隧道渗水裂缝错台处理方案.docx
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隧道渗水裂缝错台处理方案
一、工程概况
*****为双洞分离式隧道，平均长度4531米，为特长隧道。
左洞全长4520米，右洞全长4542米，其中0.5座位于**合同段内，0.5座位于本合同段内（**合同段），本合同段内*****左洞全长2428米（起讫里程：
****+780～****+208），右洞全长2452米（起讫里程：
****+800～****+252），平均长度2440米。
隧道二衬结构渗漏水、裂缝、错台的处理是决定了结构外观质量的关键。
同时也保证了隧道内所有设备、管线良好的运转环境和后期使用时工程质量。
一、渗水原因分析
1、隧道光面爆破不佳，初期支护不平顺、外露锚杆头清理不彻底或防水卷材铺设太紧，灌注混凝土时的巨大冲击力作用于防水板造成防水板刺破、拉裂，使防水板丧失防水作用。
2、混凝土浇注不密实，且施工缝处止水带安装不规范，使衬彻背后的游离水可顺利地渗出。
3、横向排水管间距过大或浇注混凝士时对泄水管保护不力而堵塞，使围岩渗水不能顺畅地从横向排水管排除，背后聚积，形成静水压力后渗出。
4、渗漏水多出现在结构薄弱和水压力较大处，如混凝土添加剂掺量、养护不当、温度和不均匀沉降等原因引起的混凝土裂缝，都会产生渗水。
5、混凝土浇筑过程中存在停歇现象，由于混凝土拌合站离浇筑现场距离较远，运输时经过镇中心经常出现堵车、堵路现象，加上恶劣天气影响导致在浇筑混凝土时出现间歇时间过长现象。
二、根据以上原因分析我单位制定以下措施
1、严格控制超欠挖，超挖处挂钢筋网喷平，保证喷射砼表面圆顺；防水层铺设时预留一定松弛度，不得紧绷，根据断面实际情况铺设，遇初支不平顺处按现场实际弧线铺设，不得紧绷，防水层铺设完毕必须仔细全面检查，如有破损或焊接合格处及时修补。
2、混凝土浇筑过程中利用插入式振捣器与附着式振动器配合使用，确保拱顶与边墙均振捣到位。
止水带安装过程中利用钢筋卡固定止水带，保证止水带无破损，无偏离，如止水带被水泥浆掩埋，脱模后及时使用工具凿出，确保止水带起到止水作用。
3、横向排水管设计为5-15米一道，在一般情况下10米设一道，遇地下水丰富地段按5米一道设置。
横向排水管设计为Φ100mmPVC管，采用三通与纵向排水管连接，接头处用鱼珠胶与防水胶带加固，保证混凝土浆液不渗入排水管内。
4、二衬混凝土设计为C25防水混凝土，抗渗等级≥S6，要求二衬混凝土拌制过程中必须严格控制各种材料掺量，确保抗渗等级符合设计要求，拌合站操作系统及骨料、外加剂及水称必须经过计量单位标定，并定期校核。
二衬脱模后及时洒水养护，洞内养护时间延长为14天，矮边墙施工时底部虚渣必须清理干净，避免基地不实造成开裂渗水现象。
5、左洞及右洞二衬混凝土浇筑时间错开，错开后混凝土罐车由每洞两台增加为四台，输送泵添加一台备用泵，如遇输送泵车出现故障及时使用备用泵，避免浇筑停歇出现冷缝
三、针对已出现的渗水部位我单位制定以下方案
机械设备、人员配备计划
1、隧道渗水处理投入设备见下表：
械设备配置表
序号
名称
数量（台/套）
1
注浆机
1
2
电动空压机
1
3
电锤
2
4
电钻
2
5
手持式砂轮机
2
2、隧道渗水处理投入人员见下表：
