盾构区间管片破损修复及加强处理专项方案精选.docx
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盾构区间管片破损修复及加强处理专项方案精选
盾构区间管片破损修复及加强处理专项方案
一、编制依据
1.1、设计依据
1、《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446—2008）
2、《工程建设环境安全技术管理体系》（试行）
3、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）
4、盾构隧道工程施工设计盾构主体设计
5、盾构法区间结构管片钢环加固设计图
6、国家现行的有关规范、规程和标准
7、我单位从事地铁、市政等工程的施工经验
1.2、设计规范
1、在充分了解设计图纸的基础上，采用安全有效、合理可行的施工方案；
2、确保工程质量，保证施工安全和施工进度的原则；
3、确保“安全第一、预防为主、综合治理”的原则；
4、严格按照规范、标准、设计图纸施工的原则。
1.3、适用范围
本方案适用于右线615~621环管片的破损修复和加强处理。
二、工程概况
区间右线起止点里程范围为YDK19+285.916~YDK20+031.225,长为745.3m，共计621环，南段连接站，为侧式车站，区间在临近车站处为上下叠落，隧道竖向间距1.95m。
盾构段面形式均为标准断面，衬砌环外径6000mm，内径5400mm，管片宽度1200mm，管片厚度300mm。
衬砌环由1个封顶块（C型）、2个邻接块（B型）、3个标准块（A型）组成。
衬砌环向分6块，即3块标准块（中心角67.5°），2块邻接块（中心角67.5°），一块封顶块（中心角22.5°）。
衬砌环纵、环缝均采用弯螺栓连接，其中每环纵缝采用12根螺栓，每个环缝采用16根螺栓。
管片混凝土强度等级为C50，抗渗等级P12。
管片连接螺栓强度采用等级为6.8级、性能等级为B级的钢材。
三、管片破损情况
区间上线（左线）掘进过程中右线615~621环管片出现不同程度的破损、错台，存在混凝土脱落、漏筋、管片开裂等现象。
破损情况统计见下表：
615~621环管片破损情况统计
环号
破损数量
位置
621
1
1点方向
620
4
3点1处，9点2处，12点1处
619
3
2点1处，8点1处，10点1处
618
5
1点2处，4点1处，10点1处，11点1处
617
4
3点1处，8点1处，11点1处，12点1处
616
3
1点1处，10点1处，11点1处
615
0
/
管片破损开裂
四、工程筹划
4.1、施工准备
（1）施工前对管片破损情况进行排查统计，并标记位置；
（2）组织设计、监理等各方分析管片破损原因，制定修补措施，并进行技术交底；
（3）邀请有相关经验的专家现场查看，并组织设计、监理及业主技术负责人召开专家咨询会，确定修复、加强处理方案。
（4）对施工所需材料、工具提前进行准备。
4.2、工期安排
施工准备：
2013年3月12日~2013年3月18日
管片修补：
2013年3月19日~2013年3月25日
管片加强：
2013年3月29日~2013年4月12日
4.3、劳动力配置
本次管片修补由车站土建工区负责，项目部副经理牵头，组成管片修补领导小组，并组织有经验的修补施工人员参加本次修补。
拟投入人员见下表：
表4.3-1拟投入人员表
序号
职务
人数
备注
1
项目副经理
1
负责本次修补的全面协调和指挥，负责与铺轨单位的协调工作
2
工区经理
1
负责本次修补的现场协调和指挥
3
技术主管
1
