隧道工程质量预防措施及处理技术.docx

隧道工程质量预防措施及处理技术.docx

《隧道工程质量预防措施及处理技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《隧道工程质量预防措施及处理技术.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

隧道工程质量预防措施及处理技术

隧道工程质量预防措施及处理技术

目录

一、隧道达到一级防水等级的技术措施

1、铺设防水板

2、铺设环向排水盲沟

3、混凝土防水

4、施工缝和变形缝处理

5、衬砌防水措施

6、预防裂缝的措施

二、确保衬砌混凝土耐久性的技术措施

1、碱-集料反应的预防

2、混凝土抗碳化措施

3、混凝土防裂措施

三、提高混凝土抗渗性能的技术措施

1、选好原材料

2、选好混凝土配合比

3控制混凝土浇筑质量

4、施工缝及变形缝的处理

四、塌方预防措施

五、突水、涌水处理措施

1、涌水、突泥地段地质预报

2、施工原则

3、开挖方法

4、注浆封堵施工

5、涌水突泥的应急处理措施

六、混凝土的质量控制

1、原材料选择

2、配合比设计

3、混凝土施工控制

4、裂纹控制

一、隧道达到一级防水等级的技术措施

隧道衬砌防渗、防漏从防水层质量和衬砌结构自防水质量两方面来保证，根据本工程设计情况，施工中采取以下技术措施：

1、铺设防水板

防水板铺设前混凝土表面需基本平顺；锚杆尾部外露长度切掉；防水层施工区段没有爆破作业。

防水板及土工布的铺设质量符合设计及规范要求。

在灌注混凝土衬砌前，检查防水板的焊接和铺设质量，合格后才准灌注。

2、铺设环向排水盲沟

按设计要求铺设软式透水管盲沟，施工时可根据渗漏情况适当调整，水大时可加大铺设密度。

在施工时先铺设排水盲沟再铺设防水板。

并把盲沟引入两侧排水沟。

3、混凝土防水

通过调整配合比和掺用外加剂的方法增加混凝土的密实性，以达到防水的目的。

混凝土施工前，由试验室做好配合比试验和抗渗性试验，通过控制水灰比、调整含砂率和水泥用量的方法来提高抗渗性。

混凝土掺加适当的外加剂，如引气剂、减水剂等以达到防水的要求。

4、施工缝和变形缝处理

施工缝是易漏水部位，尽量少设或结合变形缝设置。

严格按设计要求进行施工缝和变形缝的施工。

5、衬砌防水措施

（1）衬砌混凝土采用衬砌台车整体灌筑，混凝土连续浇筑并加强捣固。

（2）尽量减少超挖，超挖部分采用衬砌同强度混凝土浇筑回填。

（3）采用配合比最佳级配集料的混凝土，增加混凝土的密实性。

（4）采用防水混凝土，并掺加外加剂。

6、预防裂缝的措施

（1）采用混凝土整体台车灌筑，不间歇施工和加强捣固。

（2）加强对混凝土养生，设专人、专用设备进行养生。

（3）采用掺入外加剂和粉煤灰施工技术。

二、确保衬砌混凝土耐久性的技术措施

混凝土耐久性是设计的重要指标，是结构能否达到预期寿命的关键因素。

分析本标段结构混凝土的工作环境和材料体系，影响混凝土耐久性的因素有碱—集料反应、碳化、抗渗等，提高混凝土耐久性，就是使混凝土具有高密实、低渗性，对环境中侵蚀性介质有足够的抵抗力。

1、碱-集料反应的预防

采取三种措施来预防碱—集料反应措施。

（1）对原材料进行选择和控制。

水泥品种：

选用硅酸盐水泥，C3A含量应小于8%，碱含量小于0.6%并不小于0.3%。

对拟采用的粗、细骨料按照要求检验其碱活性，选用非碱活性或低碱活性集料。

（2）优化混凝土配合比设计，在满足混凝土强度指标的前提下，利用双掺技术，改善混凝土的工作性和抑制碱—集料反应的能力，即掺加高效减水剂减小水灰比，掺入足够的矿物细掺料（Ⅱ级以上粉煤灰）。

