隧道缺陷处理方案

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隧道病害与缺陷处理施工方案1、编制说明1.1编制依据：《铁隧道衬砌无损检测检测报告》及隧道隐患排查情况。1.2.编制原则隧道拱顶空洞、不密实、渗漏水、装修处理原则是参考2012年11月10向莆铁路有限公司组织召开隧道病害整治研讨会方案相关要求组织实施，施工过程中，在确保施工安全、施工质量的前提下，抓好施工进度。2、工程概况：3、隧道衬砌病害情况明细表（详见：无损检测检测报告及隧道隐患排查记录表）主要病害与缺陷有渗水（仰拱、道床板、边墙、水沟电缆槽、拱顶），裂缝（边墙、拱顶），施工缝修补，掉块，不密实、脱空、空洞等。4、施工方案和施工工艺4.1总体施工要求根据隧道病害整治案例，结合本标内第三方检测检测数据结果和现场隐患排查结果，主要病害为拱顶空洞、拱顶开裂、拱顶不密实、拱顶施工缝修补、拱顶渗漏水、边墙渗漏水病害。总体处理要求是：对拱顶病害和不密实地段采取压浆回填密实整治处理，对于隧道边墙、拱圈以及施工缝渗水采取开槽引排及注浆封堵等方式综合治理（原则上边墙距水沟电缆槽高底小于2米以排为主，上部以堵为主），施工缝修补拱腰以上凿除清理、较大错台打磨圆顺，裂缝以修补为主。考虑到目前轨道工作均完工进入精调阶段，施工严格按工程-18- 线施工安全管理规定执行，作业平台采用自制搭设钢管脚手架作业平台台架，作业平台考虑便于施工和不侵入洞内接触网吊柱和导线空间，并适当预留作业空间，注浆作业时对轨道、吊柱及接触网导线采用采用彩条布覆盖防护，防止水泥浆液污染吊柱及接触网导线等。4.2脱空、空洞、不密实地段处理方案4.2.1施工前相关准备工作对现场病害地段进行核对：在施工前，根据第三方检测结果及隧道衬砌隐患统计表采取现场核对施工里程，必要时进行钻设Φ25mm孔进行脱空核对，对核实存在的病害区进行标识，做到标识清楚，编号有序，便于在有限的时间内开展施工，不致于盲目施工，耽误有效的作业时间。人员、物资、机械具准备：具体人员、物资、机械设备配置详见。施工前对运输和搭架子等进行演练，对施工人员进行安全培训和考核，考核合格方可上岗。每天作业之前将所有机具材料转入作业平台车上，进洞所有原材料、机具进出和使用必须登记确认，综合洞室可作为施工机具的存放。作业平台采用拼装式脚手架，脚手架每节搭设高度2m，并挂设人行上下梯步，梯步步距高度不得大于30cm，为了加快施工进度，梯步采用挂钩式梯步，同时梯步设置高度不得小于1.0m扶手，顶部工作平台满铺5cm厚的木板，木板采用绑丝绑扎牢固，严禁出现探头板，顶部工作平台四侧设置高度不小于1.0m的围栏，确保作业人员的安全。考虑到作业平台较高，要求作业平台设置四条揽风绳，揽风绳固定在钢轨上，要求揽风绳具有绝缘功能。4.2.2钻孔及安设注浆管利用搭设好的作业平台，首先对检测处空洞或不密实处采用红油漆进行标识。-18- 1）当为脱空处时：要求钻设不得小于2个有效孔，一个在空洞较高处，作为排浆孔和观察孔，一个在较低处，做为注浆孔。钻孔前应注意观察二衬回填泵达砼口和隧道坡度方向，一般来说脱空空洞位于远离泵送口且位于上坡最高处，在此钻设做为排浆孔兼观察孔。在预计大约空洞较低处钻设另一孔作为注浆孔。