隧道缺陷整治处理专项方案

新建成全部至贵阳铁路乐山至贵阳段隧道质量缺点整改处理方案编制：复核：审核：审批：中铁一局成贵铁路二〇一五年九月目录230581编制依据 1236972自检工作及总结 154702.1自检结果问题原因分析 1321423检测方法、原理及整改处理 2233973.1无损检测方法、原理 2125083.2回弹法 333173.3钻芯法 399543.4处理范围 3172473.5检测、核实问题范围 441654总体整改处理方案 4157624.1二衬混凝土强度不合格、钢筋间距问题处理方案 454354.1.1处理方案 4312934.2仰拱强度不合格、厚度不足问题处理方案 7282494.2.1环向、纵向切缝 791034.2.2架设仰拱栈桥 878064.2.3混凝土破除 8123964.2.4新旧混凝土界面植筋处理 8151384.2.5仰拱混凝土浇筑 8162384.2.6仰拱填充混凝土浇筑 8213604.3二衬背后脱空、二衬不密实段落注浆处理方案 9189844.4仰拱脱空段落注浆处理方案 9198354.4.1仰拱缺点造成危害性 9199684.4.2仰拱缺点针对性方案方法 10107904.5衬砌厚度不足，钢架间距过大问题处理方案 10176634.6早期支护背后脱空、表面渗水处理方案 11197825整改处理后质量检测 11138036整改处理过程中确保方法 1150556.1安全确保方法 1177846.2质量确保方法 1240177管理体系及劳动力组织 12171407.1、机械设备及人员配置 13204848进度计划及施工安全 13129058.1进度指标 13246868.1.1衬砌返工处理进度指标 13166258.1.2仰拱返工处理进度指标 13248678.1.3二衬背后脱空、不密实，仰拱脱空处理进度指标 13304758.2处理后质量检测计划 14242648.3施工安全及文明施工 14249489整改效果评价 16 隧道质量缺点整改处理方案1编制依据1.1《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》；1.2《高速铁路隧道工程施工技术规程》（铁总建设[]80号）；1.3《铁路工程基础作业施工安全技术规程》（TB10301-）；1.4《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-）；1.5新建铁路成全部至贵阳线乐山至贵阳段施工图设计文件和施工图纸；1.6铁路建设工程质量安全监督通知书（铁质安监督总站〔〕07号）；1.7《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223-2自检工作2.1自检结果问题原因分析2.1.1砼强度问题原因分析经现场调查并经过数据分析，发觉强度不足出现位置均为设计C40标号段落，出现季节均为冬季，出现条件为砼供给不正常、塌落度异常段落。2.1.2实体结构缺点原因分析经分析，主体背后脱空原因关键为，拱墙初支平整度不足，开挖轮廓超欠严重，仰拱超挖和虚碴清理不洁净等原因造成；厚度不足多出现在拱墙衬砌，关键为无钢架段落，开挖光爆效果差，欠挖未补炮，造成多处断面侵限；钢筋缺点关键为间距和保护层厚度问题，出现原因关键因仰拱钢筋绑扎不规范，拱墙衬砌钢筋绑扎不给予调整。另外拱墙衬砌绑扎钢筋不使用垫块，盲目自信，造成钢筋保护层过小或过大。3检测方法、原理及整改处理3.1无损检测方法、原理采取美国GSSI企业生产SIR-3000型地质雷达（见图1）。其原理是，向地层发射一定强度高频电磁脉冲波，电磁波传输过程中碰到不一样电磁性介质分界面时，一部分能量会转换成反射波返回地面，另一部分能量透过界面继续传输，再次碰到界面时，又产生反射波返回地面。接收到反射波并利用所带信息加以分析，就可取得被探测介质层厚、密实性等物理量。地质雷达可在隧道表面以扫描方法进行无损探测，如同沿测线垂直于衬砌表面切一剖面，观察其内部情况。