为抑制碱—集料反应的破坏作用而掺入矿物细掺料，必须含有较多的活性SiO2，并有足够的掺量。

（3）控制单方混凝土中的含碱总量，根据单方混凝土中水泥、外加剂和掺加料的实际用量及其相应的含碱指标进行含碱总量计算。

2、混凝土抗碳化措施

主要采取以下措施进行控制。

（1）合理选用水泥品种，降低碳化反应。

（2）碳化速率与水灰比近似线性关系，宜采用较小的水灰比。

（3）采用低碳、低钙粉煤灰，合理选择掺量。

减少其碳化影响。

3、混凝土防裂措施

混凝土浇注后，裂缝的存在是个较为普遍的现象。

特别是有害裂缝的存在不但影响着结构的防水效果，达不到设计防水要求，而且直接影响着结构的安全，因此，在进行隧道的钢筋混凝土施工时，应采取有效的防开裂措施。

（1）采用较大的水灰比，降低水灰比，利用双掺降低单位体积水泥用量。

（2）合理确定分段灌筑长度

限制混凝土的灌筑长度是防止混凝土发生有害裂缝的有效措施之一。

（3）在混凝土中掺入适量微膨胀剂以补偿由于收缩损失的体积，控制有害裂缝的展开。

（4）改善养护条件，避免混凝土内外温差过大。

混凝土浇注完毕后，及时喷洒养护液，增加养护时间。

三、提高混凝土抗渗性能的技术措施

通过降低水灰比，使用高效减水剂和矿物细掺料，控制侵蚀性离子的扩散系数，提高混凝土抗渗透性。

结构混凝土设计防水标准为一级，结构表面不允许有湿渍。

从提高混凝土本身质量和加强施工管理等几个方面入手，对结构混凝土防渗漏采取以下措施：

1、选好原材料

优化混凝土的原材料，选用抗水性好、泌水性小、水化热低并具有一定抗侵蚀能力、质量稳定的硅酸盐水泥。

选用级配良好的砂、石等集料，拟采用细度模数为2.8～3.0的中砂，碎石最大粒径小于35mm。

2、选好混凝土配合比

混凝土配合比设计应满足设计对混凝土抗渗的技术指标要求。

经多次试配、类比配制出既能满足混凝土的强度及其它各项技术性能，又能提高其抗渗漏能力的混凝土。

混凝土水灰比、混凝土水泥用量、混凝土外加剂掺量控制严格按照上述抗裂措施中的要求施工。

3控制混凝土浇筑质量

降低混凝土的入模温度，炎热季节施工应尽量安排在气温较低的时间段进行混凝土浇注，同时可用降低砂、石及拌和水温度的方法来控制混凝土的入模温度。

二次衬砌施工应在围岩和初支变形基本稳定期间进行，混凝土浇注施工应严格按照顺序进行，浇灌时适当放慢速度，两侧边墙对称分层灌注，浇注到墙、拱交接处停0.5h～1.0h，待边墙混凝土下沉稳定后，再灌注拱部混凝土。