采用冲击钻钻孔，钻孔直径为Φ28mm，先采用30cm短钻杆钻孔，待钻至约20cm，根据地质雷达扫描长度换设长钻杆继续施钻，直至钻通二次衬砌厚度，找到脱空处，在钻设的过程中注意严禁将防水板钻通、钻破，并根据钻孔检查防水板靠二次衬砌净空处的脱空厚度及防水板背后是否有脱空，脱空厚度（如防水板崩紧可能检测不到防水板背后脱空厚度）。如通过钻孔，发现二次衬砌无脱空，应重新在相邻拱部部位钻孔，甚至核查里程是否正确，查找分析原因。当无空洞，采用红笔标识“×”标识该孔作废。如钻孔发现确实存在防水板前方有空洞，采用毛刷将钻孔清刷干净，采用四周涂刷快凝的环氧树脂Φ25mm中空锚杆，外加方型钢板的形式连接，钢板四周采用膨胀螺栓固定，中间设孔，并与注浆管四周焊接牢固，要求环氧树脂锚固入砼的深度不得小于10cm，排浆孔锚杆深入距防水板约1cm处，尽可能伸出砼面，以便于排浆和验证是否注满浆液；注浆孔锚杆深入空洞约5cm即可，以便于浆液注入。要求环氧树脂凝固时间控制在10min以内，以加快施做进度，钻孔完毕后应及时安装注浆管。发现需要脱空处理的位置，前后1-2道施工缝要做密封膏进行封闭，以防止灌浆的时候施工缝漏浆引起接触网的安全隐患。2）当为不密实时：在不密实区边缘线外0.5m范围内采用冲击钻钻孔，孔径为28mm，注浆孔深h(h=衬砌厚度-10cm)（根据地质雷达检测厚度进行，严禁将防水板钻通），孔间距50×50cm梅花形布置，然后安设马牙扣型注浆管，要求用环氧树脂锚固入砼的深度不得小于10cm，外露长度按5cm控制。钻孔时要对钻孔中发现的不密实性情况进行核实并编号记。-18- 4.2.3既有设备的防护脚手架搭设过程中，严禁与接触网导线接触。在脚手架和接触网导线相交处用彩条布对脚手架包裹防护，对于注浆范围内接触网导线的防护采用Ф20mm塑料软管，割开外套在导线上，再以彩条布覆盖，防止损坏接触网导线，防护范围为10米。注浆管固定于脚手架上，防止注浆时晃动对导线破坏。考虑到注浆过程中可能存在拱部或边墙冒注浆液，为了避免既有的接触网导线或吊柱被水泥浆污染，在注浆前用彩条布对工作范围内的导线覆盖防护，确保注浆水泥浆不污染接触网导线或吊柱，对注浆地段的水泥浆液可能会污染道床扣件等处，也采用彩条布进行全部覆盖，确保既有设施不被注浆施工环节污染。如发现污染及时清理干净。4.2.4注浆-18- 1）脱空处注浆：注浆材料要求需具有良好的流动性，选用的注浆泵、管接头、闸门控制系统等设备应保证浆液流动畅通并尽可能减少注浆液收缩，接头牢固可靠。根据以往隧道脱空注浆经验，本脱空注浆浆液采用1：0.4：0.01：（水泥：水：灌浆剂），注浆浆液采用搅拌机二次拌浆，确保搅拌质量，注浆机压力控制在0.2～0.5MPa，注浆尽可能一气呵成，直至排气孔排出均匀浆液，要求注浆孔和排浆孔均应设置浆液阀，出浆孔应设浆液回浆管，回流浆液流入搅拌料储料桶。当排浆孔无空气流出时，关闭出浆孔阀门稳压慢慢注3min即可停止注浆，待终凝后将钢管采用砂轮机割掉，进行防锈处理。注浆达到设计终压后即可终止注浆。注浆结束后将露出的注浆管割除并将注浆孔封填密实。2）不密实地段注浆：不密实地段注浆流动性必须要好，注浆浆液采用1：1：0.01：（水泥：水：灌浆剂），注浆浆液采用搅拌机二次拌浆，确保搅拌质量，注浆机压力控制在1.0～1.5Mpa。并注意观察扩散半径，根据扩散半径不断调整注浆配合比、注浆压力和钻孔间距，确保注浆效果。注浆施工时应从下到上逐个进行。3）注浆过程中可能出现的特殊情况处理：因是要点施工，在注浆过程中可能因时间关系，当天不能注完，在最后停机前灌水关阀门，将注浆孔采用水冲清干净，以方便第二天再次补灌浆。