隧道二衬厚度不足原因及处理

隧道二衬厚度不足原因及处理摘要：隧道二衬厚度不足一直是隧道施工过程中较为常见的质量通病，如果不重视此问题并采取有效的整改措施将会给高铁日后运营带来严重的质量、安全隐患。关键词：隧道二衬；二衬厚度；分析及处理措施1工程概述施家隧道位于浙江省杭州市建德市境内，进出口均位于乾潭镇，是一座单洞双线隧道，线间距4.6m，设计行车速度为250km/h；隧道全长1755m，进出口里程桩号分别为：DK115+765、DK117+520；隧道从杭州方向至黄山方向为单面上坡，坡度为13.5%。，隧道内轨顶面至拱顶净距为8.68m，内轨顶面上30cm处隧道净宽为12.2m，两侧设置救援通道，通道宽为1.5m，高2.2m。隧道进口采用斜切式洞门（边仰坡1:1.25），出口采用倒斜切式洞门（边仰坡1:1.25），隧道最大埋深161.7m。2原因分析2.1因脱空引起二衬厚度不足，衬砌浇筑时，未严格按照台车拱顶设计的浇筑孔由低坡度向高坡度逐孔浇筑，致使衬砌拱部脱空；混凝土振捣不密实，尤其是台车拱部未安装附着式振动器或者附着式振捣器振捣强度不够，混凝土凝固后收缩造成空洞；浇筑时混凝土流动性不足，或混凝土浇筑不连续造成空洞；初支表面不平整或防水板松驰度不合适产生空洞。2.2隧道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。2.3断面扫描间距5〜10一个断面，局部1〜3m范围欠挖未扫描到。2.4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。3治理办法以缺陷整改图纸及杭黄公司会议精神为指导原则，整治后二衬结构满足运营安全的需要，整治过程中避免损害其他无缺陷地段。对厚度不足部分采用凿除二衬砼，重新拼装模板，二次浇注二衬砼。4施工工艺及流程4.1满堂支架搭设4.1.2整架垂直度应小于H/500，但最大不超过100mm；4.1.3对于直线布置的脚手架，其纵向直线度小于H/200；4.1.4横杆的水平度，即横杆两端的高度偏差应小于H/400；4.1.5所有卡扣接头必须索紧；4.1.6脚手架立杆垂直度偏差应小于等于H/300，且应同时控制其最大垂直偏差值：架高小于等于20米时不大于50mm。4.2脚手架使用管理4.2.1支架搭设完成之后，必须经项目技术负责人、安全总监、项目主要领导人员、监理以及相关责任人员验收通过后方可进行下道工序施工。验收通过后，须在支架上挂设验收标识牌。4.2.2脚手架的施工和使用应设专人负责，并设安全监督检查人员，确保脚手架的搭设和使用符合设计和有关规定的要求。4.2.3在使用过程中，应定期对脚手架进行检查，严禁乱堆乱放，应及时清理各层堆积的杂物。4.2.4不得将脚手架构件等物从过高的地方抛掷，不得随意拆除已投入使用的脚手架构件。4.3支架监测4.3.1采用全站仪、水准仪、卷尺对架体进行监测，主要监测支架的沉降、位移和变形。4.3.2监测点设置：观测点设置在立杆1.2m标高处，用“+”字标出对比点，固定观测标准点在坚固基础上设置，宜采用钢钉或钢筋头在砼中预埋，监测点设置间距不超过20m。4.3.3监测措施：架体搭设、使用直至完全拆除过程中，派专人检查支架和支撑情况，发现下沉、松动、变形和水平位移情况的应及时解决。4.3.4监测说明班组每日进行安全检查，分部进行安全周检查，局指经理部进行安全月检查;4.3.5日常检查、巡查重点部位如下：杆件的设置和连接，扫地杆、支撑，剪刀撑等构件是否符合要求；顶撑模板处是否松动；架体是否有不均匀沉降，垂直度偏差；施工过程中是否有超载现象;安全防护措施是否符合规范要求；架体与杆件是否有变形现象；底座是否松动，立杆是否符合要求。4.3.6监测频率架体搭设期间，一般监测频率不超过3〜5天/次；架体使用期间，一般监测频率不超过10〜15天/次，要求监测直至脚手架完全拆除。架体顶端水平位移预警值25mm，垂直度变化预警值20mm或沉降预警值20mm。监测数据超过预警值时必须立即停止施工，疏散人员，并及时进行加固处理。4.4脚手架拆除1拆除顺序：护栏T脚手板9剪刀撑T小横杆T大横杆T立杆件；2拆除前应先拆除脚手架上杂物及地面障碍物；3拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业；4拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运走，避免误扶、、口十・误靠；5拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。4.5确定需凿除混凝土的具体位置采用地质雷达对疑似厚度不足地段进行复测，并通过钻孔取芯验证，处理范围区域应大于缺陷位置区域，以超过缺陷范围10cm为宜。同时通过开窗后确定厚度不足具体处理范围，用红油漆或其他记号笔进行标识。若厚度不足区域范围内有仰拱衬砌环向贯通裂缝的，需对仰拱进行取芯验证是否存在隧底虚砟的情况。若存在隧底虚砟，必须在搭设支架前对隧底进行注浆填充处理，待沉降稳定、裂缝收敛时，方可搭设支架进行下道工序施工。4.6铺挂防水板4.6.1施工方法4.6.1.1施工准备因为缺陷范围为Vc级围岩，二衬内钢筋较密，铺挂防水板存在一定难度。