隧道质量缺陷处理作业指导书资料文档格式.docx
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10)《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》(铁运函[2004]174号)
11)《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009)
1.2编制目的
消除因隧道工程衬砌质量雷达检测中发现的缺陷,杜绝隧道出现空洞、脱空及二衬厚度不足等质量安全隐患。
尽量避免后续施工过程中发生类似质量缺陷。
1.3适用范围
适用于黔张常铁路5标隧道工程。
1.4整治原则
1.本着“节约投资,保证结构受力安全”的原则,尽量少降低结构使用性能,尽量避免衬砌大拆大换。
保证隧道实体质量满足隧道结构性、功能性的要求。
2.由于质量缺陷检测、评判技术的局限性,因此,对缺陷处应在整治实施过程中进一步核实衬砌缺陷的范围,评价其安全性,据此对整治措施进行细化、调整。
整治实施后,再一次检测验证其整治效果。
3.缺陷整治以保证结构安全为根本,整治可能改变原有防排水体系,降低结构的防水性能,整治后结构防水不应低于《地下工程防水技术规程》中二级防水的要求(每100平方不超过两处湿渍)。
整治过程中,应对局部凿除部位破损的防水板进行修补,对衬砌内缘及接触面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料。
4.处理措施中可能仅直接适用于单一类型的缺陷整治,若同一部位同时存在多种缺陷时,应视具体情况进行综合整治处理。
5.整治措施是以目前衬砌混凝土强度满足施工图为前提,若混凝土强度不足,应结合混凝土强度和围岩状况进行结构检算。
6.对二衬背后不得有空洞、脱空,二衬局部欠厚不小于设计厚度10cm,且不小于30cm。
2、指导性处理措施
2.1脱空
脱空整治主要采取钻孔注浆填充空洞,以发挥衬砌、初支及围岩整体结构能力,改善和维护衬砌今后工作环境,保证隧道安全及达到顺利验收移交。
要求整治前进一步核实隐患类型和范围,如适当钻孔取芯验证等,然后根据隐患缺陷类型按以下原则选择处理措施:
(一)二衬与初支脱空
根据检测资料,对脱空区域钻孔(φ42钻孔)注水泥砂浆或细石混凝土填充二衬背后空洞,钻孔间距10.*1.0m交错布置,钻孔深度达到基岩面,浆液配合比采用0.8:
1,并通过现场试验进行调整,注浆压力控制在0.3~0.8MPa。
详见“二衬与初支脱空”示意图。
二衬与初支脱空整治示意图
注浆孔封孔大样图
说明:
1.上图为衬砌与初支间存在脱空整治措施典型断面示意图;
2.本图为φ42钻孔用于衬砌背后填充注浆,以达到补强衬砌及改善衬砌工作环境的效果;
3.本图尺寸钢筋及锚管直径以毫米计,其余以厘米计;
4.本图中衬砌背后脱空区范围为示意,实际施工整治前应先检测定位,并在施工过程中对空洞范围进行核对、检验;
5.注浆前先根据二衬厚度欠厚严重程度进行判定,进行完成欠厚整治,整治完成后再进行衬砌背后的注浆;
6.本图中注浆孔的布置间距为1.0*1.0m,图中孔位布置仅为示意,实际施作中应根据实际的衬砌厚度缺陷范围和背后不密实、空洞的大小及范围对钻孔布置进行适当调整;
7.注浆材料采用水泥砂浆或细石混凝土,水泥砂浆配合比建议采用0.8:
1,并通过现场试验进行调整,当地下水为浸蚀性环境时,所用材料应根据浸蚀环境类型采用浸蚀浆液材料;
8.注浆压力:
混凝土衬砌控制在0.3MPa以内,钢筋混凝土衬砌控制在0.8以内MPa;
9.注浆压力达到设计终压并稳定5分钟以上,吸浆量很少或不吸浆时即可结束该孔注浆;