振捣时避免因漏捣而引起蜂窝麻面或因振捣时间过长、过短所引起的翻砂和捣固不密实等不良现象的发生。

浇注混凝土的间隙时间应控制在允许范围内，间隙时间超出允许范围时必须待其达到强度要求，对其按施工缝有关要求进行处理后方可再进行混凝土浇注。

提高模板台车的强度和刚度，台车应表面平顺、光洁，接缝严密、不漏浆。

支撑应牢固、可靠，具有足够的稳定性。

混凝土模板拆除应根据不同结构部位模板的受力情况及其对混凝土强度的要求，分期、分批拆除。

拆除模板应尽量避免在混凝土散热高峰期进行，避免因模板拆除过早引发结构裂纹。

拆模时混凝土的强度必须符合设计或规范要求，严禁未经技术人员同意提前脱模，脱模时不得损伤混凝土。

混凝土浇注完毕，待其初凝后及时对外表面喷涂混凝土养护液进行养护。

4、施工缝及变形缝的处理

施工缝、变形缝的处理，除严格按照设计和技术规范的有关要求及前述结构施工方案、方法中有关该部分的相关内容进行外，还应采取以下措施：

（1）分次浇注混凝土时，必须在原浇注的混凝土达到规定的强度要求后，方可再进行混凝土浇注。

（2）在原混凝土表面再次进行混凝土浇注前，应清除原混凝土表面的浮浆及脆弱表面层，对混凝土表面进行凿毛，露出粗骨料，使其表面呈凹凸不平状。

（3）用高压水冲洗表面，彻底清扫原混凝土表面的泥土，松散骨料及杂物，让混凝土表面充分吸水、润湿。

（4）施工缝、变形缝的止水带安装应顺直、密贴，安装位置和方法正确。

混凝土浇注前应对其有无破损、位置是否正确等进行严格检查，在符合要求后方可进行混凝土浇注。

（5）混凝土浇注时，对接缝处适当地进行重复振捣，使其密贴，同时应采取措施防止止水带的移位和破损。

四、塌方预防措施

在浅埋地段、断层破碎带及其影响带范围内由于地质条件比较差，岩体破碎，施工时易引起坍方，预防坍方首先要做好地质预报工作，掌握地质情况，选择安全、合理的施工方法和制定可靠的保证措施。

在施工过程中要做到以下几点：

先排水：

在施工前和施工中采取相应的防排水措施，尽可能将隧道外之水堵截于隧道之外，特别是软弱岩层和岩石破碎地段。

管超前、严注浆：

开挖前打设超前管棚，并注浆加固围岩，然后在开挖。

短开挖：

各工序间的距离要尽量缩短，以减少围岩暴露时间。

弱爆破：

在爆破时，要用浅眼、密眼，并严格控制用药量。

强支护：

每步开挖后要及时进行初期支护，针对地压情况，选定合理的支护厚度，确保支护结构有足够的强度。

快封闭：

衬砌工作须紧跟开挖工作面进行，力求衬砌尽快成环。

勤检查、勤量测：

加密监控量测频率，发现围岩变形较大或异状，立即采取有效措施及时处理隐患。

五、突水、涌水处理措施

当断层带内岩体破碎，导水性强，贯通性较好，在这种地质条件下易出现突水、涌水。

1、涌水、突泥地段地质预报

利用地震波反射法（TSP203）、红外探水、地质雷达、常规地质法等方法，对施工掌子面前方30～100m范围内的山体进行探测，结合各种探测资料分析前方围岩情况、是否有潜水、水源补给、水质、涌水量大小、突水突泥压力等情况。

通过正洞已开挖地段实测涌水量来推断未开挖地段的涌水量。

当采用物探法探测前方有可能出现突水时、涌时，利用水平钻机钻孔，探测前方可能发生突水、涌水的情况。

2、施工原则

严格按照“以堵为主、限量排放”的原则进行施工，具体方法是：

采用帷幕注浆、超前导管、管棚，堵塞渗水通道，降低围岩的渗透系数，控制地下水流失。

将绝大部分地下水尽可能封堵在围岩外，少量水由隧道排放，避免洞内出现大量水而影响施工。

对于间隙性涌水采用泄水孔进行排水。

配足大型抽水设备，以备施工段发生突水时急用。

3、开挖方法

开挖采用双侧壁导坑法开挖，减少一次进入断层或富水段的工作面积。

开挖时尽可能采用机械开挖，不宜采用爆破开挖，若必须采用爆破开挖时，坚持多打眼、少装药的弱爆破施工技术，减小对围岩的扰动。

上部断面开挖时，工作面水平钻机超前探水孔深30～50m，进行泄水，然后再进行开挖。

4、注浆封堵施工

为防止突水突泥，采用帷幕注浆等措施进行堵水和围岩预加固。

帷幕注浆施工方案注浆方式采用超前预注浆、后注浆、局部注浆、补注浆四种方式相结合，基本注浆方案分为下列几种：

超前预注浆：

隧道开挖后全断面径向注浆，每循环长度15m，固结范围为开挖轮廓线外3.5m，施工时根据实际地质情况进行调整。

后注浆：

待每个环节注完后，可钻2～3个检查孔检查注浆效果，如未达到预期效果，应以小导管压注补充注浆。

局部注浆：

洞室开挖后，如果局部还有漏水，可进行局部直接暴露注浆。

补注浆：

上述三种注浆方式实施后，仍未达到设计要求时，根据实际情况选择上述注浆方式一种或几种进行补充注浆。

注浆材料：

注浆材料选用普通水泥浆、TGRM浆，如局部出现漏浆可采用发泡注浆抢堵剂进行封堵。

5、涌水突泥的应急处理措施

如果突涌水处理不当或处理不及时，大量的涌水将淹没开挖面，甚至造成人员、设备的损失，处理工作费时费力费钱，并延误工期。

为此制定以下几种应急预案，并准备好相应的材料和设备。

（1）快速封堵

当钻孔推进中遇到涌水，但涌水量不大压力不高时，钻杆不拔出，随即在孔口插小直径注浆管，实施顶水预压（采用凝胶时间短的水泥－水玻璃双液浆），将钻孔已施钻部分封住，不让水涌出。

