隧道衬砌缺陷整治培训资料课件

隧道施工缺陷整治培训资料二〇一六年六月中铁四局宝兰客专项目部一工区目录第一部分缺陷概况及整治目标第二部分雷达检测缺陷整治方案衬砌脱空混凝土钢筋保护层厚度不足厚度不足第三部分敲击检测缺陷整治方案混凝土裂缝渗漏水环向施工缝掉块（碴）蜂窝麻面施工缝止水带外露错台第一部分缺陷概况及整治目标中铁四局宝兰客专项目部一工区根据目前已检已验数据情况，主要缺陷分为：①雷达检测：衬砌脱空、不密实、钢筋保护层厚度不足、衬砌厚度不足。②敲击检测：混凝土裂缝、渗漏水、环向施工缝掉块（碴）、蜂窝麻面、施工缝止水带外露、错台。整治目标：①确保整治施工和结构安全。②使用功能不低于原设计。③整治和修补的工艺、工法快捷。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区一、衬砌脱空处理原则（1）Ⅱ、Ⅲ级围岩地段，二衬厚度小于0.2m、衬砌背后空洞，对空洞凿成倒梯形至二衬设计厚度，周边混凝土凿毛、植筋后，灌注混凝土并预留注浆孔，混凝土达到设计强度后注浆填充。当二衬厚度大于0.2m、背后有空洞的，空洞周围有裂纹的，必须进行凿除处理；没有裂纹的对空洞进行填充注浆处理。（2）Ⅳ级围岩地段二衬结构为素混凝土的，二衬厚度小于设计值70%、衬砌背后空洞，对空洞凿成倒梯形至二衬设计厚度，周边混凝土凿毛、植筋后，灌注混凝土并预留注浆孔，混凝土达到设计强度后注浆填充。当二衬厚度大于等于设计值70%、背后有空洞的，空洞周围有裂纹的，必须进行凿除处理；没有裂纹的对空洞进行填充注浆处理。（3）Ⅳ级围岩地段二衬结构为钢筋混凝土的及Ⅴ级围岩地段，二衬厚度小于设计值80%、衬砌背后空洞，对空洞凿成倒梯形至二衬设计厚度处，周边混凝土凿毛，灌注混凝土并预留注浆孔，混凝土达到设计强度后注浆填充。当二衬厚度大于等于设计值80%、背后有空洞的，空洞周围有裂纹的，必须进行凿除处理；没有裂纹的对空洞进行填充注浆处理。（4）检查中发现有空音的，要求施工单位进行钻孔检查，处理方法视混凝土厚度及空腔规模按上述空洞处理原则进行处理。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区1、回填注浆具体步骤：①第一次在起拱线上以原设计O1为圆心向上20°处钻孔注浆；②第二次在起拱线上以原设计O1为圆心向上65～70°处钻孔注浆；③第三次在拱顶布设一组（2～3个）注浆孔，以高位置孔为泄浆、观察孔，以低位置孔为注浆孔。具体打孔数量及位置可根据脱空部位及范围可灵活布置，孔间距0.5～1.0m为宜，以施工快捷、注浆饱满为原则。第三次注浆应用双球阀控制，待注浆饱满后，先关闭上阀，再停机关闭下阀，拆除下阀，上阀待浆液初凝后再拆除。一、衬砌脱空处理方案第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区1、回填注浆注浆工艺及控制要点①根据设计图纸规定，采用1:1水泥浆进行注浆；采用袋装P.O42.5普通硅酸盐水泥；水泥浆现场配置，由现场值班技术人员根据浆液配置桶的体积具体确定每桶浆液的水泥用量，浆液配置桶现场配置2个以上，以确保注浆的连续性。②注浆压力初压0.05～0.1MPa、终压0.2～0.3MPa，可采用逐渐加压式注浆，也可采用定压注浆，注浆时将注浆芯管安装在预埋的注浆管上，注浆速度宜为30～60L/min。③注浆前在衬砌表面设置变形条，仔细以适度的频次观察衬砌变形、开裂及缝隙漏浆情况，并对应妥善处置。④注浆过程中要经常检查浆液质量，控制好浆液水灰比、注浆压力、注浆量，并逐管填写注浆记录；注浆完成后应检查固结效果，分析注浆记录，对注浆量偏少和有怀疑的灌浆管应重点检查，采用敲击或钻孔方法观察浆液充填和密实情况，如发现效果不佳，应进行补管注浆。