在注浆过程中可能存在前后几版环向施工缝漏浆的问题，在注浆过程中应加强观察，当发现施工缝或冷缝有漏浆时，应及时调浓配合比，适当加入速凝剂，对漏浆点及时采用麻筋封堵（采用木梯或电工梯配合），待停止漏浆后将其取出。如因实在难堵漏浆时，可采取间歇注浆或隔夜注浆方式处理，确保注浆效果。-18- 4.2.5作业面清理当天施工完后，应及时清除接触网及道床板上的彩条布，对掉入地下的灰尘、杂物等派人清扫，并采用高压水及时把道床板及施工缝处渗浆冲洗干净。清检工具和施工产生的碎块、包装袋，不要有遗漏在现场，做到工完料清，各级工班长、现场管理人员要反复检查，签字确认作业面和运输途中无杂物遗漏。确认无任何遗漏物后再通知消点。4.3渗漏水处理方案目前我部管段内的二次衬砌渗漏水主要表现为，边墙、拱圈、水沟电缆槽以及施工缝等局部裂纹处渗水，结合隧道内实际情况以及综合原因，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。4.3.1处理措施4.3.1.1渗漏水点处理注浆材料：新型高分子注浆材料施工工艺：在湿渍区及渗漏水区边缘线外0.5m范围内采用风钻钻孔，孔径为40～50mm，注浆孔深h（h=衬砌厚度-10cm），孔间距50×50cm，然后安设马牙扣形注浆管，直径为32～42mm。建议注浆压力1.0Mpa～1.5Mpa，施工过程中应逐步增加注浆压力，根据现场情况确定最终压力参数。注浆完毕后对注浆效果进行检验，检验合格将混凝土表面清理干净，用调和好后的"水泥基渗透结晶型防水涂料"刮涂两层防水，厚度不小于2mm。刮涂"水泥基渗透结晶型防水涂料"前应检查注浆效果，填充不密实时需调高注浆压力进行补充注浆。施工顺序：从上到下逐个进行。-18- 4.3.1.2施工缝内渗漏水处理注浆材料：新型高分子注浆材料施工工艺：隧道施工缝设置有可维护注浆管，施工缝洞内处理采用可维护注浆管注浆止水。即在管口安设灌浆嘴灌注新型高分子注浆材料，灌浆压力-18- 1.0～1.5MPa，施工过程中应逐步增加注浆压力，根据现场情况确定最终压力参数。待浆液固化并检验合格后，拆除灌浆嘴，并用水冲洗注浆管。若施工缝处漏设注浆管，则在施工缝处凿内宽5cm～6cm，外宽4～5cm，深5cm的倒梯形槽，清除槽中混凝土残渣并用清水清洗槽及周围，沿施工缝每间隔20～30cm用风钻钻φ40～50cm孔一处，钻孔深度一般为衬砌厚度的2/3，安设马牙扣形注浆管，直径为32～42mm。管口贴胶带，然后在槽中沿施工缝刮涂快干型封缝胶两道，封缝胶固化后揭除胶带，在管口安设灌浆嘴灌注新型高分子注浆材料，灌浆压力1.0～1.5MPa，施工过程中应逐步增加注浆压力，根据现场情况确定最终压力参数。待浆液固化并检验合格后，拆除灌浆嘴。对槽进行处理后用高压水冲洗，在槽中放入并固定φ50mm半圆形波纹管，并间距50cm采用金属卡和射钉将波纹管固定，然后将调和好的"聚硫密封胶"（要求聚硫密封胶凝固后的颜色接近混凝土本色）填入槽中并稍稍高出，然后用抹刀抹平，待"聚硫密封胶"凝固后，在槽及周围用调和好的"水泥基渗透结晶型防水涂料"刮涂两层防水，厚度不小于2mm。刮涂"水泥基渗透结晶型防水涂料"前应检查注浆效果，填充不密实时需调高注浆压力进行补充注浆。施工顺序：从上到下逐个进行。