铁路隧道质量缺陷整治专项施工方案.docx
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铁路隧道质量缺陷整治专项施工方案
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一、编制依据、原则及主要技术标准1
1.1编制依据1
1.2编制情况及目的2
1.3编制原则2
1.4主要技术标准2
二、隧道工程简介.4
2.1XX隧道4
2.2XX隧道4
2.3XX隧道4
2.4XX隧道5
2.5XX隧道5
三、隧道工程质量缺陷整治方案及整治进展情况5
(一)隧道A类问题缺陷原因分析及整治6
3.1隧道A类裂缝处理方案6
(1)原因分析6
(2)整治措施6
3.2衬砌空响、欠厚整治方案8
(1)原因分析8
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(2)验证方法9
(3)整治措施分类方法9
(4)注浆施工工艺10
(5)拆换处理工艺15
(6)YE25-5涨壳式预应力锚杆施工工艺18
(7)不密实引起空响处理措施20
(二)隧道B类问题缺陷原因分析及整治21
3.3衬砌施工缝不稳定块和施工缝整治方案21
(1)原因分析21
(2)整治措施22
(3)施工注意事项23
3.4衬砌非贯通性普通裂缝整治方案23
(1)原因分析23
(2)整治措施23
(3)干缩裂缝等混凝土表面非结构性裂缝处理24
(4)施工注意事项25
3.5钢筋外露与保护层不足的整治方案26
(1)原因分析26
(2)整治措施分类方法26
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(3)钢筋外露和保护层不足的处理措施26
(4)施工注意事项27
3.6渗漏水整治方案28
(1)原因分析28
(2)整治措施29
3.7蜂窝、麻面和气泡现象整治方案29
(1)原因分析29
(2)整治措施30
(3)施工注意事项31
3.8隧道衬砌嵌异物及砂浆修补整治方案31
(1)原因分析31
(2)整治措施31
四、总体施工组织安排.32
4.1总体目标32
4.2隧道缺陷分类统计表32
4.3组织机构及职责分工32
4.4施工人员及设备安排34
4.5施工队伍组织及施工工期计划36
五、工程线施工作业安全保证措施36
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5.1工程线施工应符合下列要求:
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5.2安全防护注意事项40
5.3防护人员工作的基本要求40
5.4防护人员上岗“十不准”41
六、施工效果检查方案.42
七、质量保证措施42
八、安全保证措施44
九、环保、水保措施.46
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一、编制依据、原则及主要技术标准
1.1编制依据
1.《深茂铁路XX至XX段隧道缺陷整治指导性设计图》
2.《深茂铁路XX段隧道质量缺陷整治方案专家评审会意见》
3.《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10753-2010);
4.《高速铁路隧道工程施工技术规程》(Q/CR9604-2015);
5.《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417-2003);
6.《铁路隧道防排水技术规范》(TB10119-2000);
7.《铁路隧道防排水施工技术指南》(TZ331-2009);
8.《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010);
9.《铁路混凝土工程施工技术规程》(QC/R9207-2017)
10.《地下工程防漏治理技术规程》(JCJ/T212-2010);
11.《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013);
12.《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009);
13.《高速铁路桥隧建筑物修理规则(试行)》2011版;