因空气和混凝土或围岩介电常数差异较大，所以雷达图像对空洞或较大空隙通常反应全部较显著；一样，当电磁波碰到以传导电流为主介质，比如衬砌中存在钢拱架，会出现全反射，接收能量很强，在雷达剖面上显示强异常，由此可确定钢拱架分布；基于雷达测试原理，异常位置里程和实际可能会有少许出入，但误差通常小于10%。图1依据《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223-测线部署要求隧道洞身拱顶（隧道中心正拱顶位置）、左右拱腰（部署拱部120°边线位置）、左右边墙（部署中心水沟上1~2m范围）、隧底左右中线（仰拱填充面顶面）累计7条测线，以下图：测线部署图3.2回弹法原理：因为混凝土抗压强度和其表面硬度之间存在某种相关关系，二回弹仪弹击锤被一定弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度（经过回弹仪读得回弹值）和混凝土表面硬度呈一定百分比关系。所以以回弹值反应混凝土表面硬度，更具表面硬度则可推求混凝土抗压强度。标准：(JGJ-T23-)《回弹法检测溷凝土抗压强度技术规程》结果判定:依据回弹值和强度值换算关系，计算出强度推定值，当强度推定值大于混凝土抗压强度设计值是为合格。3.3钻芯法原理：钻芯法是利用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头，从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度和检测混凝土内部缺点方法。标准：CECS03:《钻芯法检测混凝土强度技术规程》结果判定：依据钻取芯样切割为圆柱体抗压试件强度来进行判定，当抗压强度大于混凝土设计强度时为合格。3.4处理范围3.4.1二次衬砌、仰拱混凝土强度不合格。3.4.2衬砌钢筋间距大于设计间距，且超设计间距10%及遗漏钢筋问题。3.4.3衬砌背后脱空、不密实。3.4.4仰拱脱空、厚度不足、不密实、底部虚渣造成不密实。3.5检测、核实问题范围以无损检测、钻芯取样、强度回弹、钻孔验证等手段进行检测，对检测存在异议段落采取无损检测复检+钻孔验证方法进行范围确定，以确保数据、存在问题真实性、可靠性。为了确保工程质量不留隐患，对施工隧道早期支护、仰拱及填充、拱墙二衬混凝土采取无损检测+钻芯取样+强度回弹等综合手段进行细致排查，发觉一处、标识一处、整改一处。4总体整改处理方案采取科技手段进行细致排查，将排查问题归类、分类首先安排有效、立即整改、整改，其次针对问题类别加强现场管理、管控力度，组织专题人员对现有施工工序进行优化，以确保质量隐患得到有效、根本处理。4.1二衬混凝土强度不合格、钢筋间距问题处理方案在确保施工安全前提下，严格遵照“自下而上，先仰拱后拱墙”标准。工序安排依据整改处理范围划分施工区段，根据由洞内向洞口方向推进，采取分段施工地段严格控制拆除时安全步距。全部整改处理全部以机械凿除为主，人工配合为铺方法进行，以确保安全、高效作业。4.1.1处理方案4.1.1.1以拱顶为中心分别从环向、纵向切缝，为了确保安全，控制拆除范围，利用现有防水板作业台架，采取切割机对要拆除混凝土进行环向、纵向切缝。环向间距2m，纵向以隧道中线为界在两侧纵向切缝间距1m（纵、环向间距可依据现场处理范围大小确定其切割间距，间距必需确保切割时混凝土不能掉落为界限）。4.1.1.2混凝土破除混凝土破除在人工切缝前提下，以机械破碎锤破除为主辅，以人工风镐清理，以拱顶为界线分块破除。靠近仰拱止水带部位人工风镐清除。拆除次序见下图：拆除次序：A单元→B单元→D单元→C单元→E单元4.1.1.3钢筋拆除及焊接钢筋拆除二次衬砌钢筋拆除时，靠近施工缝位置（环向施工缝、纵向施工缝）注意预留好钢筋搭接长度，采取砂轮锯进行切割，严禁采取氧气焊等方法进行割除钢筋，拆除钢筋进行报废处理。钢筋矫正二次衬砌混凝土拆除后、预留搭接钢筋时，必需将变形部分搭接钢筋位置进行矫正。较短钢筋（搭接长度<40cm）进行矫正时，可采取套入钢管方法进行矫正，钢管直径略大于钢筋直径；较长钢筋（搭接长度≥40cm）进行矫正时，必需采取“F”型矫正工具进行矫正，矫正工具牙口宽度比最大主筋直径大5mm进行控制。