注浆结束标准宜以注浆压力和注浆时间、注浆量综合判定。当达到下述情况之一时即可结束注浆：⑤当注浆压力达到设计终压时；当注浆量达到或超过设计注浆量，泄浆孔出现冒浆时。工艺流程第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区2、混凝土开天窗加固（1）衬砌破除标准：天窗形状为规则图形，边缘厚度大于20cm，周围1m范围内混凝土强度基本合格，天窗深度满足衬砌基本厚度。一、衬砌脱空处理方案第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区（2）植筋：内层植筋位置为窗缘混凝土的内轮廓线外7～10cm；环向植筋直径不小于16mm，纵向间距20cm，植入深度不小于20cm；纵向植筋直径不小于10mm，环向间距20～30cm；外层植筋型号间距与内层一致，可直接插入脱空部位，但不能破损防水板，内外层钢筋架设定位筋。如果窗口一侧边缘为施工缝，则不得实施跨衬砌环纵向钢筋，将靠近施工缝边缘的环向筋采用双钢筋。一、衬砌脱空2、混凝土开天窗加固第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区一、衬砌脱空2、混凝土开天窗加固（3）防水板：①防水板松弛且托起后与初支密贴时，采用小直径PVC管利用外层钢筋将防水板顶起至与初支密贴；②防水板松弛且托起后无法与初支密贴时，可沿隧道轴线割裂防水板，在防水板外侧进行补板并焊接，使防水板能与初支密贴。（4）分层喷砼或模筑C40细石混凝土封闭天窗，预设回填注浆管，在喷砼或混凝土强度起来后进行回填注浆密实。（5）在天窗外0.5~0.6m区域打设直径不小于16mm钢筋钎钉，间距30cm，梅花形布置，植入深度为衬砌设计厚度的50%，采用A级植筋胶锚固。（6）对锚固区域及其外20cm范围内衬砌表面进行凿毛，凿毛间距10cm梅花型布置，深度不小于1cm。（7）用钢丝刷清理缺陷、凿毛区域，高压水清理后，挂φ6@10*10钢筋网并与植筋焊接。（8）喷10±2cm厚C25砼，在喷砼初凝后，用软钢丝刷清理喷砼表面及四周，保证平顺无松散颗粒。（9）缺陷相同位置处裂缝不再单独处理，但不排除相邻区域裂缝的对应整治。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区二、混凝土钢筋保护层厚度不足处理措施（1）对混凝土衬砌表面已显露的钢筋采用钢丝刷、砂纸进行除锈。（2）对处理过的外漏钢筋及钢筋保护层厚度不足部位采用改性环氧树脂防锈封闭处理，涂刷范围向外扩大50cm，涂刷厚度不小于2mm。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区三、厚度不足问题界定（1）Ⅱ、Ⅲ级围岩衬砌厚度大于25cm，可不处理；拱部局部厚度在20～25cm，长度在2m以内的不处理，长度大于2m的需根据混凝土实际强度、厚度、背后密贴程度和缺陷段范围等情况确定处理方案，一般可采用锚杆补强措施，且要确保锚杆灌浆质量。（2）Ⅳ级围岩衬砌厚度大于设计值80%，混凝土强度满足设计要求，连续长度小于6m，经结构安全检算满足有关规定，可不处理。衬砌厚度小于设计值80%或连续长度大于6m，经结构安全检算不满足有关规定的，根据实际混凝土强度、围岩条件、地下水发育情况、缺陷范围、钻孔探查验证等进行综合判断，可采取锚杆进行补强处理。（3）Ⅴ级围岩衬砌厚度满足设计厚度80%，经过结构安全检算满足有关规定的，可不处理；如不满足进行返工处理。