隧道混凝土质量缺陷处理方案.docx
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隧道混凝土质量缺陷处理方案
隧道混凝土质量缺陷处理方案
1、目的
缺陷修补的目的是：
（1）确保混凝土外观质量，保证表面平整，无错台、凹凸，混凝土密实，无空洞、蜂窝麻面，形体完整，整洁美观，无污染、色差等；
（2）确保铁路运营安全。
2、适用范围
适用于隧道混凝土外观质量缺陷的修补和结构质量缺陷的处理等。
3、编制依据
1）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010/J1149-2011）；
2）《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）；
3）《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）；
4）《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）；
5）《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
6）《双线隧道复合式衬砌参考图》；
7）隧道施工设计图。
4、混凝土存在的缺陷
外观质量缺陷主要包括各种蜂窝麻面、混凝土错台、凹凸、孔洞、露筋、色差等；
结构质量缺陷主要包括衬砌混凝土空洞、不密实、渗漏水、混凝土裂缝、漏筋等。
5、缺陷整治的基本原则
（1）确保不破坏隧道防水板的原则。
（2）对于错台和跑模缺陷应遵循“多磨少补，宁磨不凿”的原则，尽量不损坏建筑物表面混凝土的完整性。
（3）确保已经使用的接触网、电力、照明、通信及信号等线路设施完整性的原则。
（4）缺陷整治要符合确保质量，技术先进，经济合理，安全适用的要求。
（5）缺陷整治必须符合环境保护的要求。
6、处理方案
6.1外观质量修补方案
1）蜂窝修补
蜂窝是指混凝土表面无水泥浆，骨料间有空隙存在，形成数量或多或少的窟窿，大小如蜂窝，形状不规则，露出石子深度大于5㎜，深度不漏筋。
（1）补用的水泥品种必须与原混凝土一致，砂子用中粗砂。
（2）水泥砂浆的配比为1：
2到1：
3，并搅拌均匀，有防水要求时，在水泥浆中掺入水泥用量1%～3%的防水剂，起到促凝和提高防水性能的目的。
（3）按照抹灰工的操作方法，用抹子大力将砂浆压入蜂窝内，刮平。
（4）修补完成后，用进行保湿养护。
2）孔洞修补
孔洞是指混凝土表面有超过保护层厚度，但不超出截面尺寸1/3的缺陷，结构内存在空隙，局部或部分没有混凝土。
修补方法如下：
（1）修补部位的不密实混凝土及突出的骨料颗粒凿去，洞口上部向外上斜，下部方正水平。
（2）用高压水及钢丝刷将基层冲洗干净。
修补前用湿麻袋或湿棉纱头填满，保持湿润时间72h。
（3）修补用的水泥品种要与原混凝土一致，为减少新旧混凝土之间的空隙，水灰比控制在0.5以内，并掺水泥用量万分之一的膨胀剂。
（4）孔洞周围先抹一层水泥素浆，然后用比原混凝土强度高一级的细石混凝土或补偿收缩混凝土填补并分层仔细捣实，以免新旧混凝土接触面上出现裂缝。
（5）对于不易清理的较深蜂窝、孔洞，由于清理敲打会加大缺陷尺寸，使结构遭到更大的削弱，要采用水灰比为0.7～1.1的水泥浆液体进行压浆补强。
必要时可在水泥浆中掺入一定量的水玻璃作促凝剂。
压浆孔的位置、数量及深度，要根据蜂窝、孔洞的实际情况和浆液扩散范围而定，孔数一般不少于两个，一根压浆，一根排气或排除积水。
压浆方法如下:
在填补的混凝土凝结2d，即相当于强度达到1.2～1.8N/㎜2后，用压浆机压浆。
压力6～8个大气压，最小为4个。
在第一次压浆初凝后，在用原埋入的管子进行第二次压浆，大部分都能压入不少水泥浆，且从排气管挤出清水。
压浆完毕2～3d后切除管子，剩下的管子空隙以砂浆填补。
