中建隧道工程常见质量通病与防治措施

—2023年火箭军微讲堂-专业技能培训董亚东2023年7月NACONSTRUCTIONEENGINEEONC题的占比高达90%(其中衬砌问题占比75%,其他问题15%)。为贯彻落CHINACONSTRUCTIONEIGHTHE隧道工程质量通病概述11截至5月底，统计全局A类基础设施16个在建项目共有隧道82座(铁路56座，公路25座，市政1座),施工里程达146.56km,总造价为98.01亿元。其中，正常施工63座，未开工19座。施组计划131个作业面，正常施工89个，暂停施工1个，已贯通9个，未开工32公路公路市政市政铁路铁路根据隧道不同断面大小及形状、围岩特征、埋置深度、支护条件、工期要求、机械配置能力、施工安全、经济性等相关因素综合选择，采用恰当的开挖方法，尤其应与支护条件相适应的隧道施工中，开挖方法是影响围岩稳定性的重要因素之一。钻爆法仍然是中国目前应用最广、最成熟的隧道修建方法，常用于山区隧道。概括有五种，分别为全断面法、台阶法、中隔壁法(CD)、交叉中隔壁法(CRD)、侧壁导坑法。在围岩稳定性较好的隧道内，随着施工机械的发展，全断面法与微台阶法施工是发展趋势。盾构法在新建铁路城市隧道、水下隧道宜优先使用，用于土质隧道；按照底层渗透系数分为泥水盾构，土压盾构和泥水、土压盾构。TBM掘进法在山区硬质岩层铁路隧道施工中也有应用。22暗挖隧道工法简介暗挖隧道工法简介全断面台阶法全断面台阶法22三台阶法三台阶法 、隧道工程质量通病概述2暗挖隧道工法简介适用条件：软弱围岩大跨度隧道，IV级围岩深埋适用条件：围岩压力很大地层不稳定的大跨度隧硬质岩地段以及老黄土隧道(IV级围岩)地段。道。22盾构法盾构法适用条件：松软含水地层、地面构筑物不允许拆迁，施工条件困难地段，采用盾构法施工隘道能显示其优越性33暗挖隧道工装配置暗挖隧道工装配置白行式仰倍3暗挖隧道工装配置3暗挖隧道工装配置超前水平钻机超前水平钻机功能简介：能够自主行走，能够进行0～360°范围作业，钻孔定位方便可靠，能够兼做洞周和隧底岩溶钎探施工。三臂凿岩台车三臂凿岩台车适用条件：全电脑可视化操作、钻进速度快、工序时间短等特点，可自动生成断面及炮孔图，有利于超欠挖控制。3暗挖隧道工装配置3暗挖隧道工装配置拱锚一体台车拱锚一体台车功能简介：集钢拱架安装、焊接网片及连接筋、开挖面测量、欠挖及排险处理、超前水平钻及系统锚杆等功能于一体的设备。湿喷机械手湿喷机械手功能简介：提高施工效率，降低劳动强度，增强混凝土密实度，提高实体质量，减少人员投入，降低洞内粉尘含量，每小时有效喷射混凝土15m³。3暗挖隧道工装配置3暗挖隧道工装配置液压仰拱栈桥液压仰拱栈桥功能简介：宜采用有效长度36m,总长约54m。实现仰拱混凝土浇筑、仰拱钢筋绑扎、仰拱初支施作的同步流水作业。智能养护台车智能养护台车功能简介：能够实现适量多次喷洒的功能，既节约，既节约水资源，又使得二衬混凝土能够持续保持湿润,得到充分养护。44444444444444钢拱架(锚杆)焊接2、初支支护钢拱架(锚杆)焊接2、初支支护常见质量通病预控措施及要求二、常见质量通病预控措施及要求(1)技术标准：1.方向角：2°;2.孔距：±50mm;3.孔深：±50mm。(2)原因分析：施工人员过程监督不认真，现场交底和监控不够到位。