主要人员计划表
序号
工种
人数
备注
1
管理人员
1
2
安全员
1
3
技术员
2
4
试验员
1
5
材料员
1
6
普工
5
7
运输工
2
渗漏水处理使用材料简要说明
1、堵漏
堵漏材料：
水不漏、瞬间止水剂等。
“水不漏”是吸收国内外先进技术开发的高效防潮、抗渗、堵漏材料，也是极好的粘结材料。
分“缓凝型”、“速凝型”和“超速凝型”三种，均为单组份灰色粉料。
“缓凝型”主要用于防潮、防渗；“速凝型”和“超速凝型”主要用于抗渗、堵漏。
其主要技术指标：
凝固时间：
1～90分钟；抗压强度：
30～40MPa；不透水性：
>0.7MPa；其主要特点：
快速带水堵漏；迎背水面均可使用，施工简便；凝固时间快。
止水剂是一种不收缩，且具有膨胀性的遇水硬化之粉状聚合物，加水即可使用。
接着性很强，在水中或潮湿空气养护条件下，固结体具有微膨胀性（膨胀率为1‰～3‰左右），以填塞所有孔隙达到防水功效，没有氧化和收缩的现象。
当温度不低于10°C时，可在46秒内凝固，早期强度高，1小时强度达15Mpa，28天强度达40Mpa，后期强度继续增大；使用年限与一般砼一样长久。
2、注浆
注浆材料采用普通水泥和水玻璃。
水玻璃为传统注浆材料，对处理混凝土中细微裂缝有独到的效果。
施工设计程序
隧道二衬一般在侧墙起拱线以下的墙面上发生渗漏水现象。
针对不同部位，采取不同的处理措施。
墙面点状渗漏水侧重于堵漏施工，施工缝部位重于注浆施工，但均采用堵漏、注浆、引流相结合的施工工艺。
渗漏水处理施工工艺
1、检查墙面，标出渗漏水部位，根据渗漏水情况，确定处理方案。
对于点及裂纹渗漏水的，采用凿槽堵漏方案，；对于点渗漏水的，视渗水轻重程度分别采用堵漏和注浆方案；对于施工缝的渗漏水，将采用注浆方案。
但也不是绝对的，要根据具体情况，综合分析漏水原因而采取最适宜的处理方案。
2、堵漏施工工艺
2.1对于裂缝渗漏水，沿裂缝剔凿出宽深各为20mm、40mm的凹型槽，对于渗漏点，则以渗漏点为圆心凿洞，孔洞直径为10～30mm，深为20～40mm，孔洞尽量保持与基面垂直。
另外，凿连续墙槽缝要适当加深加宽，按接缝两边的疏松程度而定。
2.2 彻底清理并清洗凹型槽及孔洞；
2.3 取适当量的堵漏材料加水拌制成泥状，搓成条形或锥形，迅速将胶泥堵漏到槽（洞）中，并用力挤压密实，保持45～60秒不动。
凿槽堵漏施工工艺流程图如下
2.4 对漏水情况严重的，将采用注浆施工方案。
3、注浆、引流施工工艺
根据渗漏水情况，采取综合注浆方案。
3.1 传统注浆工艺
注浆主要是在施工缝部位，该部位主要是由于浇筑混凝土时处在模板的端头部位，部分施工缝处由于工人施工时操作不到位，混凝土不能完全密实填充，尤其在拱顶部位，这样，该处的止水带便起不到止水的作用，同样，由于止水条安装不规范，在施工缝整个断面上，都会有漏水的可能，而这种情况也比较普遍，因此用采注浆的方法可达到较好的堵漏效果。
（1）查渗漏点
将基层表面擦干，立即均匀撒一层干水泥，若表面有湿点或印湿线，即为漏水孔、缝，从而确定渗漏部位。
（2）凿眼及钻孔
先以渗漏点为中心点凿一直径约100mm，深度约40mm的凹坑，再用冲击钻或专用打孔设备，自渗漏点向砼内打Φ20mm的孔Ⅰ，孔深200～300mm，以同样的方法在同一断面的拱顶部位打孔Ⅱ。
（3）埋设注浆管：
?
?