然后在其周围另行钻孔实行前进式注浆，即钻一段注一段，逐步推进。

（2）增设混凝土止浆墙分流减压注浆

当钻孔施钻过程中，孔内涌水大、压力高，出现突然涌水时，按以下步骤处理：

涌水孔孔口紧贴开挖面设钢管汇水引流，将涌水的大部分从钢管内引排至排水沟；在孔口钢管四周拼组木箱，作为涌水散流部分的汇水箱，以免影响第一段混凝土止浆墙的浇筑质量。

在止浆墙上布孔施钻，并从下而上逐管前进式分段压浆。

先注水泥浆，后注双液浆。

压浆时除注浆孔，其他孔开闸放水减压。

压注最后一个涌水孔时，其他孔的管口闸阀均关闭，对该孔实施高压顶水压浆方法封堵。

（3）编织袋封堵

在施工中预先准备一定数量装好碎石砂的编织袋，在施工中遇到突水涌泥情况时，先用袋装碎石对突泥进行封堵拦截，并根据情况采取迂回排水法或帷幕注浆堵水，并根据突水涌泥对围岩的扰动情况，采用长大管棚、型钢拱架等强支护措施，掩护开挖。

六、混凝土的质量控制

满足混凝土结构的整体使用年限，在各种因素作用下使混凝土结构长期维持其应有功能，是工程的重要指标要求之一。

为实现耐久性目标，混凝土结构的设计与施工控制需遵循以下原则：

配制满足耐久性指标及工作性能要求的高性能混凝土，控制混凝土的原材料质量及搅拌、运输、浇筑和振捣作业程序，强化混凝土的保湿保温养护过程，加强搬运、储存及防护管理，防止结构开裂，是保证结构耐久性最重要的技术措施。

1、原材料选择

选用质量稳定并有利于改善混凝土抗裂性能的低水化热、低C3A含量、低碱含量的抗硫酸盐水泥以及低碱活性骨料、低碱外加剂等原材料。

采用粗细骨料为非碱活性的骨料。

粗骨料级配优越、吸水率低、空隙率小、针片状颗粒含量低，骨料为二级级配。

细骨料为级配合理、质地均匀、坚固的天然中粗河砂，细度模数为2.9。

适量掺用规定品质的优质粉煤灰、磨细矿渣粉等矿物掺和料或复合矿物掺和料。

专用复合外加剂应具有减水率高、坍落度损失小、适量引气、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性、与水泥有良好的适应性等性能。