-18- 4.3.1.3变形缝渗漏水处理注浆材料：新型高分子注浆材料施工工艺：首先取出封口处聚硫密封胶，清除缝内杂物，然后在变形缝两侧0.55h处，向深度0.75h处成36°方向，左右对称交错钻孔，同侧钻孔间距1.0m，孔径φ40～50cm，安设马牙扣形注浆管，直径为32～42mm，注水清理杂物，在管口安设灌浆嘴灌注新型高分子注浆材料，灌浆压力0.5～1.0MPa，施工过程中应逐步增加注浆压力，根据现场情况确定最终压力参数。待浆液固化并检验合格后，拆除灌浆嘴，封闭灌浆口。整理填缝料和埋设打孔PVC管，并在边墙电力电力槽中引出至侧边排水沟中，采用聚硫密封胶填塞变形缝。在槽及周围用调和好的"水泥基渗透结晶型防水涂料"刮涂两层防水，厚度不小于2mm。刮涂"水泥基渗透结晶型防水涂料"前应检查注浆效果，填充不密实时需调高注浆压力进行补充注浆。施工顺序：从上到下逐个进行。-18- ④再在表面涂刷一层改性聚胺酯以防裂渗水，此胶在干燥后像橡胶一样附着在封好槽的表面，有一定的延伸性，防止缝因其他外部原因开裂，或沉降缝的正常沉降变形，起到防护的作用，尤其适用于沉降缝和涵洞的动态缝，伸缩率300%。⑤基本恢复表面的原砼平整度和颜色。4.3.1.4仰拱及填充处冒水降压处理在仰拱及填充处冒水降处的中心水沟中间钻设排水降压管，排水降压管设于隧道中心排水沟底部，排水降压管沿纵向布置，采用Ф110mm钻孔。其中结构底以下段周边开孔，外包一层土工布（土工布重量为300g/m2），PVC管与围岩之间空隙采用粗砂回填；结构底以上段管壁与结构混凝土间灌注M10水泥砂浆，管口高出沟、槽底面（带碎石过滤层为过滤层顶）10cm。-18- 4.3.1.4边墙与水沟电缆槽渗漏水处理边墙与水沟电缆槽渗漏水处理方案与施工缝基本一致，边墙距水沟电缆槽高底小于2米以排为主，上部以堵为主，边墙引至水沟电缆槽内的水沟内，水沟电缆槽处引至中心管沟，对于无砟轨道必须找到原有预留管接连，不得破坏道床。4.4、二衬裂纹处理隧道衬砌混凝土裂纹的类型主要有:①干缩裂纹;②温度裂纹;③外荷载作用产生的变形裂纹;④施工缝处理不当引起的接茬缝等。对于出现的裂缝，应认真分析原因，分清是有害裂缝还是无害裂缝，并对有害裂缝进行治理，防治裂缝继续发展，影响衬砌结构的稳定。裂缝有害程度按深度分：表面裂缝（h≤0.1H）、浅层裂缝（0.1H≤h≤0.5H）、纵深裂缝（0.5H≤h≤H和贯穿裂缝h=H），其中h为裂缝，H为混凝土厚度。裂宽б<0.1mm的表面及浅层裂缝属无害裂缝，不需处理；б>0.1mm的纵深和贯穿裂缝属有害裂缝，必须进行处理。4.4.1二衬裂纹＜0.3mm的利用环氧树脂砂浆进行封闭表面封闭先将裂缝凿成V形槽，宽2cm，深0.8～1cm，清理干净，表面封闭材料采用环氧JGN-DN结构胶，把树脂配成腻子状，将腻子对准裂缝进行涂刷环氧树脂浆液二至三遍，最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面，使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致4.4.2、二衬裂纹≥0.3mm的进行注浆处理-18- 对于宽度大于0.3mm的裂缝，采用低压速灌法进行灌缝处理，修补步骤：裂缝凿槽处理→埋设灌浆嘴→封缝→密封检查→配制浆液→灌浆→封孔结束→抹调色膨胀水泥砂浆→检查4.4.2.1修补工艺所需仪器及配件：名称规格数量注浆机YSB——4型１台冲击钻１台压浆管Φ６10m灌浆嘴Φ６20个拌合桶搪瓷２个天平2000g、1000g各１台抹刀５把钢卷尺5m１把4.4.2.2裂缝处理1、用钢钎或风镐沿裂缝方向凿造“Ｖ”形槽，外口宽约40mm，深约30mm。