采用Φ20mm水管（带丝扣连接阀门）埋设，管口中心对正钻眼位置。
然后用凝结快（初凝8min,终凝15～20min）粘结效果好的环氧树脂砂浆封管。
封管时将表面凿除部分全部封堵。
（4）注浆
注浆管埋设1小时后方可注浆。
采用双液注浆泵泵注浆，注浆材料水泥水玻璃双液浆，配比为水泥：
水玻璃=1：
1。
注浆压力为0.5Mpa，
注浆前，先用水代替浆液灌注，以检查除注浆注管外其它部位是否有漏水现象，以免出现漏浆。
试灌时记录灌水量和灌水时间，为确定灌浆量和灌注压力提供参考。
注浆时，垂直缝应按先下后上的顺序进行。
注浆管接埋设好的注浆管Ⅰ，打开注浆管Ⅱ阀门，灌浆开始后，逐渐升压，待注浆管Ⅱ出水后先不要封闭，见浆液后立即封闭其孔，仍继续压浆，使浆液沿着漏水通道推进。
并把注浆泵开泵到规定压力值，停泵。
让灰浆慢慢渗入，到表面压力下降到0.1Mpa时，二次开泵升到规定压力值，如此反复进行，直到压力稳定在规定压力值不再下降为止。
当压力解除后不再有漏水和渗水现象时，该处注浆完毕，移到下一注浆孔灌注。
（5）拔管及封堵
注浆完成后，将注浆管沿孔根部用手砂轮割除，然后将孔口清刷干净，孔底用瞬间止水剂材料封堵，表面用1：
2～1：
2.5水泥砂浆抹平。
注浆封堵施工工艺流程图如下
3.2引流
对于墙面大面积渗水，这方面原因主要是二衬内部防水板被破坏，而底板泻水管堵塞，致二衬内水位上升，便造成二衬混凝土大面积渗水，对于这种渗漏水情况的处理，主要是通过引流的方法加以处理。
（1）、先在渗水区域的下部距潮湿印记边缘300mm处，紧贴地板表面打两个Ф32mm的泻水孔，使二衬后的地下水得以排除；然后，在泻水孔的下部底板上凿一直径10CM深10CM的积水坑，并在隧道底板上凿10CM深宽5CM的沟槽，槽中埋Ф32mmPVC排水管，将墙底泻水孔的水引至隧道Ф315mm排水管中。
（2）、孔洞和沟槽的封堵，在墙脚泻水孔与积水坑之间先用PVC盲沟材（大粒径碎石也可）填充，在盲沟材上盖一层土工布，防止砂浆堵塞盲沟缝隙，孔洞先用水不漏堵漏材料堵2～3CM厚一层，等水不漏凝固后，用1：
2.5防水砂浆把孔洞部位及泻水管槽抹面即可。
施工注意事项及安全措施
1、注意事项：
（1）、所选用的输浆管必须有足够的强度；浆液在管内流动顺畅。
（2）、注浆施工力求一次注好，对注浆量较大部位必须连续注注，设备的压力和流量满足施工需要。
（3）、注浆过程中要始终注意观察注浆压力和输浆管的变化，当泵压骤增、注浆量减少，多为管路堵塞或被注物不畅，当泵压升不上去，进浆量较大时，检查浆液粘度和凝固时间。
（4）、注浆过程中出现跑浆、冒浆，多属封闭不严导致，当出现此种情况应停止注浆，重做封闭工作。
2安全措施
（1）、注浆前严格检查机具、管路及接头的牢固程度，以防压力爆破伤人。
（2）、操作人员在配制浆液和注浆时，要戴眼镜、口罩、手套等劳保用品，以防止损伤眼睛和皮肤。
（3）、注浆时注浆管附近严禁站人，以防爆管、脱管伤人。
一、裂缝原因分析
裂缝及裂纹原因分析隧道施工中二衬裂缝现象普遍存在，裂缝是由多种原因导致，裂缝可能导致渗水，如裂缝持续增大可能导致主体工程质量。
原因分析:
1、温度应力和温度差影响。
1.1混凝土施工过程中产生大量水化热量，从而使混凝土内部温度升高，混凝土脱模后由于混凝土内部和表面散热条件不同，容易造成温度变形和温度应力，当这种温度应力和变形超过混凝土内部约束条件时，就会使混凝土表面产生初始细微裂纹,这种裂纹随着时间延续会扩大。
扩大的主要原因为：
温度应力使裂纹持续发展；季节性温差对裂纹影响较大，特别是冬季最为明显。
2、仰拱收缩变形使二衬出现裂缝、裂纹。
仰拱混凝土属于大体积混凝土，仰拱混凝土一般以两个相邻施工缝为收缩变形范围，，也就是说施工缝处是仰拱变形最大的地方，仰拱施工缝的收缩，往往引起在仰拱施工缝处的二衬矮边墙和二衬墙部混凝土因受拉力出现裂纹，这种裂纹在季节性温度的影响下会继续发展，个别裂纹可能贯通整个断面，这种裂纹通常出现在冬季较冷的季节，裂纹的特点是延拱墙垂直分布。
3、断层或软弱地质处的裂纹。