防水板铺挂可采用将防水板裁剪成长条（长条宽度应不小于1m）通过钢筋间隙塞入初支面上，如施工过程中不得不损坏钢筋则应避免环向钢筋受损。防水板搭接宽不小于15cm，采用热熔焊粘结，分段铺设的防水板边缘应预留至少20cm的搭接余量，并对预留部位进行有效的保护。拼接前须进行检查是否有变色、波纹（厚薄不均）、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在质量疑虑，应进行张拉试验、防水试验和焊缝抗拉强度试验。铺挂防水板前用电焊或氧焊将初期支护外露的锚杆头、钢筋网头等铁件齐根切除，并抹砂浆遮盖，以防刺破防水板。对于开挖面严重凹凸不平的部位须进行修凿和找平。4.6.1.2防水板铺设和锚固隧道采用无纺土工布作滤层，在铺设过程中防水板与柔性垫层应密切结合。用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷锚砼上。防水板铺设见下图。防水板环向铺挂长度应留余量，全长约为喷砼面环向长度周长的1.1倍。吊挂时，以防水板的全幅中部对准隧道中线，自上而下将防水板托起贴着喷锚支护表面铺设，松紧适度并用专用热熔衬垫及射钉强无纺布固定在喷锚砼上，拱部固定点间距0.5m，边墙固定点间距0.8m。防水板铺设示意图4.6.1.3防水板搭接缝处理上下循环两幅大幅面的防水板接头处留15cm搭接幅面，采用粘结方式处理好搭接缝，粘结宽度不小于15cm。4.7修复钢筋破坏的钢筋应在铺挂防水板后及时进行恢复，钢筋搭接长度及焊接质量应符合规范要求。4.8浇筑混凝土混凝土采用模筑法浇筑，每隔2m设一灌料孔，纵向间距2m，灌料孔尺寸为30cm*30cm大小。通过拖泵泵将C50微膨胀混凝土灌入灌料孔，混凝土应具有较好的流动性，浇筑速度不宜过快，且采用对称浇筑。采用插入式振捣器捣固，充分回填凿开的拱部衬砌。封口模板作特殊设计，在靠近顶端预留20cm*20cm孔洞，该处设活动板，利用孔洞浇筑最后一块板。孔洞部位采用传统"刹尖〃方式封口。各灌料孔封口处理预埋一根R25N注浆管、排气管（纵向1m布置），待两天后对注浆管进行带模注浆。处理方案施工示意图见下图。处理方案施工示意-1 处理方案施工示意-2施工缝防水示意图因现场道砟已施工完毕，混凝土罐车无法进入缺陷整治区域内，本次浇筑采用拖泵浇筑，拖泵放置于下坎垄大桥杭州台处。4.9注浆为防止初期支护与二次衬砌之间出现空洞或不密实，隧道二次衬砌施工完成并达到70%强度后，衬砌背后进行充填压浆。施工中采用在各个浇筑孔内预埋R25N镀锌注浆钢管。注浆钢管纵向间隔1m一处，注浆材料采用M10水泥浆，其配合比根据现场试验确定，回填注浆压力：0.05〜0.1MPa。注浆前先做注水试验，主要检查注浆管路是否牢固可靠、注浆系统仪表是否正常及衬砌实体溢水位置。预埋钢管位置要固定准确，通过点焊的方法固定。同时，为防止钢管堵塞，在钢管头要进行包裹，在进行注浆前打开封端。注浆过程中应注意：4.9.1注浆应按照从下至上的原则，先拱腰后拱顶。4.9.2注浆过程中随时检查孔口、邻孔有无串浆现象，如发生串浆，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，直至下排孔浆液注满为止，方可采用快硬水泥砂浆或锚固剂封堵。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停机检查。4.9.3下排孔浆液注满时，采用中间孔继续注浆，其余两孔封堵好，在注浆时观察上面排气孔，直至浆液注满为止，可停止注浆，并及时封堵注浆口和排气孔。4.9.4注浆过程应派专人负责，填写《注浆记录表》，记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据，观察压力表值、注浆孔串浆、流浆程度。4.9.5在注浆完毕，浆液凝固后，取下注浆阀封孔以保证注浆完毕后填满空隙。4.10混凝土养护二次衬砌拆模应符合下列要求：4.10.1衬砌混凝土强度达到75%以上且衬砌背后注浆回填之后；4.10.2在初期支护变形基本稳定后施作的二次衬砌混凝土强度应达到8MPa以上；4.10.3拆模时混凝土内部与表层、表层与环境之间的温差不得大于20°C，结构内外侧表面温差不得大于15C；4.10.4混凝土内部开始降温前不得拆模。拆除模板后对表面打磨处理，在新混凝土表面并向既有混凝土四周延伸100cm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。拆除完成后进行喷养护液养护，养护时间不少于14天。4.11成品保护缺陷整治施工前应通知相应的所属各单位进行现场确认，我方项目人员应仔细检查四电及轨道的完整性，如发现在缺陷整治范围前后10m内有缺陷情况应留取影像资料并通知相关单位共同确认。4.11.1轨道保护在进行隧道缺陷整治前，需先对整治区段及前后5米范围内已铺设的钢轨进行保护。钢轨采用满铺沙袋的方式进行保护。其他范围内采用铺设双层土工布的方式防止掉落杂物等。在施工过程中也要随时检查下方钢轨保护措施有无被扰动，确保不会出现上方掉落物件砸伤钢轨的情况发生。4.11.