3）错台、跑模及模板印痕修补
（1）将错台、跑模及模板印痕直接采用打磨的方式进行处理，并使平整度满足要求。
（2）错台形成的不平整度，将突出的混凝土凿除，预留约5mm厚度，打磨平整处理。
平整度按行车方向1：
30，垂直向小于1：
10进行控制，与成型混凝土平顺连接。
凿除凸出混凝土的过程中，凿挖时应掌握好力度，应避免形成深坑，反而需要修补。
（3）最后对混凝土打磨面进行涂刷环氧树酯处理。
4）混凝土色差修补
混凝土表面色差主要是由于外界污染和养护时间不够所产生的。
由于外界污染造成的色可以采用清洗等方法进行修正。
加强养护可以消除由于养护不够带来的色差。
6.2结构质量缺陷处理方案
拱墙背后脱空、不密实采取压浆回填密实整治处理的方法进行施工，回填注浆强度等级不低于原混凝土设计强度等级。
施工程序：
准备材料及器具、检查并疏通注浆管、合格后制作水泥浆、压浆、堵孔封管、检查注浆情况。
注浆顺序：
注浆施工自较低的一端开始，向较高一端推进，即沿线路上坡方向进行，注浆过程中要时刻观察注浆压力和流量的变化。
具体拱墙背后脱空、不密实处理施工流程见下图。
拱墙背后脱空、不密实处理施工流程图
1）、衬砌背后脱空部位
对于拱顶部位，应优先利用原二衬施工时预留的注浆管。
采用钢筋往返插入预留的注浆管内，若插入顺利不受阻挡，证明原二衬中预埋注浆管未堵塞，否则堵塞，将堵塞的注浆管做好标识，并对已堵塞的注浆管进行清理疏通，保证预埋注浆管的畅通。
对于拱顶部位回填灌浆预埋管无法疏通或找不到预埋管及其他部位衬砌背后脱空的情况，将采取钻孔的方式埋设注浆管。
注浆孔的钻设要求不得小于2个有效孔，一个在脱空部位较高处，作为排浆孔和观察孔，一个在较低处，做为注浆孔。
钻孔采用冲击钻钻孔，钻孔直径为Φ30mm，先采用30cm短钻杆钻孔，待钻至约20cm，根据检测结果设长钻杆继续施钻，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。
如通过钻孔，发现二次衬砌无脱空，应重新在相邻部位钻孔，或核查里程是否正确，查找分析原因。
当无空洞，采用红笔标识“×”标识该孔作废。
2）、混凝土不密实部位
根据检测报告，找出并示意不密实区边缘线，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）（根据检测报告厚度进行确定，严禁将防水板钻通），孔间距50×50cm梅花形布置。
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。
脱空部位注浆管与注浆孔的接口采用自制灌浆塞进行连接，灌浆塞采用具有良好的膨胀性和耐压性的自制胶塞，在最大压力下能可靠封闭灌浆段，易安装和卸除。
排浆管深入距防水板约1cm处，尽可能伸出砼面，以便于排浆和验证是否注满浆液；注浆管深入空洞约5cm即可，以便于浆液注入。
不密实部位在注浆孔处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。
具体见下图。
脱空部位回填注浆材料要求需具有良好的流动性。
回填注浆材料采用1：
1水泥浆液，回填注浆压力：
0.1～0.15MPa，终压0.2MPa。
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。
在注浆过程中可能存在前后几板二衬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，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。
不密实部位注浆流动性必须要好，回填注浆材料采用1：
1水泥浆液，注浆机压力控制在0.4～0.5MPa。
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。