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区三、厚度不足处理措施处理措施：如果影响实体质量必须对二衬进行返工处理，具体处理措施如下：二衬缺陷位置标识→二衬混凝土凿除→初支侵限处理→修复防排水系统→二衬补强钢筋网→模板支架安装→衬砌混凝土浇筑→浇筑后混凝土质量评定为了争取时间尽快拆除不合格的二衬混凝土，同时减少对围岩和初期支护的扰动，为确保安全，决定采取液压镐拆除，采用微爆破结合液压镐的拆除方案。拆除二衬后人工清理初支面防水板与二衬施工缝位置，然后剥除防水板、土工布、防水盲管，对施工缝进行处理，根据开孔后现场验证初支侵限情况，对无支护钢架的侵限部位采用液压镐凿除，直至满足二衬厚度要求，针对IIIb以上带支护钢架段经剥离表层混凝土成后仍不满足二衬厚度要求的，应采取换拱措施，侵限处理完成后，冲洗对暴露围岩进行表面初喷，修复二衬防排水系统，二衬，设置钢筋网埋入相邻二衬砼内。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区二衬侵限位置标识根据缺陷情况表将需凿除部位用红漆进行标识2.二衬混凝土凿除人工用液压镐进行二衬混凝土拆除时须自上而下，分块分段进行，如右图所示，环向位置由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ自上而下拆除，纵向每0.3米一段进行，拆除顺序为Ⅰ1→Ⅱ1→Ⅲ1→Ⅰ2→……Ⅰ10→Ⅱ10→Ⅲ10……第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区3.支护侵限部位处理对开孔部位二衬初喷混凝土开孔测量，最大界面不满足可满足二衬要求的可进行初支二衬剥落。（1）进行临时钢架支撑需拆换初期支护前后5米范围采用I18临时钢架支护加强，临时钢架纵向间距1m，两榀钢架设置φ22HRB335连接钢筋，环向间距1m，钢架与初期支护间空隙采用方木块契紧，用φ22砂浆锚杆锁定保留段钢架端头，砂浆锚杆长4m，每处设2根。（2）局部拱架置换换拱为保证施工安全，拆换拱时应自上而下凿除原初期支护，每次凿除1榀，并在原设计开挖轮廓线的基础上扩挖5～７cm，安装新拱架试焊接锁脚锚杆和纵向连接筋固定后复喷C30砼至设计厚度，换拱为局部拱架置换，依次按1→2进行。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区3.支护侵限部位处理（3）局部拱架置换方法a、从上到下拆除单元拱架，首先在应拆除拱架相邻拱架进行打设锁脚锚管锁定。打设4m长锁脚锚管，并进行注浆，L字形卡满焊固定。（上部拱架单元打设3组6根，间距1米，下部拱架单元打设2组4根，间距1.5米，具体见图）。在拆除拱架单元的两侧50厘米处，人工用风镐凿出25厘米宽凹槽，用氧气焊切割连接钢筋和钢筋网片，使需拆除拱架单元与初支结构剥离。b、人工手持风镐凿除两端连接板处砼，拆除连接螺栓。c、单元拱架拆除后，及时进行初喷封闭。重复以上步骤对下步单元进行拱架拆除。d、拱架拆除后，重新对断面进行断面扫描，如果仍然侵限，首先进行侵限处理，方能安设拱架。f、拱架安装时，测量人员严格对拱架进行定位，质检人员根据验标检验拱架的垂直度和中线偏位，严格控制，坚决杜绝二次换拱。g、按照技术交底进行拱架安设，安设完毕后，测量人员再次进行断面复测，保证超欠挖符合规范要求，留足二次衬砌厚度。局部拱架置换见下图。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区3.