10.施工注意:
A.注浆时于孔口设置孔口管,注浆过程中,相邻注浆孔应设置孔口塞,以免跑浆;
B.施工前应先进行注水试验,并根据试验结果调整注浆参数;
C.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、再注两侧孔、再注拱顶孔;
D.应对钻孔进行编号,钻孔及注浆过程中应对钻孔、注浆压力、注浆量等进行详细记录,根据钻孔情况确定注浆钢管长度;
E.注浆过程中应严密观察衬砌状况,若发现衬砌有异常、变形、开裂或既有裂隙有加速发展趋势等,则应立即停止注浆,以确保衬砌安全;
F.施工过程中应做到随钻随注以免跑浆;
G.注浆完成后,应及时采用封堵措施,防止浆块掉落,影响行车安全;
H.保证钻孔、注浆作业平台的安全稳定性,设置醒目标识,避免施工车辆、机械等通过时撞到平台发生安全事故。
11.根据记录分析判断注浆效果,必要时,待注浆达到设计强度后,钻检查孔进行注浆效果检查,注浆不密实或仍有空洞者应补钻孔注浆,以确保衬砌背后空洞充填密实;
12.注浆结束后,先凿出10*10*8cm(长*宽*深)楔形孔(孔底长宽尺寸为15*15cm),将孔清洗干净后采用膨胀水泥砂浆封堵注浆孔;
(二)初支与基岩面间脱空
根据检测资料对脱空区域采用钻孔注浆(φ42钻孔)填充初支背后空洞或不密实区,钻孔间距1.5*1.5米交错布置,钻孔深度穿入基岩面不小于1米,注浆材料:
初支背后脱空,采用水泥砂浆;
初支背后围岩不密实,采用纯水泥浆。
浆液配合比建议采用0.8:
1,并通过现场试验进行调整。
初支与基岩面间脱空示意图
1.上图适应于处理初支背后存在空洞及不密实区,图中衬砌型式为典型断面示意图;
2.本图尺寸钢筋及锚管直径以毫米计,其余以厘米计;
3.本图中注浆孔的布置间距为1.5*1.5m,图中孔位布置仅为示意,实际施作中应根据实际的初支背后不密实、空洞的大小及范围沿隧道拱顶、拱腰、边墙布置注浆孔;
4.注浆材料:
初支背后脱空采用水泥砂浆或细石混凝土,初支背后不密实采用水泥浆,配合比建议采用0.8:
1,并通过现场试验进行调整;
5.注浆压力:
混凝土衬砌控制在0.5MPa以内,钢筋混凝土衬砌控制在1.2以内MPa;
6.注浆压力达到设计终压并稳定5分钟以上,吸浆量很少或不吸浆时即可结束该孔注浆;
7.注浆施工注意:
A.处理段落内若需采取锚杆等措施补强衬砌时,锚杆应尽量利用注浆孔布置,避免过多影响既有衬砌的完整性;
B.注浆孔钻孔深度应超过既有衬砌并促入基岩面不小于1.0米,注浆时孔口管设置孔口管,注浆过程中。
相邻注浆孔应设置孔口塞,以免跑浆;
C.施工前应先进行注水试验,并根据试验结果调整注浆参数;
D.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、再注两侧孔、再注拱顶孔;
E.应对钻孔进行编号,钻孔及注浆过程中应对钻孔、注浆压力、注浆量等进行详细记录,根据钻孔情况确定注浆钢管长度;
G.保证钻孔、注浆作业平台的安全稳定性,设置醒目标识,避免施工车辆、机械等通过时撞到平台发生安全事故。
8.根据记录分析判断注浆效果,必要时,待注浆达到设计强度后,钻检查孔进行注浆效果检查,注浆不密实或仍有空洞者应补钻孔注浆,以确保初支背后空洞充填密实;
9.注浆结束后,先凿出10*10*8cm(长*宽*深)楔形孔(孔底长宽尺寸为15*15cm),将孔清洗干净后采用膨胀水泥砂浆封堵注浆孔;
2.2二衬欠厚
结合《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》,本着“节约投资,保证结构受力安全”的原则,在保证结构一定安全度的前提下,尽量减少降低结构的使用性能,尽量避免衬砌大拆大换。