(3)预防措施：1.严格按照设计要求进行布点、施作，对标检查，并经监理工程师检查符合设计即验标要求后方可进入下道工序施工；2.加强技术交底，使一线施工操作人员心理明白；3.严格工序质量责任制，严格奖罚兑现。司二、常见质量通病预控措施及要求(1)质量通病现象：锚杆数量、长度不够，类型不符合要求，锚杆垫板未施作，拉拔力不足2.水泥砂浆锚杆杆体应除锈、除油.安装时孔内砂桨应灌注饱满，锚杆外露长度不应大干3.楔缝式和胀壳式锚杆应将杆体与部件事先组装好，安装时应先楔紧锚杆后再安托板并拧紧螺栓；4.检查合格后应填写记录。1.现场管理人员质量意识不强或对设计图纸不清楚；2.注浆(或锚固剂)不饱满，孔内空气未排尽或压力不够；3.锚杆钻孔深度不够；4.锚杆长度不够。满足设计要求；2.严格钻孔深度和孔径检查，保证钻孔满足设计要求；3.调整注浆(锚固)工艺，保证排气畅通，适当加大注浆压力；二、常见质量通病预控措施及要求(2)原因分析：2.岩石隧道爆破施工不到位或围岩坍落；3.挖掘机开挖时直接开挖到设计预留的开挖轮廓边缘；4.地质情况较差、土体垂直节理发育、稳定性差、局部出现坍塌；(1)技术标准：5.掌子面开挖后架设拱架前不进行初喷，隧道不应欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，导致粉质黄土失水松散掉块。允许岩石个别突出部分侵入衬砌。二、常见质量通病预控措施及要求(3)预防措施(3)预防措施>1.测量放样时要精确标出开挖轮廓线，在开挖过程中控制好开挖断面，做到测量精确；>2.岩石隧道爆破开挖时要严格按照爆破施工技术交底进行提前准备，精确控制好炮眼间距，并严格按照技3.在开挖过程中还需根据实际情况确定预留变形量，应将施工中可能发生的围岩变化情况(掉块或坍落)进>4.在施作超前小导管时要控制好外插角，防止因外插角过大造成超挖；>5.预留开挖轮廓边缘线，在开挖过程中采用人机配合，避免机械开挖造成超、欠挖现象；>6.地质情况较差、局部出现坍塌时根据实际情况尽快施作初期支护进行封闭处理；>7.开挖到设计轮廓线位置后立即进行初喷封闭开挖面，再架设型钢拱架。二、常见质量通病预控措施及要求2.拱顶喷混凝土由于是垂直作业，在自(1)技术标准：GB50204-2015(1)技术标准：GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验二、常见质量通病预控措施及要求(3)预防措施(3)预防措施>1.首先要在开挖前加强超前小导管施工，开挖后尽快封闭掌子面，喷射混凝土前>2.喷混凝土作业时要严格按照施工工艺施作喷射混凝土；>3.对在施工后产生的空洞，应采取打眼压浆处理，用水泥浆进行回填，以填补空1.41.4喷射混凝土平整度差(2)原因分析：1.地质条件复杂，围岩较差；2.光面爆破效果差；3.操作手熟练程度；4.混凝土所用材料不稳定；5.养生不及时或养生时间不足；6.爆破影响。二、常见质量通病预控措施及要求(3)预防措施(3)预防措施>1.加强超前地质预报和监控量测，及时>1.加强超前地质预报和监控量测，及时掌握隧道围岩级别和变形情况，根据围岩>2.在施喷之前，先对喷射的岩石表面的松动岩石进行清理，表面进行修整。然后再用水清晰喷射岩石表面提高岩石表面的粘附力。