嘉峪关隧道混凝土缺陷修补方案.doc

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嘉峪关隧道混凝土缺陷修补方案

一、编制依据

1、《铁路混凝土工程施工技术指南施工》，TZ210-2005；

2、《铁路混凝土施工质量验收补充标准》，铁建设[2005]160号；

二、编制范围及原因

因嘉峪关隧道兰端洞门拆模后，发现洞门混凝土局部有蜂窝、麻面、混凝土表面颜色不均匀等缺陷，另因隧道主体框构正在施工，可能还会出现露筋、砂线、孔洞、烂根、裂缝等缺陷，所以专项编制嘉峪关隧道混凝土缺陷修补方案。

三、概述

3.1工程概况

嘉峪关隧道位于甘肃省嘉峪关市境内，起讫里程为DK715+750—DK716+093，隧道全长为343m，为双线隧道，隧道洞身位于直线段，最大埋深约6.7m。

隧道在DK715+798处下穿天下第一墩旅游景区专用公路，在DK715+868.38～DK715+872.76下穿嘉峪关延伸的明代长城，在DK715+991处下穿酒钢专用铁路。

隧道与长城斜交角度为76度，隧道与专用线斜交角度为59度。

3.2气候特点

全线跨中温带亚干旱区，其气候特点是：

春季干旱多风，沙尘频发；夏季短促而温热、昼热夜凉；秋季较短；冬季漫长、寒冷而干燥。

全年降水量小，且多集中在7～9月份，蒸发量大，霜冻期长。

最冷月平均气温-8.8℃，最热月平均气温22℃，年平均降水量86.2mm，年平均蒸发量2004.9mm。

最大土壤冻结深度为177cm。

3.3工程地质及水文地质概况

人工填土（Q4ml6，Q4ml3）：

主要分布于铁路专用线路及嘉峪关城墙，稍湿、中密-密实，Ⅱ级普通土。

细圆砾土（Q3pl6）:

广泛分布于该区域，成分以花岗岩及石英岩为主，密实，稍湿，Ⅲ级硬土，σ0=500kPa。

隧道位于祁连山北麓冲洪积平原区，属戈壁滩，干旱缺水。

隧道所在区域地表无径流，同时也无泉水出露。

3.4特殊岩土、不良地质、

工点范围内无特殊岩土，本隧道工点范围内无不良地质作用。

3.5沿线风景名胜

本工点附近有“万里长城-嘉峪关”文物保护区，线路自保护区边缘通过，对保护区基本无影响。

为保护长城，线路以门式框架下穿通过长城。

四、混凝土缺陷

4.1混凝土缺陷的分类及产生缺陷的原因

4.1.1麻面

麻面是混凝土表面局部出现缺浆粗糙或有小凹坑、麻点、气泡等，形成粗糙面，但混凝土表面无钢筋外露现象。

其主要原因是：

（1）模板表面粗糙或粘附硬水泥浆垢等杂物未清理于净，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）模板隔离刑涂刷不均匀，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；（6）混凝土和易性差，含气量过大，含有大量气泡；脱模剂材料不当，有些材质的脱模剂有一定的吸附能力，会将气泡吸附在模板壁上形成混凝土的表面气泡。

4.1.2蜂窝

蜂窝就是混凝土结构局部疏松，骨料集中而无砂浆，骨料间形成蜂窝状的孔穴。

其主要原因是：

（1）混凝土拌和不均，骨料与砂浆分离；

（2）混凝土配合比不当或砂、石子、水泥材料加水量不准，造成砂浆少、石子多；（3）卸料高度偏大，料堆周边骨料集中而少砂浆，未作好平仓；（4）模板破损或模板缝隙未堵严，造成漏浆；（5）混凝土未分层下料，振捣不充分，或漏振，或振捣时间不够，未达到返浆的程度；（6）混凝土的和易性差，含气量过大等。

4.1.3露筋

钢筋混凝土结构的主筋、副筋或箍筋等裸露在表面，没有被混凝土包裹。

其主要原因是：

（1）浇注混凝土时，钢筋垫块位移,或垫块漏放，致使钢筋下坠或外移紧贴模板面外露；

（2）混凝土配合比不当，产生离析，靠模板部位缺浆或模板严重露浆；（3）混凝土保护层太小或保护层处混凝土漏振，或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋,使钢筋位移,造成露筋；（4）木模板未浇水湿润，吸水粘结或脱模过早，拆模时缺棱，掉角，导致露筋；（5）骨料粒径偏大，振捣不充分，混凝土于钢筋处架空造成钢筋与模板间无混凝土。

