强行纠偏，导致衬砌与盾构机内壳一侧的净距减少，特别是盾构与管片姿态不一致时，造成管片挤压、拉裂破坏。4.34.3 管片拼装失当、螺栓复紧不力管片拼装失当、螺栓复紧不力拼装时，由于管片环面之间及相邻两块管片间接触面达不到理想的平行状态，使得衬砌角部先受力而产生应力集中，导致管片角部破碎。封顶块安装时，由于先行安装的 5 块管片圆度不够，两邻接块间的间隙太小，把封顶块强行顶入，导致封顶块及邻接块接缝处管片破碎。前一环环面不平整，块与块间错

11、台严重，导致下一环管片推进、拼装时，前环管片受力不均匀，产生破碎。拼装时为抢进度，管片就位速度过快而产生碰磕，螺栓复紧不及时，以及存在管片错缝时，极易引起管片边角的破碎。当管片拼装成环后其直径为设计直径时，管片纵缝各槽口应完全吻合。但如果衬砌横鸭蛋，那么造成衬砌纵缝略有张开，局部槽口已吻合，而其他槽口仍存在空隙，由于受力不均匀应力集中，容易导致管片破碎。这种情况下，破碎一般集中在管片内弧面的角部而且破碎时间发生在管片脱出盾尾后。在隧道施工过程中，为控制好隧道轴线，必须逐环测量盾构姿态和管片姿态，根据测量资料及时调整各项推进参数。当管片与盾构机相对关系一致，即管片与盾构机根本保持同心，管片法面与

12、盾构机推进方向根本垂直时，管片破碎较少。在实际施工过程中，管片与盾构机的相对关系常常不能保持理想状态，当管片的环面与盾构推进方向存在夹角时，其合力作用方向部位的管片容易破碎。4.54.5 隧道转弯半径小，纠偏不及时隧道转弯半径小，纠偏不及时盾构推进过程也是不断纠偏过程。盾构机与管片衬砌环间的相对关系不可能总是保持理想状态，特别是转弯、竖曲线段和纠偏量大时，管片外弧与盾尾内壁间的距离沿环向分布不均匀，造成一侧间距很小，而另一侧间距较大，这时易产生“卡壳现象，即两者碰在一起。盾构一推进，管片纠偏未跟上盾构机的掘进趋势，就会造成管片一定部位破碎。同步注浆量分布不合理不会直接造成管片破碎，但会导致管片

13、“卡壳而造成破碎。同步注浆后，隧道上部的浆液会逐渐向下部流动，形成下部浆液多而上部浆液少的状况，引起隧道上浮，上部管片尤其是封顶块、封顶块与邻接块接缝处与盾构机内壳间隙减少，推进时造成管片破碎。管片姿态还未完全稳定前，当二次注浆压力不均匀时，会使局部管片产生位移，位移管片与未发生位移的管片相互挤压会形成应力集中，容易产生环向破碎现象。5 5 修补方案修补方案地铁管片采用的是强度等级 C50 抗渗 P12 的高标号混凝土，脆性较强，抗渗要求较高。通过以上对管片破碎原因的分析，我部特制定以下的管片修补方案。DF-225 高弹性双快水泥；环保 108 胶水：其与水泥混合搅拌组成粘结水泥浆，然后与瞬凝

14、水泥共同组成管片修补剂。它可用于砂浆和砼的修补来提高其防水性、抗磨耐久性及粘接性能；渗透性聚合物水泥修补砂浆；高渗透改性环氧防腐涂料；白水泥及 42.5 普通硅酸盐水泥；细砂。衬砌管片用于拼装前，须严格检查，尤其是密封垫沟槽两侧及平面转角处不得有削落、缺损、大缺角，密封垫沟槽两侧及底面的大麻点，必须修补，修补的管片经检查合格前方可使用。衬砌管片在拼装过程中及拼装后，可能会由于各方面原因而造成管片破损。对于破损的管片须在适当时间进行修补，以保证管片到达较好的效果，确保隧道防水及结构受力。5.2.15.2.1 密封垫沟槽两侧、底面的大麻点或蜂窝密封垫沟槽两侧、底面的大麻点或蜂窝管片修补剂的浆液配置

15、环保 108 胶水与高弹性双快水泥按 1：2 重量比搅拌至均匀、粘稠状态。施工方法先把管片麻面处清理干净，使表层面无尘、无松散颗粒、油污等。然后再将修补剂涂于管片上即可。地铁管片成品经一段时间堆放后，其外表会出现不规那么浅表微裂缝。为保证地铁管片的耐久性，我部要求管片进场前，管片厂须对微裂缝采取封闭修补措施：修补材料：封闭修补材料采用渗透性聚合物水泥修补砂浆。操作方法：清洁微裂缝外表枯燥管片微裂缝处涂灌水泥修补砂浆根据气温静停 25 分钟用细铁砂皮对修补处打磨。考前须知：封闭人员由专人负责实施封闭措施，评定合格的管片方可出厂；采购的渗透性聚合物水泥修补砂浆，应有出厂质量证明书；宜在 5上采用本

16、措施；施工后 24 小时内应防止雨水直接冲淋与暴晒；渗透性聚合物水泥修补砂浆应存放在室内仓库。采用环保 108 胶水与渗透性聚合物水泥修补砂浆混合搅拌组成粘结水泥浆，其与双快水泥共同组成管片修补剂进行修补。管片修补剂的浆液配置乳液属性-比重：1.01，PH 值：10.5，毒性：无毒。缺棱掉角的修补蜂窝麻面或孔洞较大处：采用乳液、水泥及砂重量比=1.5：2：1 的混合物制成修补浆液。 修补方法假设是运输过程中造成缺棱掉角，那么在拼装前先把管片缺棱掉角或气孔处的基层混凝土用漆刷清理干净，使层面无尘、无松散颗粒、油污等。在应用拌制的胶水前，要将管片混凝土基层预湿，用水充分浸透孔隙，然后用抹刀将修补砂