对于隧道仰拱填充混凝土不密实的情况，采用固结注浆的方法进行处理，注浆强度等级不低于原混凝土设计强度等级。
处理前应根据无损检测报告结果确定出具体不密实区域，并做好标记。
标记完成后即可进行固结灌浆的施工，具体施工工艺如下：
定孔→钻孔→冲洗→灌浆→封孔
固结灌浆的范围顺线路方向根据无损检测报告确定，为不密实区域边缘线以外1.0m，横向固结灌浆的范围为相对应线路中线左右各2.0m。
灌浆孔间距横向宜为1.5～2.0m，纵向宜为1～1.5m，呈梅花形布置，具体注浆孔间距布置应通过现场工艺试验确定。
布孔的孔位应现场标识，对于灌浆范围较小的区域灌浆孔应不少于4个。
布孔时应注意孔位不得位于隧道中线位置处中心管沟之上。
钻孔采用风钻，孔径不小于Φ50mm，钻孔一次成孔。
钻孔时应在事先标识好的孔位处进行施钻，钻孔垂直于仰拱顶面，孔深根据无损检测报告结果确定，孔底标高应位于不密实混凝土底面以下不小于20cm。
固结灌浆采用纯水泥浆，制浆的水泥用普通硅酸盐水泥，标号不低于，普通搅拌机应不少于3分钟，从开始备制到用完的时间宜小于4h。
水泥浆液的水灰比根据施工工艺可实时调整，一般为1:
1。
灌浆采用全孔一次灌注，灌浆方式采用纯压式进行，灌浆应从一侧开始顺推，未灌注孔可兼做排气孔，灌浆压力应根据工艺试验具体确定，一般宜为0.4～0.5MPa。
注浆时应注意观察其扩散范围，根据扩散范围不断调整注浆配合比、注浆压力和钻孔间距，确保注浆效果。
有灌浆孔串浆时，若串浆量大且不能并灌时，应封闭被串孔，待灌浆结束后，将被串孔洗净后再补灌。
固结灌浆孔相互串浆时，可采用群孔并联灌注，孔数不宜多于3个，并应控制压力，防止混凝土面或岩石面抬动。
灌浆的过程中应做好仰拱的抬动观测，当仰拱发生抬动时应立即停止灌浆的施工并上报。
拱墙区域点渗水主要是由于拱墙局部混凝土浇筑过程中振捣不到位导致衬砌混凝土不密实，衬砌背后防水板出现破损后地下水发育区段渗水透过防水板通过局部衬砌混凝土不密实的部位渗出衬砌混凝土表面，导致拱墙衬砌表面局部区域出现点渗水。
衬砌渗水主要采取“拱堵边排，因地制宜，综合治理”的原则进行整治。
对于渗水不严重的部位在湿渍区及渗漏水区边缘线外0.5m范围内采用电锤进行向渗水点中心集中斜钻孔，孔径为10～25mm，钻头深度≤衬砌结构厚度的2／3，不得将衬砌结构打穿，一般孔间距20～30cm，然后安设好注浆嘴，采用高压注浆机向注浆孔内灌注化学灌浆料（马丽散新型高分子注浆材料或帕斯卡PSI-500灌浆材料），注浆压力0.5MPa～0.8MPa。
灌浆完毕后将灌浆部位打磨平整后采用水泥基渗透结晶防水涂料涂刷其表面，再在防水涂料表面刮涂一层环氧胶泥（要求环氧胶泥凝固后的颜色接近混凝土本色）覆盖防水涂料。
拱墙施工缝、变形缝渗水主要是由于拱墙衬砌背后防水板出现破损，且拱墙施工缝、变形缝止水失效，导致地下水发育区段渗水透过防水板通过止水失效的拱墙施工缝、变形缝渗出。
拱墙出现渗水处裂缝主要为施工冷缝。
衬砌渗水主要采取“拱堵边排，因地制宜，综合治理”的原则进行整治。
对于渗水不严重的部位，沿缝进行打磨，打磨范围为缝两侧各5cm，打磨深度约5～10mm，打磨完成后清除表面混凝土残渣并用清水冲洗干净，然后在打磨范围内沿缝刮涂快干型封缝胶或环氧胶泥+堵漏灵封堵。
在缝两侧（10～15cm）采用电锤进行斜钻孔，孔径为10～25mm，钻头深度≤衬砌结构厚度的2／3，钻孔必须过缝，但不得将衬砌结构打穿，一般孔间距20～30cm，然后安设好注浆嘴，采用高压注浆机向注浆孔内灌注化学灌浆料（马丽散新型高分子注浆材料或帕斯卡PSI-500灌浆材料），注浆压力0.5MPa～0.8MPa。
灌浆完毕后将灌浆部位打磨平整后采用水泥基渗透结晶防水涂料涂刷其表面，再在防水涂料表面刮涂一层环氧胶泥（要求环氧胶泥凝固后的颜色接近混凝土本色）覆盖防水涂料。