凿槽时先沿裂缝打开，再向两侧加宽。2、用冲击钻打孔，孔径为8mm，孔距为400mm。3、用钢丝刷及压缩空气把“Ｖ”形槽和钻孔内的碎屑石粉清除干净，并清除松块；然后再用毛刷蘸酒精有机溶液，把沿裂缝两侧擦洗干净并保持干燥。4.4.2.3埋设灌浆嘴埋设时，先在灌浆嘴的底盘上抹一层厚约1mm的环氧胶泥，将灌浆嘴的进浆孔粘贴在预定的位置上。环氧胶泥配合比：环氧树脂：二丁脂：乙二胺：水泥＝100:30:14:3654.4.2.4封缝-18- 1、配制环氧树脂砂浆：环氧树脂砂浆配合比为：环氧树脂：丙酮：乙二胺：水泥：砂＝100:15:10:150:300，在抹环氧树脂砂浆前，用丙酮将“Ｖ”槽再清洗一次，然后用抹刀将树脂砂浆填入槽内，边抹边压，在砂浆收缩前再抹压密贴，刮平整以防止产生小孔和气泡。树脂砂浆填入槽内约20mm厚，预留部分便于抹调色砂浆。4.4.2.5密封检查裂缝封闭后待树脂砂浆有一定强度时，进行密封检查。在裂缝表面先涂上一层肥皂水，然后从灌浆嘴通入压缩空气，如有漏气，及时进行密封。4.4.2.6配制浆液环氧树脂液配比如下：名称浆液重量比备注环氧树脂100 丙酮40工业二丁脂17工业乙二胺9工业环氧树脂加入丙酮水浴上加热搅拌均匀加入二丁脂搅拌均匀加入乙二胺 搅拌均匀→环氧树脂浆液4.4.2.7灌浆1、灌浆前先对灌浆机具、器具及管子进行检查，运行正常后开始灌浆。2、将浆配制好的环氧树脂浆液放入搪瓷桶，把标尺插进桶中，并作灌浆记录；压浆时，保持在0.2Mpa以上的压力，并且逐渐升高。注意观察灌浆嘴的排气情况，待有纯浆排出，即可堵住灌浆嘴。待最后一个灌浆嘴流出浆液时，堵住浆嘴，再继续压注5分钟左右，关上进浆嘴上的转芯阀门，即结束灌浆。-18- 3、灌浆结束后，立即拆除管道，并用丙酮把管道、设备清洗干净。4.4.2.8封孔结束灌浆后经2~4天，待浆液凝结后，再用水泥砂浆抹平浆嘴进行封孔。4.4.2.9抹调色砂浆1、调色砂浆的配制调色砂浆的配比如下：水泥：河砂：粉煤灰：水＝1:4.11:0.25:0.50其中河砂为特细砂。2、将调配制好的调色砂浆抹在“Ｖ”形槽内的树脂砂浆表面与衬砌的混凝土抹平，以保证外观质量。5、施工效果检查方案施工现场配备专职的技术人员对各病害处理效果的进行专项质量检查，对施工中一切不利的因素要提出合理的做法与意见，确保现场施工安全、顺利进行。对衬砌空洞和混凝土不密实的灌浆后效果检查，可以用地质雷达检查仪器和钻孔检查相结合的方式来检查施工效果，从而确保施工一次性到位。6、施工要点、安全目标及安全保证措施6.1施工方案审批程序及要点作业程序施工前，编制施工方案，按以下程序进行审批：施工单位编制施工方案签认盖章－＞公司审查后盖章－＞集团审批后盖章－＞报监理单位审查－＞报向莆公司备案＞施工单位组绢施工。6.2安全目标杜绝一切行车事故发生；在工程-18- 线上施工把安全放在第一位；杜绝责任职工死亡事故；杜绝重大火灾、爆炸事故；确保施工安全。坚持“安全第一，预防为主”的方针，以确保行车安全为重点，消灭一切责任事故的发生，确保运输安全畅通。6.3安全控制要点（1）脚手架搭设，高空作业安全防护。（2）施工机具的用电安全。