根据欠厚的程度进行判定其处理方法,结构缺陷轻微的可采用表面涂刷防碳化涂层,结构缺陷较严重的采用衬砌内缘表面贴双层碳纤维面进行补强,结构缺陷严重的可采用凿槽嵌W钢带并设锚杆等处理措施,上以处理措施均需根据检测结果,经建设指挥部、设计确认后实施。
结构缺陷极严重的,即二衬厚度欠厚长度连续超过2m,欠厚大于设计厚度10cm,且二衬厚度小于30cm。
分两种情况进行处理,一是欠厚处背后有空洞采取注浆加固;
二是初支欠挖,应拆除重建,采取分段跳槽施作。
2.2.1.欠厚处背后空洞注浆加固
由于在拱顶泵送混凝土时压力不够、混凝土流动性差,引起拱腰处二衬背后脱空,致使二衬厚度不足(拱顶脱腔处二衬厚度不足采用施工图拱顶压浆,在此不再叙述),采取二衬钻孔,不打穿防水板,进行注浆补强。
二衬欠厚处脱空处理示意图
处理步骤:
1.根据检测结果,对应其二衬欠厚处背后是否同时存在二衬背后脱空,并验证其范围;
2.先采用手电钻钻孔,根据检测报告厚度严格控制钻孔深度,以打穿二衬不破坏防水板为准;
3.用不尖锐杆件从钻孔内通过检查防水板背后的脱空情况;
4.根据确认的二衬厚度及背后脱空情况,采用Ф42的钻,设置注浆孔;
5.注浆孔的布置间距为1.0*1.0m,实际施作中应根据实际的衬砌厚度缺陷范围和背后不密实、空洞的大小及范围对钻孔布置进行适当调整;
6.注浆材料采用水泥砂浆,水泥砂浆配合比建议采用0.8:
7.注浆压力控制在0.3MPa以内;
8.注浆压力达到设计终压并稳定5分钟以上,吸浆量很少或不吸浆时即可结束该孔注浆;
9.施工注意:
B.衬砌背后注浆时隧道纵向应由下坡方向向上坡方向进行,横向应先注底部孔、再注两侧孔、再注拱顶孔;
C.应对钻孔进行编号,钻孔及注浆过程中应对钻孔、注浆压力、注浆量等进行详细记录,根据钻孔情况确定注浆钢管长度;
D.注浆过程中应严密观察衬砌状况,若发现衬砌有异常、变形、开裂或既有裂隙有加速发展趋势等,则应立即停止注浆,以确保衬砌安全;
E.注浆完成后,应及时采用封堵措施,防止浆块掉落,影响行车安全;
F.保证钻孔、注浆作业平台的安全稳定性,设置醒目标识,避免施工车辆、机械等通过时撞到平台发生安全事故。
10.根据记录分析判断注浆效果,必要时,待注浆达到设计强度后,钻检查孔进行注浆效果检查,注浆不密实或仍有空洞者应补钻孔注浆,以确保衬砌背后空洞充填密实;
2.2.22初支欠挖拆除重建处理措施:
二衬混凝土混凝土工程的爆破拆除:
由于其特殊结构和特殊环境条件,结合以往的施工经验,拟采用浅孔掏槽,密眼爆破,人工机械凿除相结合的方案进行混凝土的拆除。
具体措施依据“多打孔少装药”、“分组分批、毫秒微差起爆”的原则,严禁单点大药量,整体性起爆。
布孔采用平面梅花布孔,并且在拆除与不拆除的边缘地带(拱墙二衬距不拆除20cm,据仰拱填充顶面50cm)以间隔10cm的距离,密布一排减震孔,防止对不拆除部分造成不利影响。
具体炮眼布置见下示意图。
隧道二砌的一般厚度为50cm,最小抵抗线W按拆除厚度取值W=50cm,行距a=50cm,列距b=50cm,孔径Ф=5cm,孔深45cm(根据二衬混凝土厚度调整),
炸药单耗q=0.5kg/m3
单点装药量Q=qabw=0.5*0.5*0.5*0.5=0.0625Kg=62.5g/孔
爆破网路:
采用非电毫秒雷管引爆,先起爆掏槽眼,根据雷管段位以环向每排眼为一个段位,逐段起爆。
为减小对围岩及已支护段的震动,采用微震爆破,一个段位装药量不超过4Kg。
采用分组分批起爆。
炮眼正面布置示意图
炮眼剖面布置示意图
钻眼及装药安排专人盯控,严格按照设计进行。
而后根据爆破效果、爆破是否留有较大根部,在爆破拆除中不断调整,确定最佳爆破参数。
与不拆除部