钢筋焊接衬砌钢筋搭接长度，单面焊接根据15d（双面焊8d）进行控制，并不得小于30cm（双面焊接不得小于16cm）。接头钢筋务必清理洁净，确保后期钢筋搭接焊接可靠。横向和纵向钢筋每个节点均应进行绑扎或焊接，受力主筋采取焊接。钢筋拆除、绑扎时，注意保护好防水板、止水带，确保不被烧坏。素混凝土段落矮边墙植筋采取电锤在矮边墙顶面进行钻孔，孔径为1.8cm，孔深大于30cm，间距25cm控制，接茬钢筋为螺纹钢φ16，每延米单侧最少设4根，每根插筋要求在施工缝上下各30cm。植筋胶应采取优质A级改性环氧树脂类植筋结构胶，植筋胶胶应含有良好触变性，且含有足够粘结强度和耐久性。植筋工艺具体以下：钻孔：钻孔采取电锤或风钻，孔深大于钢筋埋设深度10mm左右。清理钻孔：以高压干燥空气吹去孔底灰尘、碎片和水分，孔内应保持干燥。注胶：将植筋胶由孔底灌注至孔深2/3处，待插入钢筋后，胶即充满整个孔洞。插入钢筋：钢筋插入前应清除表面污物，并须插到孔底。对植筋焊接施工应采取以下方法：植筋焊点离胶面距离大于10cm；焊接施工时采取降温方法，如用冷水浸透棉纱布包裹植筋胶面根部钢筋；严禁对一根植筋连续焊接，应采取循环焊接施工方法，即对一批焊接钢筋逐点、逐根焊接。4.1.1.4二衬浇筑原拱墙衬砌混凝土拆除后，对新旧混凝土界面进行处理，做好新旧防水板搭接，重新立模浇筑二衬混凝土。修复二衬防排水系统二次衬砌混凝土拆除完成后，进行旧防水板清理，注意将两端防水板接缝清理出来。排水盲沟加密设置排水盲沟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，结合施工缝部署。环向排水板纵向间距为10m，在两侧边墙脚外侧两道环向盲沟之间设置纵向HDPE107/96打孔波纹管，每10m一段。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。每处环向盲沟两端均设φ50PVC管泄水孔一处直接和隧道侧沟连通。土工布、防水板铺设在隧道拱部标出隧道中线，再使防水板横向中线和这个标志重合，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。待整幅防水板铺设好并经检验确定固定牢靠后，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，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衬砌施工。模筑混凝土衬砌隧道二次衬砌采取整体式液压衬砌台车施工，砼由自动计量拌和站集中供给，搅拌运输车运输，砼输送泵泵送入模。衬砌施工中注意立即埋设回填注浆预埋注浆管及其它隶属设施预埋件，并在拱顶中线位置预埋溢浆管，用以在浇筑过程中排气使用。施工工艺以下：台车就位依据放线位置，移动台车就位。台车就位后，按要求检验复测台车位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性，符合要求后，并安设好挡头模板，接头止水带及止水胶条和拱部注浆管，再进行合格检验和经监理工程师签证，方可浇筑拱墙混凝土。混凝土浇筑隧道采取模筑混凝土进行浇筑，浇筑拱墙混凝土时，由下向上对称浇筑，两侧交替进行，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，最终用压入式封顶。混凝土用附着式振捣器和插入式振捣器联合捣固，安排专员负责，确保混凝土内部密实，外部光滑。并注意保护好预埋于混凝土内部注浆管，预防其歪斜和倾倒，以确保二衬后回填注浆能顺利进行。要配足备用捣固机具，预防因捣固机具发生故障，造成漏捣或捣固不实。混凝土灌注必需连续进行，因故不能连续灌筑，间歇时间超出混凝土初凝时间时，必需按要求进行接茬处理。拆模养护当边、拱混凝土强度达成8MPa时，方可拆模，拆模时间不可过早。拆模后立即进行洒水养护，养护时间不少于14天。4.2仰拱强度不合格、厚度不足问题处理方案4.2.1环向、纵向切缝为了确保安全，控制拆除范围，采取切割机对要拆除混凝土进行环向、纵向切缝。环向每2-3m切一道缝，纵向以仰拱填充和矮边墙交接线为界在两侧纵向切缝。