17、浆抹于经处理过的破损混凝土基层或气孔上。处理好修补面，使修补处和管片整体平整、光滑成一体，并无明显色差。假设是由盾构推进造成管片的破损及大体积的缺棱掉角，那么须凿开产生裂纹的局部直至完整界面。凿开的界面须作打毛处理，并清理掉粉尘，使外表无松散颗粒，修补前须辅以界面处理剂，修补方法为：对缺损部位凿锚处理，用钢丝刷去除破损部位的残渣，用水清洗干净。按照乳灰比 1：6 拌合聚合物砂浆，分层进行修补，每层厚度控制在 15mm 以内，分层修补时间间隔 67 小时。面层涂刷 35mm 厚砂浆，砂浆使用高渗透改性环氧防腐涂料、白水泥、细砂按1：3：10 进行配色；因管片颜色本身存在一定差异，所以调色时须按照

18、实际管片颜色进行调配。宽度大于 0.2mm 裂缝采用裂缝内压注环氧树脂类浆液或混凝土裂缝修补液进行修补。环氧树脂类浆液参考配合比，环氧树脂：固化剂=1:1 用丙胴作为稀释剂，将环氧树脂浆稀释至可压注的稠度。如购置的是成品裂缝修补胶，按说明书剂量使用。具体操作方法：以电钻沿裂缝钻孔安设注浆管口，注浆管间距约 400mm 左右在裂缝交叉处必须设置注浆管 ，深度约 150mm 左右。注浆管安设完后，用快硬水泥浆可用普通 42.5 水泥+5%速凝剂配制而成密封注浆管周围以及裂缝外外表，待密封快硬水泥浆有一定强度后即可向裂缝内压注环氧树脂浆液，压浆口顺序：以最下部一个注浆口为第 1 个注浆口，由下向上排

19、列依次是第 2 个、第 3 个等。首先从第 1 个注浆口开始压浆至第 2 个注浆口开始流出浆液后用快硬水泥立即封堵第 1 个注浆口，开始对第 2 个注浆口压浆至第 3 个注浆口出浆，封堵第 2 个压浆口，依次往上压浆。压浆完毕待浆液完全固化后去除封堵用的快硬水泥，再用砂纸将其外表打磨平整光洁。宽度小于 0.2mm 的非贯穿性裂缝等现象，可采用外封闭裂纹修补法，应用修补胶加水泥调制成水泥腻子修补填平，检查合格后涂刷养护剂养护。参考使用配合比，水泥白水泥+普通水泥：修补胶=1：0.5 如拌制出的水泥腻子过于干硬可加少量水调制。具体做法为：先用清水将需修补处洗刷干净，用泡沫板如苯板等沾水泥腻子反复搓

20、裂缝外，将水泥腻子搓入裂缝内部，待到达一定强度后再用砂纸将其外表打磨平整光洁，然后进行养护。考前须知：为保证修补颜色与管片一致，首先要求购置使用的修补胶必须是白色或无色液态胶，其次通过调整白水泥与普通水泥比例的方法来调整修补后的颜色。管片混凝土修补用材料：水泥：普通 52.5 水泥；普通 42.5 白水泥；砂子：细度模数 2.52.8 的中砂；碎石 510mm 碎石；液态混凝土修补胶白色或无色修补胶 ；混凝土界面处理剂或粘接剂 ；混凝土植筋胶。1、管片破损深度普遍大于 5cm，且面积在 2020cm 以上以及管片破损虽较小，但在隧道上半部位置的混凝土在修补前，必须对管片进行植筋处理，植筋用钢筋

21、规格应与管片破损处钢筋相同，植筋深度不小于 100mm，用电钻打孔，化学植筋胶植筋。严禁使用膨胀螺栓代替化学植筋安设膨胀螺栓其修补后的混凝土耐久性、结构稳定性要比化学植筋差 ，植筋间距约 80100mm。如混凝土破损较大，还应在植筋上加焊横向钢筋。植筋完成后对混凝土破损面进行处理，用钢凿和铁锤，人工凿除已破裂松动的砼，要求打出新断面并凿毛，不允许有松动的砼块残留，再用钢刷清理干净已打出的新断面，然后在混凝土修补面上涂上具的一定粘度的混凝土界面处理剂处理剂可购置市场成品 ，在界面处理剂完全凝固前拌制高强混凝土进行修补。高强混凝土参考配合比水泥普通水泥+白水泥：砂：石：混凝土修补胶：水=1：1.5.：1.5：0.4：0.3待混凝土凝固后进行养护。考前须知：在保持水泥总量不变的情况下普通水泥与白水泥比例可适当调整以保证修补后的混凝土颜色与原混凝土一致；水的用量根据施工需要也可适当增减；涂界面处理剂是保证新、老混凝土不出现裂缝的重要工序，必须涂抺均匀，严禁不涂界面处理剂直接进行混凝土修补。2、混凝土破损深度小于 5cm，面积小于 2020cm 的管片可不进行植筋处理。直接用钢凿和铁锤，人工凿除已破裂松动的砼，打出新断面并凿毛，再用钢刷清理干净已打出的新断面，涂混凝土界面处理剂，在界面处理剂完全凝固前拌制高强砂浆进行修补高强砂浆参考配合比，水泥普通水泥+白水泥：砂子：修补胶：水=1：3