当隧道处于断层或软弱地质变化处时由于静载荷与动载荷作用，会使仰拱等基底部位产生不均匀沉降，从而使二衬在该处的拱墙混凝土出现不均匀沉降，会导致出现裂缝，这种裂纹走向一般与不良地质一致。
4、基础混凝土收缩产生的裂缝。
当仰拱、矮边墙等基础混凝土一次浇筑过长，混凝土在收缩变形中受到制约条件时就会产生抗拉力裂纹，这种裂纹特点是随着时间的增长有发展趋势，但是很快就会停止发展。
二、根据以上原因分析我单位制定以下措施
1、混凝土施工后安排专人进行养护，时刻观察混凝土表面温度及现场空气温度，使混凝土及时降温，避免产生因各种影响产生的裂纹。
2、仰拱混凝土施工时根据现场实际情况设置施工缝，二衬施工时与仰拱设置通缝，避免仰拱混凝土收缩对二衬造成影响及开裂。
3、隧道遇软弱围岩或地质条件差时根据现场实际情况适当加密监控量测点数，勤观测，施工二衬时施工里程段内所有监控量测点必须全部停止沉降，否则不能施工二衬。
4、仰拱混凝土施工时基底虚渣要清理干净，开挖过程中如基底地质条件较差要适当把仰拱深度加深，保证仰拱坐落在硬基上，避免仰拱沉降对二衬产生影响。
矮边墙施工时基底不得有虚渣，虚渣必须彻底清理干净方可施工矮边墙。
三、针对已出现的裂缝部位我单位制定以下方案
1、隧道裂缝处理投入设备见下表：
械设备配置表
序号
名称
数量（台/套）
1
注浆机
1
2
电动空压机
1
3
电锤
2
4
电钻
2
5
手持式砂轮机
2
6
高压水枪
1
2、隧道裂缝处理投入人员见下表：
主要人员计划表
序号
工种
人数
备注
1
管理人员
1
2
安全员
1
3
技术员
2
4
试验员
1
5
材料员
1
6
普工
6
7
运输工
1
裂缝处理施工工艺
1、监控裂缝发展情况，对趋势稳定且裂纹极小处不做处理，如果从美观考虑，可先清洗干净裂纹表面。
然后涂刷环氧树脂浆液2-3遍，最后用调色好的水泥浆液处理表面，使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。
2、针对裂缝宽度超过2mm的裂缝采用深孔、潜孔相结合的高压灌浆法，灌浆主要材料为环氧树脂，钻孔间距1-1.5m，孔径为Φ20mm。
根据日常监测，对裂缝进行详细了解后，去顶裂缝基本稳定且缝宽较大后开始现场补救施工。
找到需要处理的裂缝位置，沿裂缝方向凿成宽5cm，渗3cm的V型槽，在槽内骑纹每隔1-1.5m钻孔一个，孔深约为衬砌厚度的1/2或2/3，一般不少于15cm，并不得穿透衬砌以防跑浆。
用红色铅笔标出钻孔位置后开始施钻，钻孔时须定位开孔，准确控制进孔方向，确保孔与纹相交，方能达到灌浆堵缝效果。
凿孔、槽完成后用高压水清理孔及槽内粉尘及杂物，在孔内插入压浆管，利用环氧树脂胶锚固，用灰刀将表面压实抹光；待环氧树脂胶有一定的强度后，已0.15-0.2MPa压力压入水泥浆液，压浆结束后观察压浆效果压浆结束后须及时清理表面残留浆液再用调好色的水泥浆抹平处理，使其颜色与周边二衬颜色均匀一致。
灌浆施工流程图
施工注意事项及安全措施
1、注意事项：
（1）、钻孔或刻槽必须严格按方案执行，不得损坏防水板及止水带。
（2）、所选用的输浆管必须有足够的强度。
（3）（3）、注浆施工力求一次注好，对注浆量较大部位必须连续注注，设备的压力和流量满足施工需要。
（4）（4）、注浆过程中要始终注意观察注浆压力和输浆管的变化，当泵压骤增、注浆量减少，多为管路堵塞或被注物不畅，当泵压升不上去，进浆量较大时，检查浆液粘度和凝固时间。
（5）（5）、抹面的水泥浆颜色必须与周边二衬颜色均匀一致。
2安全措施
（1）、注浆前严格检查机具、管路及接头的牢固程度，以防压力爆破伤人。
（2）、操作人员在配制浆液和注浆时，要戴眼镜、口罩、手套等劳保用品，以防止损伤眼睛和皮肤。
（3）、注浆时注浆管附近严禁站人，以防爆管、脱管伤人。
（4）、切割或凿槽时当心机械伤人。
一、二衬错台原因分析
根据对施工完成的隧道二衬调查，二衬错台主要发生在两侧边墙部位，拱部、拱腰部位错台几率相对较小，现结合现场施工情况，我单位作出相应分析、预防措施及对已出现错台处的处理方案
原因分析：
1、台车定位偏差：