>3.根据工程地质及水文地址、喷射量等条件选择喷射工艺，施工前做好人员培训和混凝土试喷。混凝土需具有良好的流动性艺要求。一次喷射混凝土的最大厚度，拱部不得超过10cm,边墙不得超过二、常见质量通病预控措施及要求(1)技术标准：(2)原因分析：1.施工及监管不到位2.喷射混凝土基面平整度差；4.未按照方案或设计施工(粘贴不到位、间距不足);5.防水板粘贴不到位。(3)预防措施(3)预防措施>2.岩面处理：所有的的应铺设防水材料的表面都应该平滑、清洁、并清除任何有>3.>3.提高初期喷锚混凝土平整度。>5.采用防水板安装支架施工。二、常见质量通病预控措施及要求(1)技术标准：(2)原因分析：1.土工布挂设采用带射钉的热塑性圆垫圈进行固定，热塑性圆垫圈与EVA防水板无法焊接，或焊接时烧坏。2.拆除的中隔壁和临时仰拱工字钢接头没有抹平处理，容易造成防水板损坏；3.焊接二次衬砌钢筋对防水板不进行防护，造成防水板损坏；4.当衬砌施工时，由于砼自身的重量将土工布及防水板拉裂；5.衬砌钢筋定位时，焊渣及明火易损坏防水板，以及钢筋安装时，钢筋端头戳破防水二、常见质量通病预控措施及要求(3)预防措施(3)预防措施>2.拆除的中隔壁和临时仰拱工字钢接头处，要求采用喷射混凝土或砂浆抹平，平整度用2m靠尺检查，表面平整度允许偏差：侧壁5cm、拱部7cm;>3.挂设防水板前，仰拱预埋钢筋采用塑料管套在钢筋头上，防止钢筋头>4.二次衬砌钢筋绑扎完成后，要从新进行防水板进行复查，发现有损坏现二、常见质量通病预控措施及要求(1)技术标准：止水带安装后固定措施不到位，混凝土灌注时的外力作用引起止水带变形、位移。止水带安装后，还应设置用金属制作的止水带固定架，将止水带固定在支架上，防止外力作用变形。对浇注混凝土时局部发生位移的，在混凝土初凝前修复。二、常见质量通病预控措施及要求(1)技术标准：3.13.1衬砌钢筋安装(2)原因分析：1.钢筋在绑扎前未进行除锈处理，绑扎后在施做二次衬砌前未对已绑扎钢筋进行合理保护；2.在绑扎二次钢筋过程中垫块数量不够或位置布置不正确；3.钢筋绑扎工技术力量差或工作责任心不强。4.未按照方案或技术交底要求施工。二、常见质量通病预控措施及要求(3)预防措施(3)预防措施>1.二次衬砌钢筋下料前要把钢筋弯出角度，确保搭接焊接钢筋长度，焊工上岗前>2.钢筋原材及半成品下雨天要采用防护措施，明洞二次衬砌钢筋要搭设防雨棚防止钢筋锈蚀。对已经锈蚀的钢筋要采取除锈处理，锈蚀严重的钢筋必须更换处>3.二次衬砌钢筋间距不符合设计及规范要求必须进行返工处理，要求施工单位加>4.按要求做好钢筋焊接、绑扎连接，提前对预埋件处钢筋进行处。二、常见质量通病预控措施及要求3.23.2隧道衬砌混凝土裂缝(1)技术标准：GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范：混凝土外观质量缺陷的规定。(2)原因分析：1.温差和砼的干缩；2.碱骨料化学反应；3.边墙基础下沉；4.洞身偏压；5.仰拱和边墙结合部位因应力集中而开裂；6.拱部混凝土灌注困难或灌注中断而引起的7.拆模时间太早，衬砌强度不足以支撑自身自重而开裂。二、常见质量通病预控措施及要求(3)预防措施(3)预防措施>1.砼加入合理的外加剂，选择合适的骨料；>2.