对于个别渗水量较大的边墙部位渗水，同时采取疏排措施，即刻槽埋管将渗水引排至同侧水沟中，槽道为倒梯形，埋管完毕后采用环氧砂浆对槽道进行回填处理并修饰表面做防水处理，必要时槽的封堵应采取植筋、挂网等措施以防掉块。
衬砌开裂分为结构受力引起的开裂及非结构受力引起的开裂。
衬砌开裂的处理首先需对裂缝产生的原因进行分析，采取如下措施进行处理：
（1）对裂缝宽度在0.1mm以内的裂缝采用水性环氧封闭漆或溶剂型环氧封闭漆对裂缝进行封闭，涂刷至少在三次以上，让封闭漆靠毛细作用渗入裂缝中，以保证封闭效果。
（2）对裂缝宽度在0.1mm以上的，采取注浆封闭，具体注浆程序及要求参见《铁路混凝土结构耐久性修补及防护》（TB/T3228-2010）。
隧道内仰拱找平层渗水主要由以下两种情况造成：
原因
（1）：
由于前期隧道找平层施工时顺水沟电缆槽根部未预埋排水管，导致水沟电缆槽与隧道二衬混凝土间排水盲管衔接不到位及隧道水沟电缆槽底部凿毛不彻底造成的水沟电缆槽底部渗水渗至找平层底部引起找平层裂缝并渗水。
原因
（2）：
由于前期隧道找平层施工时仰拱施工缝处未进行引水处理，部分隧道仰拱施工缝处渗水上涌至找平层底部导致找平层开裂并渗水。
鉴于以上两种情况引起的找平层渗水，拟采取以下措施进行处理：
处理方法
（1）：
除第一种情况外找平层施工完成后出现开裂并渗水的情况，采取刻槽埋管（形成过水通道）引排的方法将渗水引排至中心管沟内。
凿槽深度根据现场实际情况而定，一般为找平层厚度+2cm，宽度为6cm，槽底根据引排需求考虑5‰的坡度，埋管拟采用Φ50PVC半圆管。
中心管沟上方开孔直径为Φ50mm。
处理方法
（2）：
对于大面积出现渗水且裂缝比较集中的部位采用返工处理，将已施工完成的找平层凿除后重新进行找平层的施工。
具体施工方法参见现行施工方案。
衬砌厚度不足的情况分为两种，一为拱墙衬砌混凝土背后脱空引起的衬砌厚度不足，二为拱墙衬砌混凝土自身厚度不足，较常见于拱腰及边墙部位。
其中拱墙衬砌混凝土背后脱空引起的衬砌厚度不足采用回填灌浆的方法进行处理，具体措施见本方案5.2等相关章节要求。
拱墙衬砌混凝土厚度不足的部位，背后无脱空，衬砌观感质量良好，无裂缝，无渗水，衬砌厚度小于设计厚度10cm以内的可不做处理；对于衬砌厚度小于设计厚度10cm以上的，根据所处地段的地层的物理力学参数及施工过程的变形情况委托有资质的单位对结构的强度进行验算，经验算结构安全性满足要求的可不做处理，不满足要求的进行补强或返工处理。
根据露筋部位、面积和严重程度，鉴定如不影响结构安全表面涂上弹性的聚胺脂涂料防潮防锈即可；影响结构安全就必须做返工处理。
7、施工设备、机具、劳力配置
设备材料用汽车运输到现场。
资源配备详见下表：
单个作业面设备、机具、劳力配备表
序号
名称
单位
数量
备注
1
简易组装作业台架
个
1
长度6米
2
制浆机
台
1
4.5kw
3
注浆机
台
1
4
冲击钻
台
1
5
刨光机
台
3
6
安全带
个
4
7
劳动力
人
8
8、施工质量控制措施及验收标准
8.1施工质量控制措施
1）、工程开工前，组织全体施工人员学习施工组织设计，施工技术方案和规范。
对可能出现的问题，预先提出防范措施，明确质量要求。
2）、严格执行三级检验制度，以工序质量控制确保整体试验工程质量。
3）、灌浆施工风、水、电供给应在灌浆前进行认真检查，以确保灌浆的连续性。
4）、验证材料的出厂技术证明，按规定要求做使用前的现场检验、试验，保证符合要求的材料用于工程。
5）、对水泥等灌浆材料等应妥善保管，按品种规格分批码放，码放高度不宜大于1.5m，堆垛应将架离地面0.2m以上，并距离四周墙壁0.2～0.3m，并应采取防潮措施避免受潮，缩短存放时间。
不得使用受潮结块水泥，试验室对每批次水泥取样检测。
6）、灌浆设备及器材的性能要充分满足灌浆的要求，并有足够的备用量。
7）、灌浆中需有专人看守压力表，防止压力突升突降。