断面复测待喷射砼施工完毕后，马上对换拱断面进行复测，并埋设监控量测点，加强该断面的监控量测。稳定后方可进行下一榀拱架的置换施工。4.修复二衬防排水系统（1）铺设前对初支断面的处理初期支护换拱后，进行旧防水板的清理，注意将两端防水板接缝清理出来，旧防水板清理完后，观察初期支护的完整性，如有较大变形必须采取措施加强支护。在初支断面布置监控量测点，对初支断面的拱顶下沉值和净空收敛值进行监测，当数值趋于稳定时，再对初支断面不平整处进行复喷，然后进行防排水系统的重新铺设。（2）排水盲管的加密设置排水盲管设置前须先对初支断面渗水情况进行观察。环向排水板在防水板铺设之前安装，结合施工缝布置。当初支断面渗水较大时，在两端环向施工缝处及纵向排水盲管端头处增设5道（纵向间距为3m）环向φ50打孔波纹管，当初支断面渗水较小时，在两端环向施工缝处及环向中心线处增设3道环向φ50打孔波纹管。每处环向盲管两端均设φ50PVC管泄水孔一处直接与隧道侧沟连通。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区4.修复二衬防排水系统（3）土工布、防水板的铺设在隧道拱部标出隧道中线，再使防水板横向中线与这个标志重合，立即用压焊机将防水板热合于热熔垫片上，再由拱顶依次向两边铺设，预留足够的松铺系数，并保证防水板与初期支护密贴。待整幅防水板铺设好并经检查确认固定牢固后，再用自动双缝热熔焊机顺所留板间接缝搭接部位进行焊接。在土工布铺设时应注意用土工布将纵向排水盲管反包并与原有排水盲管连接，对排水盲管起到保护作用。防水板铺设完后应做防水板气密性检验，检验合格后方可进行二衬钢筋工程。（4）二衬施工缝处理，沿二衬施工缝环向人工凿槽安装止水条封闭成环，止水条距离二衬层距离20cm，在二衬施工缝位置内刮涂水泥基渗透结晶型防水涂料2遍，用量不小于1.5kg/m2，且涂抹厚度不应小于2.0mm。然后在混凝土纵向施工缝植筋2排接茬钢筋φ18@20cm，植筋深度30cm，外露30cm，二衬横向截面采用钻孔双排植筋Φ12@250，植筋深度30cm，钢筋净保护层不小于5cm，植入相邻二衬砼内30cm。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区5.二衬补强钢筋网施工（1）隧道II、III、IVa二衬修补处加设补强钢筋，补强形式为三肢钢筋+纵向钢筋网+箍筋，环向设置三肢格栅（三肢钢架结构图），格栅中心间距50cm，距离二衬施工缝25cm开始布设，距边缘不足25cm则按加密设置。纵向钢筋按Φ12@250布设，钢筋网环向布置，纵向设置钢筋净保护层厚度为50mm，梅花形挂设混凝土砌块，环向设置三肢格栅，格栅中心间距50cm，三肢格栅布设距离距二衬施工缝25cm开始布设，三肢格栅底部与植筋有效连接，距离布设置纵向钢筋Φ12@250，设置箍筋Φ8加固钢筋网。（2）Vb等级处钢筋网铺设形式任参照参照宝兰客专隧道Ⅳb级衬砌钢筋形式，钢筋净保护层厚度为50mm，梅花形挂设保护层预制块，钢筋网与破除衬时预留钢筋焊接形式连接，焊接过程中需采用方板隔离钢筋与防水板，防止焊接飞渣烫伤防水板，破坏防排水系统。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区6.