14.《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》(铁运函[2004]174号);
15.深圳至茂名铁路XX段隧道设计图及参考图;
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16.第三方检测报告及肇庆工务段提前介入检查发现问题库;
17.《关于补充完善深茂铁路XX段隧道缺陷整治指导性方案的会议纪要》
1.2编制情况及目的
根据2018年XX月XX日深茂公司所签发的《关于补充完善深茂铁路XX段隧道缺陷整治指导性方案的会议纪要》对该原方案进行修订。
新建铁路深圳至茂名铁路XX段站前工程JMZQ-XX标段隧道共五座,分别为XX隧道、XX隧道、XX隧道、XX隧道及XX隧道;本整治方案适用于上述隧道工程质量缺陷的整治提供理论依据,指导隧道工程质量缺陷全过程整治作业,使隧道工程质量缺陷整治满足设计、规范及运营安全的要求,并预防整治施工中安全质量事故的发生,确保质量缺陷整治施工顺利进行。
1.3编制原则
本着彻底整治、不留隐患的原则,确保整治后达到设计、验收标准及铁路后期运营安全要求,在确保施工安全、施工质量的前提下,加快隧道缺陷整治进度,按时完成。
1.4主要技术标准
深茂铁路隧道为双线隧道,设计行车时速200km/h。
隧道建筑限界及衬砌内轮廓采用《时速200公里客货共线铁路双线隧道复合式衬砌(普通货物运输)》(通隧(2008)1202-09)图中界限及内轮廓。
线间距为4.4m时隧道(轨面以上)断面有效面积为81.37㎡。
隧道内设贯通的救援通道,在两侧设置,救援通道宽1.25m,净高2.2m,
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救援通道走行面高于轨面30cm;隧道内设置双侧电缆槽,外侧距线路中线2.2m。
曲线上的隧道,内轮廓仅考虑线间距引起的加宽。
1.铁路等级:
Ⅰ级;
2.正线数目:
双线;
3.设计速度:
200km/h;
4.最小曲线半径:
一般3500m,困难2800m;
5.限制坡度:
6‰;
6.牵引种类:
电力;
7.机车类型:
动车组、货机HXD3C;
8.到发线有效长:
850米;
9.闭塞类型:
自动闭塞。
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10.行车指挥方式:
调度集中
二、隧道工程简介
2.1XX隧道
XX隧道位于广东省XX市境内,隧道起止里程DKXXX+867.8~1DKXXX+284全,长2416.19m,进出口位于广东省XX市XX镇XX村,隧道拱顶埋深0m~252m。
隧道通过低山丘陵区,区内最高海拔约313m,隧道进、出口坡度较缓,自然坡度20~35度;进口地面标高约30m,出口地面标高约60m。
隧道区地形起伏较大,坡面灌木丛生,植被发育,局部地形陡峻,有基岩出露。
2.2XX隧道
XX隧道位于广东省XX市境内,隧道起止里程DKXX+77~4
DKXX+265全,长2491m,进出口位于广东省XX市XX镇XX村,隧道拱顶埋深0m~252m。
隧道通过低山丘陵区,区内最高海拔约215m,隧道进、出口坡度较缓,自然坡度20~30度;进口地面标高约30m,出口地面标高约55m。
隧道区地形起伏较大,坡面灌木丛生,植被发育,局部地形陡峻,有基岩出露。
2.3XX隧道
XX隧道位于广东省XX市境内,隧道起止里程DKXXX+46~4DKXX+264全,长800m,隧道拱顶埋深0m~70m。
XX隧道开挖及衬砌任务全部由隧道进口端完成。
本隧道全部位于右偏曲线上,曲线半径R=3500m;线路纵坡为-3.8‰的单面下坡。
隧道通过低山丘陵区,区内最高海拔约215m,隧道进、出口坡度较缓,自然坡度20~30度;
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进口地面标高约30m,出口地面标高约55m。
隧道区地形起伏较大,坡面灌木丛生,植被发育,局部地形陡峻,有基岩出露。
2.4XX隧道
XX隧道位于XX市XX市内。
隧道起止里程DKXX+26~8DKXX+456,全长188m,隧道拱顶埋深0m~20m,隧道开挖及衬砌任务全部由隧道进口端完成。
隧道通过低山丘陵区,区内最高海拔约95m,隧道进、出口坡度较缓,可见山路通过,交通便利。
2.5XX隧道
XX隧道位于XX市XX市内。