4.2.2架设仰拱栈桥在需破除仰拱前后仰拱填充端头架设两副12m行车栈桥，确保仰拱处理时行车通畅。4.2.3混凝土破除混凝土破除在人工切缝前提下，以机械破碎锤破除为主辅以人工风镐清理，先破除仰拱填充混凝土，再从仰拱中线底部向边墙分块破除。靠近仰拱环向止水带部位人工风镐清除。4.2.4新旧混凝土界面植筋处理采取电锤在仰拱新旧混凝土界面进行钻孔，孔径为1.8cm，孔深大于30cm，间距25cm控制，接茬钢筋为螺纹钢φ16，每延米单侧最少设4根，每根插筋要求在施工缝上下各30cm。4.2.5仰拱混凝土浇筑仰拱衬砌混凝土浇筑前，应将隧底虚渣、杂物、泥浆等洁净，必需时采取高压风、水将隧底吹洗洁净，但不得有积水，重新浇筑仰拱混凝土。浇筑中必需严格进行振捣。振捣工艺以下：操作振动棒时要使振动棒快插慢拔（消除孔洞），当振动棒端部立即露出混凝土表面时，要快速拔出振动棒，拔出时不停旋转，以免造成空洞，而且插点要分布均匀，切忌勿漏点插拔（欠缺振动）。在使用振动棒振捣上层混凝土时，要在下层混凝土初凝前进行。每一插点要掌握准振捣时间，过短不易密实，时间要在20-30s之间为宜，通常应视混凝土表面呈水平。不再显著沉降、不再出现气泡及表面泛出灰浆为准。振动棒振捣时间不宜过长，太久会出现混凝土和水泥分离、石子下沉现象，并在混凝土表面形成沙层，振动棒倾斜混凝土表面时，应由低处慢慢向高处移动，以确保振动密实。4.2.6仰拱填充混凝土浇筑仰拱浇筑完成后，待混凝土终凝后再浇筑仰拱填充混凝土。仰拱填充浇筑中亦必需严格进行振捣，振捣工艺同上仰拱混凝土浇筑所述，在此不再反复。仰拱填充混凝土强度达成5MPa后许可行人经过，达成设计强度等级100%后许可车辆通行。4.3二衬背后脱空、二衬不密实段落处理方案本处理方案只适用范围：在确保衬砌厚度30cm以上空洞、脱空、不密实。4.3.1钻孔：搭设脚手架，用进口大功率电锤，配置长50～150cm、直径28mm～35mm专用钻杆，钻透二衬，钻杆钻头经过改善，确保不钻破防水板，破损率低于15%，并能够用灌浆来填塞修复。4.3.2安嘴：采取长25～60cm，直径20mm镀锌管，将一端车螺牙，用外接连接，插进钻孔后再用带有环氧胶泥成份高强快干砂浆填塞，确保牢靠和稳定。留出气孔和确保灌浆效果二衬厚度定位管。4.3.3制浆：用发电机带动高速制浆机，制好所需百分比浆液。4.3.4灌浆：并先试灌一定清水到二衬上去，对机器和管道密封性进行检测，也对后期浆液在脱空部分流动起到润滑作用，再用不一样百分比水泥浆进行灌注，观察灌浆泵压力表，在压力稳压在2～3分钟就停止灌注，改灌相邻注浆嘴。4.3.5清理：用堵头把灌好注浆嘴堵住，在20小时后用切割机把露在外面管外接割除，保持顶部平整度，再用高强胶泥封闭。4.3.6对二衬空响和不密实部位混凝土，采取针孔法灌注低粘度耐潮湿环氧结构胶，充填二衬和防水板之间细小空隙，还有充填二衬混凝土不密实和离析部位，使二衬混凝凝土密实。在灌浆过程中，依据进浆量和钻孔情况，合适调整灌浆浓度，对伸缩缝橡胶止水带没安装到位，接缝漏浆严重，为降低漏浆确保灌浆效果和节省水泥用量，采取增加浆液浓度，添加速凝剂和无收缩灌浆材料、泵送剂、胶黏剂添加剂等措施来控制水泥浆流失和修复可能撕裂防水板。4.4仰拱脱空段落注浆处理方案4.4.1仰拱缺点造成危害性降低局部位置抗压强度；降低仰拱荷载承受力；造成仰拱局部位置在通车后不能承受动荷载压力后开裂；仰拱内部不密实、脱空，会造成地下水聚集，造成钢筋锈胀，影响混凝土结构强度。4.4.2仰拱缺点针对性方案方法关键先采取水泥灌浆和超细水泥灌浆，消除比较大空隙，然后再进行低粘度耐潮湿无溶剂环氧结构胶灌注，把水泥浆类材料不能灌注0.1-0.5毫米空隙灌注满，根本消除空隙，达成设计抗压要求。其具体施工工艺：现场确定缺点位置和缺点范围，用白色涂料做好标志；用钻机进行钻孔探查，深度在1.5m以内，孔径28-32mm；用清水灌注观察孔，依据水量来测定不密实程度和预估灌浆量，和依据情况来确定灌浆材料配合比，确保灌浆质量和效果。