模板安装工程隧道二次衬砌返工采用环形钢支撑定型模板，工字钢采用工20b全环分7节，节与节之间采用连接板螺栓固定连接，环向钢架间距按0.75m/榀设置，工字钢底脚落于坚实电缆槽顶部，工字钢纵向底部采用工10工字钢连接成整体连接，工字钢采用22纵向钢筋连接牢固换线间距1米，间隔1榀焊接斜撑，工字钢腰部与顶部设置设置抛撑,保证支撑体系的稳定性，纵向支撑架最小设置榀数不得小于4榀，二衬模板采用2cm厚竹胶板，10*10cm方木加固，单幅竹胶板尺寸为0.7m*2m，模板主楞与工字钢8号铁丝紧固模板沿隧道纵向铺设，两端利用膨胀螺栓固定于相邻二衬，膨胀螺栓采用M16×200型，锚固深度20cm，使用双螺帽紧固，确保稳固，中间部位以Φ16钢筋悬挂和8号铁丝紧固。空洞封口顶部处设置1个Φ32的注浆孔和观察孔，预埋Φ32钢管，注浆管长度以外露10cm为准。第二部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区7.混凝土工程（1）混凝土浇筑采用C40细石混凝土进行浇筑，浇筑拱墙混凝土时，由下向上对称浇筑，两侧交替进行，一次浇筑成型，浇筑形式边墙部位混凝土采取埋管式浇筑，由液压泵直接顶压入模，挤压顶升式浇筑。拱部先采取退出式浇筑，最后用压入式封顶。混凝土用插入式振捣器捣固，安排专人负责，保证混凝土内部密实，外部光滑，衬砌浇筑施工中注意保护回填注浆的预埋φ20注浆管及其它附属设施的预埋件保护，防止其歪斜和倾倒，以确保二衬后回填注浆能顺利进行。要配足备用捣固机具，防止因捣固机具发生故障，造成漏捣或捣固不实。混凝土灌注必须连续进行，因故不能连续灌筑，间歇时间超过混凝土初凝时间时，必须按规定进行接茬处理。（2）拆模养护当仰拱混凝土强度达到8MPa时，方可拆模，拆模时间不可过早，大面积模板支架拆除过程中需按由上到下逐层进行拆除，严禁违规拆除顺序，对并对表面模板接缝处打磨处理，在新混凝土表面并向既有混凝土四周延伸20cm范围内刮涂水泥基渗透结晶型防水涂料二遍，用量不应小于1.5kg/m2，且涂抹厚度不应小于2.0mm。养护时间不少于14天。8.混凝土质量评定隧道衬砌采用同条件养护试件检测实体强度，混凝土强度试件在混凝土浇筑地点随机抽样制作，每板衬砌制作6组试件，在养护累计时间达到要求后，送实验室进行抗压强度检测，检测出强度值不小于设计值时，衬砌混凝土质量评定合格。第三部分敲击检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区一、混凝土裂缝根据形成原因，裂缝的形态、位置、贯通性尺寸等因素，分为2种处理方式：贴嘴压力注浆法、直接封闭法贴嘴压力注浆法对于裂缝宽度为0.2mm≤b≤1mm（深度h≤3cm）或长度L＜3m（宽度b＞1mm或深度h≥3cm）的素混凝土；宽度为0.2mm≤b≤1mm（深度h≤3cm）或长度L＜3m（宽度b＞2mm或深度h≥5cm）的钢筋混凝土。采用贴嘴注环氧树脂法（注射法）。具体工艺及控制要点如下：（1）工艺步骤：裂缝表面清理——粘结注射底座——封闭裂缝——配浆——安装注射器注浆——浆液固化——表面清理。（2）灌压环氧树脂之前先对裂缝周边用角磨机或钢丝刷等工具进行处理，清理结构裂缝处混泥土表面的灰尘、白灰、浮渣等松散层等污物；对于油污用毛刷蘸丙酮、稀料等有机溶液，把裂缝两侧各20-30mm范围擦洗干净并保持干燥。第三部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区贴嘴压力注浆法（3）粘结注射底座时，将密封胶抹在注浆嘴底板上，贴嘴时用定位针穿过进浆管，对准缝口插上，然后将注射底座压向混凝土表面抽出定位针。注射底座按间距20cm沿裂缝走向布置，不规则裂缝的交叉点及端部均需布置注射底座。当裂缝数量较多时，可使用如下作法：首先，在预计要贴嘴的裂缝位置贴上医用白胶布，在用灰刀将密封胶沿裂缝涂刮，使裂缝封闭。