隧道起止里程DKXX+15~2DKXX+428,全长276m,隧道拱顶埋深0m~50m,隧道开挖及衬砌任务全部由隧道出口端完成。
隧道通过丘陵地貌区,区内最高海拔约84m,丘间土地多辟为水田及农田,交通不便。
三、隧道工程质量缺陷整治方案及整治进展情况
根据肇庆工务段提前介入对隧道逐断面敲击仔细检查,排查发现的隧道工程质量缺陷问题主要有以下2个类型,8种问题,分别为A类:
①隧道衬砌A类裂缝、②隧道衬砌空响、欠厚、B类:
③隧道不稳定块和隧道施工缝处理不规范、④隧道衬砌B类裂缝、⑤钢筋保护层厚度不足或露筋、⑥隧道渗漏水(隧道水沟电缆槽竖墙与底板交界处局部)、⑦衬砌麻面蜂窝及欠打磨、⑧隧道衬砌嵌异物及砂浆修补。
根据隧道不同类型的质量缺陷问题,参照《深茂铁路XX至XX段隧道缺陷整治指导性设计图》编制我标段隧道工程质量缺陷的整治方案。
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(一)隧道A类问题缺陷原因分析及整治
3.1隧道A类裂缝处理方案
(1)原因分析
1.混凝土水泥水化过程产生大量热量,这种热量产生温差形成的一种应力,当这种应力大于混凝土内外部约束力时,就会产生这种温差裂缝。
2.混凝土振捣不到位,导致混凝土均匀性差形成的裂缝。
3.二衬强度未达到要求强度就脱模,使混凝土过早承受荷载,严重破坏混凝土的内部结构造成的裂缝。
4、脱模后养护不到位,导致混凝土缺水、干燥,造成的隧道衬砌裂缝。
(2)整治措施
隧道A类裂缝的处理方案为:
①钢筋混凝土部位大于0.2mm的贯通性裂缝,无错台及不再发育,采用环氧树脂封闭和骑缝锚杆施工,锚杆长度为3.5m;②素混凝土部位当裂缝深度大于设计衬砌厚度15%时,采用环氧树脂封闭和骑缝锚杆施工,锚杆长度为3.5m。
㈠工艺流程
二衬混凝土表面清理→钻孔→切缝→埋设注浆针头→水不漏封缝→注环氧树脂→清理封缝材料→刮弹性密封膏封闭→施工骑缝锚杆→锚杆拉拔试验→固定锚垫板及封闭→表面涂刷乳胶漆装饰。
㈡施工步骤
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1.二衬混凝土表面清理
用钢丝刷清理二衬混凝土表面,再用空压机把表面吹干净,对混凝土表面打磨平整,除去表层浮浆,直至完全露出混凝土结构新面。
2.钻孔与埋设注浆管
沿裂缝用打磨机切缝,缝为长、宽、深均为3cm“V”型孔槽,
俩侧距离裂缝5cm处钻孔,间距20cm;孔内埋设注浆针头。
3.封缝
对所需要注浆的裂缝,V型槽内填塞速强水不漏封缝。
4.注浆
等水不漏封缝到一定强度后,开始将裂缝两侧预埋的注浆针头注环氧树脂,注浆顺序应遵循“从低到高、从下往上”的施工顺序,待针头注浆嘴的单向阀在压力0.4Mpa以上打开,可将环氧树脂有效的灌注至细微裂缝中,单孔注浆结束标准为注浆针头之间的裂缝开始有环氧树脂流出时,由下往上对每个预埋的注浆针头进行注环氧树脂。
5.清孔、清槽
待浆液终凝后,拧除注浆针头外露部分,并清除V型槽内水不漏,
6.填塞高弹密封胶
环氧灌浆材料固化后的延伸率在10%以上。
然后沿裂缝V槽填塞弹性密封胶。
7.沿裂缝两侧布置骑缝Ф22砂浆锚杆,为0.4~0.5Mpa,锚杆长
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度为3.5m,锚杆布置图如下:
8.锚杆端头通过螺母与垫板连接,锚头封闭如图
9.表面涂刷水泥基渗透结晶性材料或乳胶漆装饰。
3.2衬砌空响、欠厚整治方案
(1)原因分析
1.初支表面不平整,二衬防水板挂设过紧;在衬砌混凝土浇筑时
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防水板局部受力形成二衬与初支间的脱空。
2.二次衬砌混凝土浇筑时拱部未注满,二次灌浆没有严格按照设计规范进行,与初期支护间形成脱空。
3.拱顶混凝土没有连续进行灌注,间隔时间过长,先灌部分混凝土堵塞了出料口。
4.反坡施工,模板排气孔未设置到位,造成拱顶局部混凝土无法输送到位形成空腔。
5.二衬浇筑过程中混凝土自由落差大,混凝土出现离析,且现场技术员盯控不到位。
6.混凝土浇筑过程中漏振、不振捣和振捣不到位。
7.封堵不严,二次衬砌混凝土施工时,造成漏浆严重,混凝土不密实。
(2)验证方法
1.物理验证方法:
采用电钻钻孔的方式进行物理验证空响情况,为防止破坏防水板,根据围岩等级,按着设计二衬厚度进行钻孔,验证背后空响情况。