改进砼的浇注工艺，加强振捣和养护；>3.放慢边墙混凝土浇筑速度，并分层浇筑，待边墙稳定后再浇筑拱部混凝土；>4.必要时对围岩实施锚杆、注浆等措施预加固，以阻止围岩徐变过大而使衬砌混凝土开裂；5.边墙基础浮碴必须清理干净，使边墙底部与衬砌紧密结合；>6.结构交叉部位应作加强处理，防止因应力集中而引起的开裂；7.控制拆模时间，对不受围岩应力的衬砌混凝土的强度达到10Mpa,对承受围岩应力较大的混凝土强度应达到设计强度的100%方可拆模；8.偏压隧道应对偏压进行预处理后再实施衬砌。二、常见质量通病预控措施及要求3.33.3隧道衬砌渗漏水(1)原因分析：2.防水、排水、引水设施不完善；3.环向施工缝、变形缝处理存在质量缺陷，止水条、止水带安设不规范；4.防水板破损、穿孔，焊缝不严密；5.衬砌捣固不密实，存在孔洞或蜂窝；7.泄水孔数量不够或排水不通。(2)预防措施(2)预防措施>1.严格按照设计和规范要求对防排水工程实施质量监控；>2.铺设防水板前应对基面钢筋头、尖锐突出物进行清理，并用砂浆把基面基本找平；防水板紧贴基面，对有较大坑凹处，应增加固定铆钉数量，确保防水板与基面之间紧贴不留空洞；>3.根据基面实际情况适当留有松弛度，防止浇注混凝土时挤裂；>4.防水板与暗钉圈焊接要牢固，两幅防水板搭接宽度满足设计要求，双焊缝搭接，焊接时温度适合，焊机行走速度均匀，不得焊穿；>5.铺设及搭接顺序应遵循先拱部后边墙，下部防水板压住上部防水板；>6.加强防水材料质量控制，确保各项指标符合要求；>7.严格按施工规范处理施工缝，加强衬砌浇注过程控制；>8.加强施工缝、变形缝的防水工程质量控制，确保止水条安装位置在施工缝的中间；>9.因地制宜采取附加排水措施(暗沟、盲沟);>10.必要时对洞身地层、衬砌背后实施防水注浆处理；>11.做到环向、纵向盲管通畅，对水量大的地段增设泄水孔的数量，确保水流通畅。二、常见质量通病预控措施及要求3.43.4衬砌混凝土麻面、花脸(1)原因分析：1.模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理于净，拆模时混凝土表面被粘坏；2.模板未浇水湿润或湿润不够，构件表面混凝土的水分被吸去，使混凝土失水过多出现麻面；3.模板拼缝不严，局部漏浆；4.模扳隔离剂涂刷不匀，或局部漏刷或失效.混凝土表面与模板粘结造成麻面；5.混凝土振捣不实，气泡未排出，停在模板表面形成麻点。二、常见质量通病预控措施及要求(2)预防措施(2)预防措施二、常见质量通病预控措施及要求(1)原因分析：二、常见质量通病预控措施及要求(2)预防措施(2)预防措施>1.加强开挖净空检查，严格按照设计和规范预留沉降量；>2.加强初期支护和衬砌过程的旁站监理；>3.对欠挖的部分严格按照规定的要求进行处理，达标后方可进行支护和衬砌；>4.适时开孔检查支护和衬砌的厚度，对衬砌厚度不足部分应开天窗，凿除欠>5.台车安装加强定位精度控制。