负责修补方案的落实
4
质检员、技术员
1
主要负责现场的质量控制和技术指导
5
修补工人
10
负责现场施工，材料运输等
6
合计
14
4.4、材料、工具
材料：
在施工中主要采用以下几种材料：
高强修补材料、高强钢丝、钢丝网片、植筋胶、2cm预制钢板、Φ20螺纹钢、E43焊条、E50焊条。
工具：
扁凿、手锤、冲击钻、钻头、抹子、毛刷、砂浆桶、手持切割机、电焊机、注浆泵。
4.5、C50高强砂浆配合比
按照厂家推荐用水量和以往类似经验，通过试验室技术人员现场试验，经测试最终确定用水量为19%，加水后连续拌2-3分钟（若采用人工搅拌，应连续拌和5分钟）并保证砂浆有良好的匀质性和施工性，详见附件（盾构管片修补砂浆配合比）。
对管片修补砂浆进行现场见证取样。
制作抗压强度试件，28d抗压强度必须满足原管片C50强度等级标准。
五、主要施工方案及方法
5.1、表面破损修补施工
5.1.1、清理破损部位
首先找出缺陷管片，沿不规则形状外边沿，采用手持切割机切割出规则图形，用扁凿和手锤，凿除已破裂的混凝土，直到破碎面底部，清除松动块及残留渣滓，再用毛刷清理混凝土断面，最后用清水冲洗干净。
如果破损的地方钢筋已经暴露，应除去钢筋表面上的浮锈和松散物，并用钢丝刷将钢筋清刷干净。
5.1.2、破损深度大于3cm处理方法
对于破损深度大于3cm的区域，在管片上用冲击钻以5×5cm间距梅花形钻孔，钻孔深度5cm，钻孔直径8mm，待眼打好后将3~5根0.5mm高强钢丝使用植筋胶植入管片内，钢丝上端头应低于管片表面1cm以下。
高强钢丝植筋完成后，挂φ1mm@1×1cm钢丝网片，然后使用高强砂浆进行填补。
5.1.3、破损深度小于3cm处理方法
对于破损深度小于3cm的区域，待破损面凿除清理后用清水冲洗干净，先刷一层水泥砂浆，然后使用高强砂浆进行填补
5.1.4、砂浆回填修补
修补中下部时，按其配合比例在砂浆桶内调配所需砂浆量，调制好砂浆后立即修补，将砂浆用抹子向缺损处填补，对于小于3cm处可1次填补完成，对于大于3cm处分2~3次并压实。
待砂浆初凝后开始收面，一般夏季5-15分钟，冬季10-20分钟收面为宜收。
收完面后之前先把管片之间的缝隙勾勒出来。
补管片顶部时，搭设移动式脚手架（在脚手架下安装轮子）。
上部在调制砂浆比例时比中下部略干一些，填补时分层填补，10—20分钟填补一次，直到填补平，每次填补厚度不大于2cm，填补2~3次为宜，其余步骤跟中下部一样。
在砂浆的使用上，不得反复调制，反复调制的砂浆不利于收面，使用前进行砂浆颜色调试，调制好砂浆不宜使用时间过长，按需调制即可。
5.1.5、养护
修补后的管片需要养护，用毛刷沾上水对准修补处反复刷几遍，只要混凝土表面湿润即可，一般养护三天为宜，及时养护能保证砂浆的强度以及与断面结合的牢固程度。
5.1.6、验收
经监理验收合格后方可进行管片加强处理。
5.2、管片加强施工
待管片破损修补完成，修补砂浆达到预定强度后，按设计要求对破损管片进行加强处理。
加固方式采用2cm厚钢环进行加固，钢环宽度1000mm，内直径2620mm，每环钢环由6块2743.66×1000×20mm钢板组成，钢板间纵缝采用焊接连接。
钢环与管片之间的连接，通过管片植筋进行连接，植筋钢筋Φ20，植筋深度200mm，环向间距1m，纵向间距0.5m，每环设置两排，植筋钢筋采用穿孔焊与钢环焊接。
钢环安装完毕后，采用楔形橡胶条封闭钢环两侧，通过钢环预留注浆孔注水泥浆填充钢环背后空隙。
钢环之间采用200×80×5扁钢连接，纵向间距1200mm，端部与钢环端部焊接。
钢环接缝位置图
区间隧道横断面图
区间隧道纵断面图
5.2.1、管片植筋