2.地质雷达法:
打到设计二衬厚度时,仍未能验证空响情况,则采用地质雷达法进行无损检测,根据检测出的二衬缺陷深度进行电钻打孔,验证衬砌背后是脱空或是不密实引起的空饷。
(3)整治措施分类方法
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根据验证的结果按缺陷测线连续长度、二次衬砌厚度及现场实际情况进行分类处理
检测衬砌厚度不足地段的测线连续长度大于4.5m拆除按设计重建。
检测衬砌厚度不足地段的测线连续长度小于等于4.5m地段按照有钢筋及无钢筋衬砌分类处理:
(1)无钢筋地段:
1隧道二次衬砌厚度欠厚小于25%的,按注浆加强处理。
2
隧道二次衬砌厚度欠厚大于25%并欠厚小于等于40%的,无裂纹地段采用膨胀式锚杆+注浆加强+环氧树脂封闭处理,具体整治方案由设计单位补充完善,有裂纹地段拆除处理。
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回填注浆施工工艺流程图
1.衬砌钻孔、安装孔口管
采用自制的简易台车或台架作为操作平台,工作人员在平台上手持电钻在脱空部位进行钻孔作业;注浆孔采用Φ42钻孔,交错布置,布置间距为1.0m×1.0m,钻孔时注意不要穿透防水板,现场操作中可根据实际衬砌厚度、缺陷范围和衬砌背后脱空大小对钻孔布置进行适当调整;注浆时孔口设置Φ32带丝扣的孔口管,并用植筋胶锚固
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在Φ42注浆孔内。
孔口管安装见下图:
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2.管口试接
注浆用塑料管与带丝扣的孔口管进行连接,注浆前应与每根预留孔口管进行试接,确保拌制的浆液能够在规定的时间内使用完,使注浆能够连续进行。
3.吸水试验
注浆前应对注浆管路系统用1.5-2.0倍注浆终压进行吸水试验,
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检查管路系统能否耐压,有无漏水、机械设备是否正常,试运行20min后,进行注浆现场试验,确定注浆参数。
试验及注浆过程中,要求值班技术员必须在场,做好注浆记录;并根据现场注浆实际情况,准确判断及时对浆液稠度做出调整。
4.浆液配制
注浆材料采用M20水泥砂浆,水泥砂浆配合比采用0.75:
1,可通过现场试验进行调整,配制好的浆液随拌随用,严禁使用停滞时间过长的浆液。
5.注浆
二次衬砌混凝土强度达到设计强度的100%后才能进行注浆,注浆时由隧道下坡方向至上坡方向依次进行,注浆采用逐渐加压式注浆,素混凝土二衬注浆压力控制在0.3Mpa以内,钢筋混凝土二衬注浆压力控制在0.8Mpa以内,注浆速度一般为20-40L/min;灌浆管端头设置防堵设施,当注浆压力达到设计终压并稳定5min以上、吸浆量很少或不吸浆时即可结束该孔注浆,注浆结束后应将灌浆管孔封堵密实,孔洞较大时,需添加纤维。
6、终孔
将每个注浆孔按设计终压保持5min注浆,吸浆量很少或者不吸浆时;即可结束注浆。
㈡施工注意事项
1.注浆时,注浆孔内设置Φ32孔口管,并用植筋胶锚固于Φ42
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注浆孔内,注浆过程中,相邻注浆孔应设置孔口塞,以免跑浆。
2.注浆施工前先进行注浆试验,并根据试验结果调整注浆参数。
3.衬砌背后注浆时隧道纵向应由下坡方向向上坡方向进行,横向应先注边墙孔、两侧孔、在注拱顶孔。
4.应对钻孔进行编号,钻孔及注浆过程中应钻孔、注浆压力、注浆量进行详细记录,根据钻孔情况确定注浆钢管长度。
5.注浆过程中应严密观察衬砌状况,若发现衬砌有异常、变形、开裂或已有裂纹有发育趋势等,应立即停止注浆,并向上级领导汇报。
6.施工过程中应做到随钻随注以免跑浆。
7.注浆完成后,采取可靠的封堵处理措施,影响施工与运营安全。
(5)拆换处理工艺
㈠工艺流程
1.脱空位置核查及程度判定
根据物探及钻孔验证脱空范围,检测定位,并在缺陷整治过程中对脱空范围进行核对、检验。
检测衬砌厚度不足地段的测线连续长度大于4.5m或二衬厚度≤20cm、衬砌厚度不足的测线连续长度≤4.5m且脱空范围二衬厚度不足(40%>欠厚≥25%)且脱空范围二衬有裂缝发育段、衬砌厚度不足的测线连续长度≤4.5m且脱空范围二衬不足(欠厚≥40%)段。