；（6）钢筋位置定位不牢固，在浇筑混凝土时，造成钢筋位置变化。

4.1.4孔洞

钢筋混凝土结构中有较大的孔洞，或蜂窝较大，钢筋局部或全部裸露。

其主要原因是：

（1）振捣不充分或未振捣而使混凝土架空，特别是在仓面的边角和拉模筋、架立筋较多的部位容易发生；

（2）混凝土中包有水或泥土：

（3）混凝土产生离析后，造成粗骨料堆积。

4.1.5裂缝

钢筋混凝土结构的裂缝包括干缩裂缝、温度裂缝和外力作用下产生的裂缝。

其主要原因是：

（1）混凝土温控措施不力；

（2）所浇混凝土养护不善；（3）有外力作用于混凝土结构，如所浇混凝土过早承荷或受到爆破震动，混凝土结构基础不均匀沉陷等；（4）外界环境的因素，如太阳光中紫外线过强、风大、蒸发量大、昼夜温差大等原因。

4.1.6混凝土表面颜色不均匀

施工中想要混凝土表面颜色完全一致几乎是不可能的，许多因素都会引起混凝土表面颜色发生变化，比如原材料的种类、施工配合比、混凝土的养护条件、混凝土的振捣情况、脱模剂的使用情况、模板的表面结构、模板的吸附性能、拆模时人为造成的颜色变化等等。

4.1.7烂根

主要表现在根部混凝土漏浆，造成蜂窝麻面，甚至出现露筋、孔洞等。

混凝土外部的这些缺陷，在施工过程中非常普遍，不少钢筋混凝土结构的破坏也往往是从这些缺陷开始的。

因此必须予以足够的重视。

其主要原因是：

（1）骨科的级配，混凝土配合比设计不佳。

骨科级配，要用不同粒径的石子和砂配合使用，相互填充空隙，使混凝土中空隙率最小。

它对提高混凝土的密实度、良好的和易性等均有很大关系。

最佳混凝土配合比应具有良好的密实性、和易性。

（2）浇筑离析。

已搅拌均匀的混凝土由于各固体粒子大小比重不同，引起它们之间发生不同的运动，由于位移不同就会出现离析现象。

但是适当的配合比和合理的操作，可以将其控制在允许范围之内；否则混凝土不易振实。

　　（3）混凝土在浇筑过程中，有一定的侧压力，当对此侧压力考虑不周时，如侧模固定不牢、走形，就会振捣不密实；在安装和绑扎钢筋过程中，现场上常有木屑、木块、塑料、水泥袋以及碎砖、垃圾土等杂物掉入模板内，浇筑混凝土前必须认真清理，去除杂物；模板表面不平，粘带水泥浆灰，拆模时混凝土浆呈现麻面；模板拼装不严密，混凝土表面也会产生麻面、蜂窝；模板不浇水湿润，将导致混凝土拆模后缺棱掉角。

此外，钢筋过密，混凝土中粗骨料难以进入产生分离，不易振捣也会产生蜂窝、孔洞；钢筋位移紧贴模板往往容易产生露筋现象。

4.1.8砂线

所谓“砂线”就是墩身表面混凝土缺少水泥，好像砂子堆积起来似的。

其主要原因是：

（1）模板间接缝不严。

由于混凝土墩模板间的接缝或模板法兰盘和面板间的接缝不严，混凝土振捣后水泥浆从缝隙处漏出，致使墩身的混凝土表面缺少水泥浆而形成“砂线”；

（2）机制碎石中的粉尘量过大。

由于混凝土中参入了含粉尘量较大的碎石，结果浇筑出来的墩身就会出现更多的“砂线”；（3）脱模剂不合格。

由于使用了不合格的脱模剂，在拆除时墩身表面的水泥浆会附在模板上，致使墩身混凝土表面出现“砂线”；（4）雨天施工墩身。

雨天浇筑墩身混凝土时很难防止雨水不进入墩模内，大量水进入墩模后致使水泥浆变稀，出现溺水现象，被稀释的水泥浆沿墩身模板内侧向下流，带走了混凝土表面的水泥，不可避免的形成了“砂线”；（5）混凝土振捣过度。