探查孔就作为灌浆孔和观察泄压孔；安装专用注浆嘴和闸阀；搅拌水泥类注浆材料，超细水泥、无收缩灌浆料、水泥胶黏剂、速凝剂等材料，进行高速搅拌，用涂料搅拌机搅拌10分钟，使材料充足混合；用螺杆灌浆机对注浆嘴进行灌注。因为每次灌浆后混凝土内部有一定渗透压，所以必需进行数次反复灌注，进行数次补充灌浆，在达成一定压力和进浆量几乎为0情况停止灌注；等二十四小时后对灌注范围再进行钻孔探查和补充灌浆。在以前灌注孔中间钻孔探查和补灌；再过24-48小时，采取针孔法深层1.5m以内，梅花型部署（30-40厘米间距），进行耐潮湿低粘度无溶剂环氧灌注，进行3-4次灌注；拆除全部注浆嘴，恢复表面。4.5衬砌厚度不足，钢架间距过大问题处理方案4.5.1在施做二次衬砌之前，对现有早期支护表面进行测量，根据5m/断面进行密集测量，采取激光断面仪进行断面测量，正确计算出现有预留厚度是否满足二次衬砌设计厚度要求，如不满足可将该里程段内加密测量（1m/断面）进行正确测量定位，确定具体范围进行处理。处理时采取铣挖机对早期支护表面进行处理，处理后再行测量，直至满足设计要求，以确保二次衬砌厚度满足设计要求。4.5.2针对钢架间距过大问题，对已完成早期支护进行无损检测，对钢架实际间距大于设计间距10％进行返工处理。对整环钢架进行拆除，拆除次序为：对现有喷射混凝土进行凿除（采取铣挖机凿除）、对环向连接筋进行切割（采取割枪，对施工段落前后进行瓦斯监控，实施动火审批制度）、拆除锚杆（采取切割方法，以围岩面为基准进行切割）、严格根据先拱部后边墙次序进行施工、完成拆除后重新立安装拱架、经检验合格后进行喷射混凝土施工。4.6早期支护背后脱空、表面渗水处理方案4.6.1针对早期支护背后脱空问题，我部采取无损检测+钻孔验证方法进行自检、验证。采取无损检测关键对背后脱空、空洞、未发觉岩溶进行检测、验证；从拱顶环向间距2m，进行逐一钻孔自检，对存在问题用红油漆进行现场标识，并对其安排专业队伍进行注浆，注浆所用配合比由试验室统一进行配比下发。注浆后要求现场对其再次采取无损检测+钻孔验证方法进行自检，自检合格后方可下一工序施工。4.6.2针对早期支护表面渗水问题，我部采取引排方法将水集中引排至侧沟。在开挖后对渗水点进行标识，并对其水量进行量测，在喷射混凝土施工前采取Ф100或Ф80盲管安装至渗水点，环向引排至边墙或上台阶边沟，在下台阶开挖后对其进行接排至边墙墙角排水沟，待仰拱施工时接排至环向排水盲管排泄，严禁现场任意流淌或截堵。5整改处理后质量检测衬砌、仰拱混凝土拆模后，立即组织人员采取地雷达检测衬砌、仰拱厚度及内部、背后缺点质量问题。隧道衬砌、仰拱采取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，在养护累计温度达成1200度后送试验室进行抗压强度检测，检测出强度值大于设计值时，混凝土质量评定合格。衬砌、仰拱施工完成，56天后进行取芯检测，每组二次取芯一组，验证二次是否合格。6整改处理过程中确保方法6.1安全确保方法在整改处理前采取地质雷达对所要处理地段进行探测，排除隐患，对有隐患地方提前采取钻孔探测，预注浆加固。整改处理过程中成立围岩量测小组，加强围岩量测和支护表面观察。对局部出现有裂纹、脱皮部位进行径向注浆及锚杆加固，并立即补喷混凝土。整改处理过程中做好电线、通风管路、风水管保护，并设专员看管。整改处理过程中派专员跟班作业、专员指挥，做好统一协调和现场管控。建立二十四小时跟班作业制度，做好工序分工及安排，做到工序紧凑及快速有序，立即封闭成环。整改处理施工全部采取有经验专业工班和机械手进行施作。隧道整改过程中加强洞内通风管理，确保二十四小时全天候通风。6.2质量确保方法做好新旧混凝土结合部位防水板、止水带、盲管保护。为预防搭接处防水板、止水带不受拆除影响，提前在拆除段和不拆除段交界处进行环向开槽，使拆除段混凝土和不拆除段混凝土防水板提前剥离。施作过程严格控制工艺步骤，做好结合部位盲管、防水板、止水带等搭接长度和连接质量。并在二衬混凝土拆除过程中由专业班组施作，派专员盯控接头（接茬）位置保护情况，确保防排水设施不受破坏。环缝处新旧防水板搭接焊缝最少2道，并增设两道止水条，确保接缝防水效果可靠。安装衬砌钢筋时，加强现场检验力度，确保焊接长度满足搭接长度要求