采取衬砌拆换处理。
示意图如下:
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2.将厚度不足30cm的混凝土凿除形成“天窗”,“天窗”应满足:
形状规则,凿除面呈倒楔形,其边缘厚度大于30cm,并对环向
施工缝处旧混凝土进行凿毛处理,周围一米范围内混凝土合格、深度满足该处围岩的设计要求。
3.凿除时,预留出10cm完整防水板进行搭接,对破损的防水板进行割除,更换完整的防水板,防水板搭接宽度为5~10cm,使用热
熔焊粘接。
4.脱空处锚杆与防水板间采用止水胶封闭,要求抗水力2.5Mpa不渗水。
5.素混凝土开窗应插打锚杆补强,“天窗”内按0.8m*0.8m梅花型布置Ф22砂浆锚杆,锚杆深度为3m。
孔内应先灌注水泥砂浆,植入锚杆后,确保锚杆孔内浆液饱满,锚杆与防水板间采用止水胶封闭。
6.若衬砌为钢筋混凝土,则对原有二衬钢筋进行恢复。
若为素混凝土则对“天窗”内采用植筋处理,植入双层Ф18钢筋网,钢筋间
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距20cm*20cm(环向*纵向)。
钢筋伸入原有衬砌30cm深,植筋孔内填塞A级植筋胶,所植钢筋与补强锚杆采用L筋焊接连接。
7.对新旧混凝土交接缝预埋1*2cm止水胶。
8.使用C35补偿收缩混凝土进行浇筑封闭。
9.对重新施做衬砌表面进行打磨处理,并对重新施做衬砌外2m范围内混凝土表面涂刷渗透性结晶防水涂料。
㈡施工注意事项
1.搭建作业平台应牢固可靠。
2.拆换时严禁采用爆破施作。
3.新旧二衬混凝土结合处,必须凿毛处理并用高压水冲洗干净,保证混凝土接茬满足设计规范要求,不产生新的质量缺陷。
4.应对钻孔进行编号,钻孔及注浆过程中应钻孔、注浆压力、注浆量进行详细记录,根据钻孔情况确定注浆钢管长度。
5.拆换施工前后和施工过程中,要加强拆换段及相邻段落洞内和地表沉降观测,一旦发现异常,应立即采取临时钢架等应急措施,确保施工安全。
(6)YE25-5涨壳式预应力锚杆施工工艺
涨壳式注浆锚杆适用于地质条件中等,永久性支护和超前支护。
通过中空杆体对锚杆进行压力注浆,可达到固结破碎岩体,隔断地水及杆体防腐的目的,可迅速形成支护力,控制围岩的稳定。
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㈠涨壳式锚杆优点:
1.主动张拉,预应力可达60KN,并可实现适当的超张拉
2.利用常规工具,可实现张拉操作
3.可通过中空杆体实现高压注浆,改良围岩
4.从生产到安装的全程控制,保证质量
㈡工艺流程
1.钻孔成形并彻底清孔
2.将安装有涨壳锚头的杆体直接插入成孔底部;
3.采用专用链接套筒链接杆体,按预应力要求用扭力扳手施加预应力,扭力扳手使用前将扭力扳手设定到相应的扭矩值,俩人配合使用管钳共同施加预应力转动预紧杆体,正式张拉前应取20%设计张拉荷载,对其张拉一到俩次,使其各部位紧密接触,当锚杆达到设计预应力,扭力扳手达到预设扭矩值时,扭力扳手会发出“咔咔”的声音,锚杆锁定后,48小时内,如发现预应力损失大于设计值的10%时,应进行补偿张拉。
预应力稳定后,再安装止浆塞、垫板、螺母。
4.按M20水泥砂浆设计配合比搅拌好浆液,并将其倒入螺杆砂浆注浆机中。
进行注浆,素混凝土衬砌注浆压力控制在0.3mpa以内,钢筋混凝土衬砌控制在0.8mpa范围以内。
5.根据记录判定注浆效果,注浆不密实或有空洞应补钻孔注浆,也可灌注环氧树脂充填密实。
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6.
注浆结束后,先凿除13*13*7cm(长*宽*深)楔形孔,孔底尺寸为15*15cm,将孔清洗干净后采用膨胀水泥砂浆封堵。
㈢施工注意事项
1.注浆工人必须带防护工具
2.认真检查机具设备及线路避免漏电伤人
3.注浆完毕必须先关闭阀门,再关注浆器
4.注浆口不允许对人
(7)不密实引起空响处理措施
衬砌实际厚度满足设计厚度,在灌注水泥浆不能消除空响的情况下,再灌注环氧树脂消除空响
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1.确定范围:
根据敲击声音,确定不密实的空响面积。
2.钻孔:
在不密实区域,使用钻头直径为12电钻的按20*20cm梅花形