1.1台车安装就位时，中心线和高程测量偏差会引起二衬台车轮廓线误差，致台车模板与二衬砼之间搭接不密贴。
1.2台车通过钢轨、枕木支撑与调平层，受调平层平整度影响，枕木与钢轨之间通常用木楔垫塞，施工过程中木楔容易压坏，导致台车在垂直方向发生位移，致二衬接头处产生错台。
1.3操作工人质量意识或责任心如果不强，可能导致支撑丝杆未顶紧或未顶到位，在砼浇筑过程中，支撑可能回缩，导致台车模版变形，导致二衬接头处产生错台。
2、砼浇筑影响：
2.1二衬混凝土浇筑过程中分层、分仓不合理，砼对台车产生的压力不均匀，可能造成模板变形。
砼泵送的冲击力也可能造成模板位移、变形。
2.2二衬砼整体一次浇筑成型，受砼初凝等因素影响，施工过程中台车拱脚部位受径向力较大，边摸丝杆变形或对地丝杆固定不牢固将导致拱墙部位支撑薄弱，从而产生接头错台。
2.3施工操作人员为便于固定输送管道，将其连接固定在台车上，砼泵送时，在冲击力的作用下，管道产生抖动，导致台车整体稳定性受到影响，进而可能影响二衬搭接处模板的密贴，容易产生错台。
二、根据以上原因分析我单位制定以下措施
1、以隧道中心线与台车端部投影线交点为原点建立平面坐标系，通过控制拱部模板中心点，拱部模板与墙部模板的底脚点来精确控制台车就位。
台车行走前根据中心线铺设钢轨，钢轨枕木及木契采用质地坚硬的木料，防止木契及枕木碎坏导致台车发生垂直位移（严格控制调平层平整度，尽量减少木契的使用）。
2、台车行走至立模位置确保模板中心线与隧道中心线重合后先利用竖向丝杆调整其标高，在利用横向和两侧的丝杆调整其平面位置，最后复测模板台车两端，拉线检查中部模板是否翘曲或扭曲，直至准确为止。
3、操作工人必须有责任心，在安装丝杆是必须顶紧，不得有松动或未顶到位现象，浇筑过程中，时刻观察丝杆牢固情况。
防止由于丝杠不牢固或不起作用导致的变形或沉降引起二衬错台。
二衬浇筑过程中要及时对液压千斤顶进行加压，尽可能消除浇筑过程液压顶泄压造成的二衬错台。
4、砼浇筑采用分层、左右侧交替对称浇筑，每层浇筑厚度不大于1米，且两侧高差控制在50cm范围内，下料高度严格按台车预留的窗口进行，严禁“跳跃式”浇筑（即越过第一排直接从第二或第三排窗口下料）。
5、控制砼浇筑时间，浇筑太快拱脚砼没有初凝，承受的侧压力集中，可能造成模板出现变形从而导致错台等现象。
6、浇筑时要保证连续浇筑，以免施工中断对二衬台车产生偏压等不合理现象，施工前要检查机械设备配备是否合理，是否具备浇筑条件。
混凝土输送管不得固定在台车上，避免输送管道冲击力影响台车整体稳定性，对地丝杆要设置牢固，防止对地丝杆不牢固使二衬沉降。
7、加强施工操作人员责任心教育，确保台车就位、固定、浇筑等关键环节满足要求。
三、针对已出现的错台部位我单位制定以下方案
1、隧道二衬错台处理投入设备见下表：
械设备配置表
序号
名称
数量（台/套）
1
手持砂轮机
3
2
电锤
2
2、隧道二衬错台处理投入人员见下表：
主要人员计划表
序号
工种
人数
备注
1
管理人员
1
2
安全员
1
3
技术员
2
4
试验员
1
5
普工
6
二衬错台处理施工方法及工艺流程
首先确定错台的范围，然后根据“凿、磨、抹”的理念进行修复。
凿，即对错台突出的部位、错台部位，采用人工电锤凿除，将大面整修平整；磨，利用手持磨砂机，对凿除部位进行打磨，打磨以衬砌表面再无凿痕，且平整光滑为准；抹，利用砂纸和干水泥对修复后的部位进行抹面，干水泥采用黑水泥和白水泥进行勾兑，比例根据衬砌颜色进行适配，砂纸水泥抹抹面不得少于2遍。
修补过程中应将拱顶部位有松动的混凝土块、浮浆清理干净，坚决杜绝砂浆抹面修补。
二衬错台施工工艺流程图
施工注意事项及安全措施
注意事项
（1）、凿除或打磨时按周边曲线打磨平顺。
（2）、抹面的水泥浆颜色必须与周边二衬颜色均匀一致。
安全措施
（1）、凿除或打磨时附近严禁站人，防止机械伤人。
（2）、施工过程中做好防护工作，安全帽，口罩，手套，保险带必须配备。
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