大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝。然后，用密封胶将注浆嘴在预留的小缝处骑缝粘上，整个底座都要用密封胶包严，固化后周边可能有裂口，必须密封严实，密封胶应涂厚，以免注浆时漏浆。（4）刮涂J-1快干型封缝胶两道（封缝应不小于50mm宽，3mm厚），封缝胶固化后揭除胶带，安设注浆嘴。第三部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区贴嘴压力注浆法（5）配制浆液时应按照“少量多次”、“配比准确”、“搅拌均匀”和“注意浆温”的原则进行。每次配浆不宜太多，配好的浆液应在半小时内使用完毕；浆液的配比准确，应使用电子天平进行精确称重，配置环氧树脂时，主济：固化剂以合理比例配置；主济与固化剂应在倒入时边倒边搅拌，应搅拌至颜色一致，充分混合均匀，防止浆液暴聚；浆液配置时应密切注意浆温，若浆温过高则表明浆液固化反应迅速，应立即停止配置。（6）用注射器吸取注浆液，插入注射底座，拧开拉环，使浆液通过注射底座自动注入裂缝，注浆时采用多点同步灌注方式，从下至上，从宽至窄，逐步推进，施工中采用稳压慢灌，以保证灌浆质量。（7）当注入裂缝的环氧树脂胶液固化后，撤去注射器，卸下其底座，然后清理表面，沿裂缝走向在两侧各20cm范围内表面涂刷改性环氧树脂2次。第三部分雷达检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区直接封闭法对于裂缝宽度b＜0.2mm（深度h≤3cm）的素混凝土；宽度b＜0.2mm（深度h≤5cm）的钢筋混凝土；非结构性裂缝。采用环氧树脂直接封闭法。控制要点如下：（1）把裂缝两边各20cm宽范围内衬砌表面刷洗干净并清除松动块，水分干燥后进行裂缝的封闭。（2）沿裂缝走向在两侧各20cm范围内的衬砌表面涂刷改性环氧树脂涂料不少于2次，且用量不小于0.5kg/m。（3）涂刷环氧树脂时，应使胶液在结构构件表面充分渗透，微裂缝内应含胶饱满，一般应沿裂缝多道涂刷。（4）涂刷时，应排除气泡，使涂面平整、含胶饱满均匀。（5）多层涂刷时应重复上述步骤，在表面所涂的胶液达到指干状态时立即涂刷下一层。第三部分敲击检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区二、渗漏水处理措施结合隧道内实际情况，对衬砌区域渍水或单点渗水，采用外涂防水涂料或填塞堵漏剂处理；对渗水较大部位、施工缝等采用注浆和引排结合的方式进行，遵照“堵排结合，以排为主”的原则。（1）对衬砌渍水区采用外涂改性环氧树脂防水涂料处理，具体方法为：将渍水区及周边清洗干净，用调和好后的改性环氧树脂防水涂料刮涂2层防水。第三部分敲击检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区二、渗漏水处理措施（2）对单个漏水点凿宽4~6cm，长、深各5cm的锲行洞，现用快速堵漏剂填塞，再刮涂防水涂料2层止水。从上往下方式堵塞和刮涂，见下左图。（3）对渗漏水严重地段在用以上两种方法无法堵漏时，采用凿槽引排方法；如拱腰以上有渗水，按开天窗重构排水方案处理；使用材料型号及尺寸见下右图。第三部分敲击检测缺陷整治方案中铁四局宝兰客专项目部一工区三、环向施工缝掉块（碴）处理措施（1）处理工艺流程，见右图。（2）处理原则：松弛、裂损部位全部清除，中埋止水带外衬砌厚度小于7cm的混凝土全部清除，视凿槽深度、宽度采取切口打磨或环氧树脂砂浆嵌补处理。（3）如清除时遇到止水带，需用电钻探查止水带后砼是否松动，如有松动，须注浆加固。第三部