8）、试验室要做好浆液配合比选定试验，且必须符合设计要求。
9）、注浆压力必须符合设计要求。
10）、注浆的浆液强度必须符合设计要求，且注浆必须保证回填密实。
11）、施工过程中必须如实准确地做好灌浆工程的各项施工记录和质量报表，各项施工记录要有专人在现场随着施工作业进行准确、及时、真实、齐全的记录并整理好相关资料。
12）、灌浆结束后，立即清洗好灌浆设备及管路，以保持后续灌浆时的畅通性。
8.2施工质量验收标准
1、主控项目
（1）浆液配合比必须符合设计要求。
检验数量：
施工单位对同性能的浆液进行一次配合比选定实验。
当使用的原材料、施工工艺发生变化时，均应重新进行配合比选定实验；监理单位全部检查。
检验方法：
施工单位进行配合比选定试验。
监理单位见证配合比选定实验或平行检验并检查确认配合比选定单。
（2）回填注浆的浆液强度应符合设计要求。
检验数量：
每50m3留置3组抗压试件。
施工单位全部检查，监理单位按施工单位检查数量的20%见证检验。
检验方法：
施工单位做抗压试验，监理单位见证试验。
（3）回填注浆应保证回填密实。
检验数量：
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：
与衬砌一并采用地质雷达法或声波法检测。
进行钻孔取芯、压水（空气）等检测时，每个断面从拱顶至两侧边墙不少于5点，监理单位见证检测。
2、一般项目
（1）注浆压力应符合设计要求。
检验数量：
施工单位全部检查。
检验方法：
观察和统计。
（2）注浆孔的数量、布置、间距以及深度应符合设计要求，并根据无损检测结果及渗漏情况确定补孔注浆，注浆方式应符合设计要求。
检验数量：
施工单位全部检查。
检验方法：
观察和尺量。
9、施工安全措施
1）、工作面上作业人员必须穿戴好劳保用品。
2）、施工用电、照明用电线路有序布设，并做好各项防护措施。
3）、注意该部位施工通道的交通安全，做好相应的警示标识，任何设备材料不得占用交通道路。
4）、由于该部位与其它开挖部位可能存在施工干扰，在施工前应确认在灌浆区域30m内无爆破作业。
5）、施工设备必须在指定地点有序摆放，保证施工场地内外道路畅通。
6）、灌浆、制浆时检查管理管路是否完好，如有可能出现破裂的情况，必须及时更换完好的管路才可进行灌浆作业。
7）、灌浆人员不得将手接近转动的皮带及运行的轴承。
8）、灌浆管路、风水管路排放有序，电源线路装设安全、整齐。
9）、高空作业中所用物料堆放平稳，不可置放在临边或洞口附近，也不可妨碍通行和装卸。
拆卸下的物体、剩余的材料都要及时清理和运走，上下传递物体禁止抛下丢弃。
在作业场内，凡有跌落可能的任何物体，都要一律先行撤除或者加以固定，以防跌落伤人。
10）、脚手架操作平台移动的过程中上部严禁站人，且移动的过程中务必要稳，防止脚手架平台变形。
11）、高处作业情况复杂，危险性大，要定期、不定期地进行安全检查，发现问题，及时解决。
10、文明施工环保措施
1）、有毒有害材料必须按照规定使用、保护，防止伤人、污染环境。
2）、生活垃圾集中堆放，并定期运至场外指定地点。
3）、施工现场工完料净，场地清洁整齐，无弃物。
4）、维护正常交通，不对交通和邻近设施进行干扰。
5）、现场配置垃圾筐，由各机组负责定期将垃圾运至指定集中堆放点。
由车辆定期转运至指定垃圾站。
6）、保证施工现场整洁，现场施工废水、废浆集中排放至指定地点，严禁废水、废浆满地漫流。
7）、进入施工现场，必须佩带安全帽，着装安全、整洁，听从指挥。
8）、施工现场严禁嬉戏打闹，大声喧哗，聚众打架、斗殴、酗酒、赌博，随地大小便等。
9）、现场合理安装、布置设备、机具、管路，做到现场整洁，施工秩序井然。
10）、注意设备维护保养，保持设备外观整洁、运行正常。
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