墩身施工时捣固人员惟恐振捣不到位而出现蜂窝、狗洞现场，故反复振捣混凝土，致使混凝土振捣过度。

混凝土振捣过度后会产生离析现象，而离析产生的水从模板内侧流下会带走水泥浆，因而造成“砂线”。

4.2混凝土缺陷处理措施

4.2.1麻面的处理措施

先将麻面处凿除到密实处，用清水清理干净，再用喷壶向混凝土表面喷水直至吸水饱和，将配置好的水泥干灰均匀涂抹在表面，此过程应反复进行，直至有缺陷的地方全部被水泥灰覆盖。

待24h凝固后用镘刀将凸出于衬砌面的水泥灰清除，然后按照涂抹水泥灰方法进行细部的修复，保证混凝土表面平顺、密实。

用水泥灰修复的具体操作过程如下：

①首先是调配水泥灰。

一般情况下，黑、白水泥的配比采用5:

2的比例，可掺入石粉或双飞粉。

用喷壶对调制好配比的水泥灰进行层层洒水，保证握在手里成团，放手后能松散开。

②用水把需要修补的部分充分湿润，待两个小时后即可修复。

戴好橡胶手套，将水泥灰握于掌心，对着麻面进行涂抹填充。

填充时要保证一定的力度，先是顺时针方向，后转换为逆时针方向对同一处麻面进行揉搓，反复进行，直至麻面内填充密实。

密实的概念是用手指对着缺陷处按压时，不出现深度的凹陷。

③处理完一处面积后，用手背（不能用手指）对修复过的混凝土表面进行拂扫，抚平应按从上而下的方向进行，其目的一是清除粘在混凝土表面多余的水泥灰，二是可以消除因涂抹形成的不均匀的痕迹，使颜色和线条一致。

④另外，对于局部凸出混凝土面的湿润水泥灰应该用镘刀铲平。

4.2.2蜂窝的处理措施

（1）对于小蜂窝：

先将蜂窝处用清水清理干净，再用喷壶向混凝土表面喷水直至吸水饱和，在用镘刀将调好的砂浆压入蜂窝面，同时刮掉多余的砂浆；注意养护，待修补的砂浆达到一定强度后，使用角磨机打磨一遍；对于要求较高的地方可用砂纸进行打磨。

（2）对于大一点的蜂窝：

先凿去蜂窝处薄弱松散的混凝土和突出的颗粒，用钢丝刷洗刷干净后，将蜂窝处用清水清理干净，再用喷壶向混凝土表面喷水直至吸水饱和后支模，再用高一强度等级的细石混凝土（粒径l0～20mm）仔细强力填塞捣实，并认真养护。

对较深的蜂窝，影响承载力而又难于清除时，可埋压浆管、排气管，表面抹砂浆或浇注混凝土封闭后，再放水泥砂浆，把蜂窝的石子包裹起来，填满缝隙结成整体，必要时可进行水泥灌浆处理。

4.2.3露筋的处理措施

避免表面露筋的有效措施是使用具有高度责任感的操作工人，提高操作人员的质量意识，加强监控力度，保证钢筋布位准确、绑扎牢靠，保护层垫块安置稳固，在混凝土振捣中操作细致。

如果出现表面露筋，首先应分析露筋的原因和严重程度，再考虑修补所需要达到的目的，修补后不得影响混凝土结构的强度和正常使用。

　　露筋的修补一般都是先用锯切槽，划定需要处理的范围，形成整齐而规则的边缘，再用冲击工具对处理范围内的疏松混凝土进行清除。

（1）对表面露筋，刷洗干净后，采用专用的碳纤维混凝土将露筋部位抹压平整,并认真养护。

（2）如露筋较深,应将薄弱混凝土和突出的颗粒凿去,洗刷干净后,用比原来高一强度等级的碳纤维混凝土填塞压实,施工完毕后必须保证外观色调一致，并认真养护。

4.2.4孔洞的处理措施

孔洞修补办法：

（1）先将孔洞凿去松散部分，使其形成规则形状；

（2）用钢丝刷将破损处的尘土、碎屑清除；（3）用压缩空气吹干净修补面；（4）用水冲洗修补面，使修补面周边混凝土充分湿润；（5）填上所选择的修补材料，振捣、压实、抹平。

推荐可选择的材料有：

 HGM高强无收缩灌浆料、 HGM100无收缩环氧灌浆料等；（5）按所用材料的要求进行养护。

4.2.5混凝土表面裂缝

混凝土表面的裂缝大都是因为收缩而产生的，主要有两大类，一类是刚刚浇筑完成的混凝土表面水分蒸发变干而引起，另