2、配合比设计

本工程对不同部位混凝土的耐久性进行了不同要求，重点是考虑其抗碳化、抗氯离子渗透性能、体积稳定性能、抗渗性能、耐腐蚀性能、抗碱—骨料反应性和抗裂性能。

本工程混凝土结构为耐久混凝土，混凝土结构使用寿命达到100年。

混凝土配合比设计要求在混凝土浇筑前至少90d完成。

当混凝土的原材料有改变时，须重新设计配合比，在新配合比使用前必须获得监理工程师的批准。

由于混凝土的耐久性指标检验周期较长，考虑试验周期和可能出现的原材料变化等因素，要求原材料均有备用种类，提前进行不同组合材料间配合比的选定工作。

3、混凝土施工控制

确保高性能混凝土质量，本工程混凝土全部采用拌和站集中搅拌。

搅拌、运输、振捣等设备根据拌合时间、搅拌能力、运输距离、浇筑数量、连续浇筑等因素进行综合配套。

混凝土施工要求按特殊工序的程序处理，施工前先需进行工序能力验证，检查人员、设备、工艺是否满足施工需要，混凝土施工关键操作人员要求固定，振捣经验丰富，经培训合格。

原材料控制：

实际使用的各种原材料必须与配合比设计相一致。

材料进场后，按材料控制程序进行登记，收集、保留相关资料。

所有原材料做到先检后用；集料堆放场地先硬化、分仓，后堆放原材料，粗骨料按要求分级采购、分级运输、分级堆放、分级计量。

并对其检验状态进行标识；胶凝材料、外加剂储存罐采用顶部搭设遮阳棚和四周棉被包裹防晒。

骨料在使用前必须进行筛洗，严格控制含泥量、级配，并用钢结构雨棚覆盖，降低集料的含水量差异和温度。

拌合过程控制。

开盘鉴定由项目技术负责人组织试验人员、主管工长、质检员共同参加，请监理工程师见证。

依据试验配合比和施工配合比，核查各种材料质量，搅拌设备系统及仪表精度。

对微机控制搅拌站计量参数资料要及时分析，动态校正计量。

验证混凝土的和易性、可泵性、测试坍落度。

所有混凝土原材料均按照质量计量，配料按配料单进行称量。

混凝土搅拌工艺采用下图流程进行。

搅拌时按上述投料顺序投料。

每一搅拌阶段不少于30s，总搅拌时间为3min。

拌制第一盘混凝土时，增加水泥和细骨料用量10%，保持水胶比不变以便搅拌机持浆。

混凝土搅拌工艺示意图

操作手进行岗前培训，持证上岗；拌合时，有技术人员在搅拌站全过程值班，随时处理出现的各种情况。

运输及泵送过程控制：

本管段混凝土运输采用混凝土搅拌车或输送泵直接运输。

混凝土搅拌车通过施工道路运输，要求保持运输混凝土的道路平坦畅通，保证混凝土在运输过程中保持均匀性，运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并具有要求的坍落度和含气量等工作性能。

混凝土的入模时间控制在搅拌后60min内泵送完毕。

最长时间不超过1/2混凝土初凝时间，混凝土初凝时间由试验室根据施工气温试验确定，并符合有关规范要求。

浇筑过程控制：

浇筑混凝土前，根据不同的结构断面尺寸、施工环境、施工条件做好浇筑方案，包括浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度、振捣器具布置等；混凝土浇筑过程中，严格按事先确定的浇筑方案施工。

浇筑混凝土前，指定专人仔细检查钢筋保护层垫块的位置、数量及其紧固程度，并作重复性检查，提高钢筋保护层厚度尺寸的质量保证率。

构件侧面和底面的垫块至少应为4个/m2，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。

清除模板内的各种杂物。

浇筑时：

倾落高度小于2m时，采用自由倾落；大于2m时，用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土，保证混凝土不出现分层离析现象。

混凝土的浇筑需连续进行，在浇筑过程中，严格控制混凝土的均匀性和密实性。

振捣过程控制：

采用插入式高频振捣器振捣混凝土时，宜采用垂直点振方式振捣，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，振捣时间一般控制在30s以内，避免过振。

混凝土较粘稠时，应加密振点分布。

在振捣混凝土过程中，应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，以防漏浆。

振捣时不得碰撞模板、钢筋及预埋件。

混凝土的热雨季施工：

采取严格的有效措施控制混凝土的温度，保证混凝土浇筑的连续性。

必要时采取降低水温的措施。

在部分拌和水中加碎冰以冷却拌和水。

制冷用水应符合拌和用水的质量要求。

尽可能缩短混凝土运输时间，浇筑混凝土尽量选择温度较低或夜间进行。

在晚间浇筑混凝土时，确保有足够的照明设施。

4、裂纹控制

4.1配制混凝土，选择合理浇筑工艺

通过配合比的优化设计，优选出的混凝土配合比体积稳定性和抗裂性能最优，具有低水化热、低收缩的特点。

混凝土保护层采用小直径专用捣固棒振捣，提高保护层混凝土的密实度，增强混凝土抗裂性能。

4.2控制温差裂纹，加强混凝土养护

控制入模温度，实施测温方案：

采用拌合水中加碎冰，降低混凝土入模温度，缩小结构内部、表面以及环境温度的差异。

加强养护控制：

加强养护，是控制温差、干缩等裂纹的重要措施。

施工缝处理：

采用一次灌注完成方案，灌注中水平分层，加强振捣，保证混凝土密实度。

凿毛、清除浮浆、冲洗干净，充分湿润，新老混凝土界面用修补胶进行处理，然后灌注混凝土。

缺陷处理：

尽量消除混凝土表面水泥浆和泌水。

拆模后如表面有粗糙、不平整、蜂窝或不良外观时，凿除表层，以混凝土进行密实填筑和修理表面。

处置后表面密实、无收缩开裂及凸凹区，且与相邻表面平齐。

修补的混凝土耐久性指标不低于本体混凝土的耐久性要求。

补修混凝土所用材料，符合相关规程的要求。