管片修补完成后，首先进行下部3快钢板的安装，将管片下部清理干净，使用冲击钻按设计间距钻孔植筋，钻孔时遇到钢筋可适当调整植筋位置。
5.2.2、钢环安装
植筋完成后先安装最下部钢板，按照植筋位置精确量测钢板开孔位置，钢板现场开孔，钢板开孔完成后将钢板安装在植筋钢筋上，安装时可使用扳手对钢筋微调，使植筋钢筋穿过钢板开孔。
按照设计半径固定钢板，再对其余钢筋与钢板焊接固定牢固。
按照同样方法安装下部其余两块钢板。
下部钢板安装完成后，搭设临时脚手架，安装上部三块钢板，先安装两侧钢板，最后安装最顶部钢板，顶部钢板安装时现将钢板对准安装位置放置在脚手架上，使钢板高度接近安装位置，然后使用方木进行垫高微调将钢板放置准确位置。
1、钢板安装量测
（1）每片钢板安装就位后，由测量班进行钢板位置测量，严格按照设计给定标高位置进行定位，若存在偏差进行调整后，方可进行固定施焊。
（2）待整环钢环安装完成后，测量班使用断面仪对钢环断面进行监测，与设计给定位置进行效合，保证净空尺寸，无偏差后方可进行钢板间焊缝连接。
2、焊缝施焊
两块钢板间通过焊接连接，焊接采用坡口焊，钢环间焊接采用E43型焊条，焊缝质量等级一级。
（1）焊接坡口采用火焰切割加工，切割面质量应符合国家现行标准《热切割、气割质量和尺寸偏差》的相应规定。
钢板连接坡口焊接示意图
（2）施焊前，检查焊接部位的组装和表面清理的质量。
（3）由于焊缝长度过长，为防止焊接变形，将1000mm宽焊缝分为5段施焊，首先焊接1、3、5三段，然后再焊接2、4段补齐。
焊接分段示意图
（4）每段焊缝分3次施焊，多层焊时应连续施焊，每一焊道焊接完成后应及时清理焊渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可施焊。
遇有中断施焊的情况，应采取适当的后热、保温措施，再次焊接时重新预热温度应高于初始预热温度。
3、焊缝检测
（1）外观检测，不得存在未焊满、根部收缩、咬边和接头不良等缺陷，不得存在表面气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤等缺陷。
（2）外观检查合格后进行，进行无损检测，无损检测采用超声波探伤方法。
5.2.3、钢环侧面封堵
钢板接缝焊接完成后，采用楔形橡胶条封闭钢环两侧，对因管片或钢环变形封堵不密实的地方，采用堵漏灵和砂浆及时进行封堵。
5.2.4、钢环背后注浆
根据设计图纸要求，钢环与管片之间20mm的空隙需灌注水泥浆充填密实，以确保管片没钢环之间接触密实。
1、原材料技术要求
（1）水泥：
宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不宜低于42.5MPa，水泥不得有任何团块。
（2）水：
应不含有害成分，每升水不得含有500Mg以上的氯化物或其他一种有机物，可采用清洁的饮用水。
（3）外加剂：
宜采用减水率大，泌水率小，膨胀率大等特性的外加剂，并不得含有有害的化学物质。
2、本配合比原材料
水泥：
普通硅酸盐水泥PO42.5
减水剂：
健翔新型材料有限公司SN-2型
膨胀剂：
建工新型材料厂UEA-SN型
水：
饮用水
3、孔道压浆技术要求
（1）水灰比掺入适量减水剂后水灰比可降到0.6；
（2）浆液的泌水率不得超过3%，拌合后3小时泌水率宜控制在2%，泌水应在24小时内全部被浆吸收；
（3）浆液稠度宜控制在14~18S之间；
（4）通过试验后，浆液可掺入适量膨胀剂，但其自由膨胀率应小于10%。
（5）注浆过程中注意观测钢环两侧封堵情况，注浆压力控制在0.2~0.3Mpa，也也可通过现场试验确定注浆压力，但压力不宜过大，以免导致封堵崩溃，钢环变形。