常见质量缺陷治理措施1二衬欠厚、局部二衬空洞(欠厚>15%)2衬砌露筋(保护层厚度不足)3及以上)、裂纹导致渗漏水4严重掉块(深度或宽度大于15cm及以上)56类1局部二衬空洞(欠厚<15%)2裂纹(宽度小于0.2mm)3掉块(深度或宽度小于15cm)4麻面(需凿除，凿除厚度大于10cm)56衬砌夹杂物(止水带外露)C类1麻面(需凿除，凿除厚度小于10cm)2、常见质量缺陷及病害山水画三表面砂线言三、常见质量缺陷治理措施三、常见质量缺陷治理措施3.1隧道二衬裂纹如裂缝宽度在0～0.2mm之间，且无明显的剪切滑移、渗水迹象，对结构的强度、刚度、稳定性会产生一定的影响，但不影响结构安全和正常使用，可采用直接涂抹法进行处理，涂抹材料建议用水泥基渗透结晶型材料(2)埋管注浆法(2)埋管注浆法如衬砌混凝土裂缝宽度在0.2～0.5mm之间，无明显错动迹象，但有渗水现象发生，可采用埋管注浆法修补。浆液可采用环氧树脂、聚氨酯浆材等，可加入适量稀释剂以降低浆液粘度，便于灌注。如裂缝有明显的剪切滑移迹象，除采用埋管注浆法外，还应进行锚固注浆。三、常见质量缺陷治理措施裂缘悉不合格裂纹检测：取芯检测(3)凿槽嵌补法(3)凿槽嵌补法如衬砌混凝土裂缝宽度0.5～1mm之间，且无明显的剪切错动渗水迹象，可采用凿槽嵌补法修补。凿槽槽宽2～5cm,槽深根据裂缝深度确定，最大深度不得超过三分之二衬砌厚度。二次衬砌中50mm半圆形波纹管引排至侧沟聚硫密封胶固定波纹管射钉刮涂”水泥基渗透结晶型防水涂料”两层刮涂”水泥基渗透结晶型防水涂料”两层(4)1mm以上的或者有滑移的要根据现场情况制定适合的方案进行整治。!仰拱填充(底板)渗水引排当裂缝渗水量较大(以线状流出、滴水)、渗水含泥砂且水压大时，应先做引排。引排开槽的断面形状以矩形或倒梯形为好，封堵槽沟时要加混凝土界面剂。引排管用半圆形PVC管或小直径钢纤透水管均可。封槽后应注意使结构表面平整、光滑。引排管上端应高于渗水部位10cm以上，并一直通到洞内排水沟。封槽材料有：双快水泥、堵漏灵、堵漏停、聚合物水泥砂浆、改性环氧树脂砂浆、普通速凝砂浆及聚氨酯密封胶等，底板渗水采用横向开槽处理，反扣角钢或者槽钢上浇筑混凝土。②水泥-水玻璃双液注浆：对拱墙大面积渗水、施工缝渗水水泥基渗透结晶型防水硅砂和活性化学物质配制前世界上先进的刚性防水材料。针对部分地段混凝土表面湿渍和施工缝渗漏主要采用注浆和涂抹防水凝结时间初凝时间(min)终凝时间(min)2抗折强度(MPa)3抗压强度(MPa)4潮湿基层粘结强度(28d,MPa)5抗渗压力(MPa)一次抗渗压力(28d)二次抗渗压力(56d)63.33.3施工缝施工不规范止水带外露月牙形闭环裂纹混凝土易漏浆，造成松散不密实四、隧道工程质量控制要点1、铁路隧道施工质量要求初支钢架数量不少于设计要求，间距合格率≥90%;喷射混凝土强度合格率空洞、夹渣等缺陷；二衬钢筋数量不少于设计要求，主筋间距合格率≥90%,钢筋接头合格率100%;二衬混凝土强度合格率100%,且强度控制在1～1.5倍2、超前支护和锁脚施工超前小导管及锁脚导管均采用φ42mm热轧无缝钢管，每循环根数必须满足设计要求。搭接长度不得小于1m,重点控制角度和间距，外露管体不得架空，管壁以上喷砼密实，管内注浆或回填密实，经常破检检查。钢筋与钢架焊接牢靠，焊缝应满焊。3、初支平整度深长比D/L≤1/20的规定；喷射3、防排水施工50cm、边墙60-80cm,梅花形严禁钢钉无垫片固定土工布，不允许在防(排)水板外注意钢钉与塑料垫片间要环向盲管处两侧加密垫片在环向盲管处两侧，采取加密垫片固定盲管，同时防水板也密贴盲管，减少脱空。热熔垫片梅花型布