（3）洞内既有设备的保护。（4）现场施工设备、材料、机具、施工杂物以及人员的清查。6.4现场施工安全保证措施工程开工前，对所有的施工人员进行系统的安全教育培训并经考试合格，现场专职安检人员严格按制度进行监督检查。现场人员必须严格遵守向莆公司《工程线安全管理的规定》要求：（1）洞内每个作业人员和管理必须佩带安全帽及反光服。（2）有施工计划，方可搭设脚手架。脚手架上需贴反光条，脚手架搭设牢固、可靠，加设斜撑。高孔作业人员必须戴好安全防护绳。（3）发电机、注浆机、钻机等设备必须先检查后无漏电方可使用，需要配置无漏电开关。（4）作业材料、设备尽量远离既有设备，在既有设备处设围护，保证既有设备的安全、完好。注浆时，在注浆范围内的接触网和轨道板上做好防护，以防止注浆时的水泥浆污染设备。防护采用塑料薄膜或尼龙布。（5）在施工作业区段两侧各安排一名安全员，负责监督防护，及时通知洞内意外情况。7、施工组织本次隧道病害整治由中铁二十四局向莆铁路JX-4A项目部进行处理，施工负责人温裕洪，技术质量负责人林祝斌，安全负责人郑信荣。-18- 7.1组织机构施工领导小组7.2施工人员及设备安排7.2.1劳力配置劳力配备表序号职务数量（人）担负主要任务备注1项目经理1现场管理与总体负责1项目总工1技术及施工指导2技术主管1技术及施工指导3施工员/技术人2人员安排及调度4发电人员1操作发电机5拌浆人员2操作搅拌机6注浆及喷浆人员4注浆或喷混凝土7安全员2负责现场安全8杂工7搬运机械设备及清扫现场7.2.2设备、机具配备设备、机具配备表序号机械设备、工具单位数量备注1作业车辆2自制轨车226RG4型博世电锤部23垂直升降平台组2钻孔、注浆4拼装脚手架组2钻孔、注浆520Kw汽油发电机部2注浆机用（备用1台）62.5Kw空压机部1洗缝和吹孔73Kw汽油发电机部2提供机械使用电-18- 8高压注浆机套2注水泥9搅拌器部1搅合浆液10清洗机台1洗排水槽浮尘11电子称部1配合比试配12爬梯（3m、4m、5m）个各113手电筒个12工人在洞内上下班及应及照明14对讲机部4防护用具15口肖个4防护用具16锤把12开槽工具17锤子把12开槽工具18麻光机台2清理缝拐角19板手把4搭设架子7.3工程主要材料表工程主要材料表序号材料名称单位数量备注1新型高分子注浆材料Kg若干根据工程量订2马牙扣形注浆管个若干根据工程量订3水泥基渗透结晶型防水涂料Kg若干根据工程量订4注浆嘴个16205丙酮Kg806水泥kg若干根据工程量订7速凝剂kg15008聚氨酯密封膏kg8007.4工期计划安排计划开工日期：2013年4月15日。-18- 8.质量保证措施8.1质量管理对现场实际情况进行认真、细致的调查分析，对隧道结构情况进行了了解后，确定材料和工艺，对所用材料进行严格把关，达到优质材料，优质管理。严格按照各项工艺的规程操作，进行严格认真的级把关，使材料符合工艺要求。8.2质量保证采用后检前、超前检、质检员（施工员）检查制度，队长复检监督制度，项目部随时抽检制度，环环相扣来保证达到质量标准。8.3建立分健全质量管理机构对施工全过程进行现场监督，检查，协调，以保证施工作业队认真按照施组要求和规范要求进行施工，确保工程质量达标，满足交工要求。8.4建立分健全质量自检体系因隧道病害处理情况各异，整改质量必须一环不漏。施工中作好每个环节的检查，并作好原始记录，保证各项技术数据准确无误。-18-