5.2.5拆除侧面封堵楔形块
钢环背后注浆完成并达到设计强度后，及时拆除侧面封堵楔形块、砂浆及堵漏灵等材料，以免后期车辆运营时脱落，造成安全事故。
5.2.6钢环之间连接
钢环安装就位后，相邻钢环之间纵向采用200×80×5规格扁钢依次焊接接通，扁钢纵向间距1200mm，环向90o/道，端部与钢环端部焊接，焊接质量应满足《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81相关要求。
5.2.7涂刷防火防腐漆
1、施工工序
施工流程：
表面预处理→防锈底漆施工→防火涂料施工，
（1）表面预处理
a、采用手工或电动工具除锈的方法进行除锈清理，达到St3级标准。
b、表面预处理合格，经监理人员确认后进行下道工序。
（2）防锈底漆施工
a、防锈底漆采用环氧类防锈底漆，干膜厚度为40μ（一道）。
b、经监理人员确认后，进行下道工序。
（3）防火防腐涂料施工
a、防锈底漆施工完48小时后，可进行防火主料的涂装施工。
b、最佳施工环境条件：
温度0～35℃，相对湿度≤85%。
c、防火涂料应分次涂装，第一道涂装干膜厚度不得超过200μm，以后各道涂装干膜厚度不得超过300μm，每道间隔时间为24小时。
d、经监理人员确认后，进行下道工序。
3、施工方法
施工方法主要有以下三种：
刷涂、滚涂、高压无气喷涂。
（1）刷涂：
a、应使用优质天然纤维漆刷或人造毛漆刷，其尺寸和刷毛软硬程度应与所使用的涂料相配。
施工工具应保持干净，不得随意混用。
b、刷涂一般适用于小范围的涂层施工或表面预处理程度比较低的涂层施工，尤其适用于预复杂结构的涂层施工。
c、刷涂时，层间应纵横交错，每层易往复进行，涂匀并达到要求厚度为止。
如果刷毛掉进涂层中要进行易除、补刷。
（2）滚涂：
a、应根据涂料类型及表面粗糙度，选择绒毛长度合适的滚筒。
在一般情况下，应采用酚醛芯滚筒，配以短绒或中长绒的滚筒套，使用前应先清洗滚筒套，清除松散的纤维。
b、滚涂适用于平整的大面积涂覆施工，不适用于复杂结构的涂覆施工。
用来涂装大规模装饰性涂料。
c、滚涂时，层间应纵横交错，每层要往复进行（快干漆除外），涂匀为止。
滚涂时，难以获得厚膜，必须注意厚度的控制。
（3）高压无气喷涂：
a、高压无气喷涂用电力气动泵使涂料产生强大的液体压力，在特定设计的喷枪的喷嘴处完成的。
是一种喷涂高性能耐用防护漆的简易手段，被广泛运用。
b、高压无气喷涂时，喷嘴与被喷涂表面距离不得小于400mm，其角度宜为90°。
喷出压力宜为11.8～16.7Map。
或按产品说明书的规定。
（4）本工程涂料施工时，根据构件的大小、复杂程度等计划采几种方法相结合的施工方法。
施工前先进行试涂，试涂合格后，方可全面展开施工。
涂料和稀释剂在施工、干燥及贮存中，不得与酸、碱、水等介质接触，并应防尘、防曝晒，严禁烟火。
5.3、洞门圈梁处渗水处理
对于成型隧道与洞门圈梁结合部位的渗水采取高压注浆堵漏的方法，具体施工工序如下：
（1）清理裂缝表面污物、水迹。
（2）沿裂缝钻骑缝孔，孔距20cm，孔径13mm，孔深10~20cm，距离裂缝约10~20cm范围内进行打孔。
（3）埋设注浆针头，用压力泵进行PU灌浆止漏胶。
（4）灌浆注胶从第一枚针头开始，当浆液从裂缝处冒出，则立即停住，移入第二枚继续灌注，依次向前进行。
（5）注浆结束后，观察2~3天，然后进行饰面处理。
六、质量要求及保证措施
（1）对已修补好的管片要仔细检查，不允许有裂缝产生，特别是与原管片断面之间更不允许有干缩裂缝存在，如有以上情况存在则必须返工。
（2）对以修补好的管片，手锤敲击，若敲击修补处有空响，那说明此处修补不合格，得返工重新修补，反之则说明合格。
（3）凡经修补或表面处理后的部位颜色应与管片的原色基本一致，表面的光洁度也要与原管片基本吻合，保证隧道内管片安装的整体效果。
（4）修补管片的质量由技术工程师具体负责、监控，在施工工艺、材料及材料配合比、操作方法等要作全面监督，也确保修补后的管片符合质量技术要求。
（5）钢环采用Q235号钢，钢环间焊接采用E43型焊条，焊缝质量等级一级，钢环与连接筋处焊接采用E50型焊条。
（6）钢环拼装前应进行防火及防腐处理。
（7）浆液灌注后进行检测，确保钢环与后灌浆液密贴。
（8）在灌注过程中，如果浆液已灌满相邻针头位置，可以跳开不注，如注浆后发现裂缝向两侧继续延伸，或有裂缝与其交叉，应该在该位置补孔，重新注浆。
（9）为保证整条裂缝完全灌满浆液，应进行第二次注浆。
第二次注浆与第一次注浆间隔一段时间，但须在浆液凝固前完成。
若二次灌浆后仍有渗漏，则在该位置重新钻孔注浆。
（10）为保证净空，每环钢板安装完成后，测量班进行测量，根据监测数据对钢板进行微调，待整环钢环安装完成后，对整个钢环断面再进行一次测量，与设计净空进行比较，准确无误后，方可进行钢板焊缝的连接。
七、脚手架搭设技术措施
（1）立杆竖直度偏差不大于架高的1/200。
（2）脚手架圆柱底部必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应用直角扣件固定在距地面不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆应用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
（3）大横杆设于小横杆之下，在立杆内侧，采用直角扣件与立杆扣紧，大横杆长度不宜小于3跨，并不小于6m。
（4）大横杆的纵向水平高差不超过50mm，同一排大横杆的水平偏差不大于1/300。
（5）小横杆两端应采用直角扣件固定在立杆上。
（6）脚手板一般应设置在三根以上小横杆上，当脚手板长度小于2m时，可采用两根小横杆，并应将脚手板两端与其可靠固定，以防倾翻。
脚手板平铺，应铺满铺稳，不得有探头板。
（7）剪刀撑是在脚手架外侧交叉成十安形的双杆互相交叉，并与地面成45~60度夹角。
作用是把脚手架连成整体，增加脚手架的整体稳定。
（8）剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的小横杆的伸出端或立杆上。
八、安全、质量保证
8.1、施工安全注意事项
（1）参加施工的作业人员必须是经过安全培训，并考核合格持证上岗者。
（2）凡患有禁高症人员不得参加高空作业，施工前对高空作业人员进行身体健康检查，合格者方能进入施工现场作业。
（3）施工人员必须严格按照施工规范、方案和各项安全操作规程进行作业，同时必须服从项目部的综合管理。
（4）施工人员进入施工现场必须戴符合标准的安全帽，其配带方法要符合要求。
（5）施工人员高空作业禁止批赤脚、穿拖鞋和打赤膊施工。
（6）施工人员不得任意拆除现场一切安全防护设施，如机械护壳、安全网、安全围栏、外架拉接点、警示信号等。
施工人员工作前不许饮酒，进入施工现场不准嬉笑打闹。
（7）施工人员应立足本职工作，不得动用不属本职工作范围内的用电设备。
（8）对管片顶部的修补作业，走道板铺设一定要牢固；脚手架的搭设应注意层高，斜支撑要合理搭设。
（9）当脚手架移动至另一处时，将轮子用刹车刹住，做好安全防范措施。
（10）在离地面1.5m以上作业时，工人必须配带安全绳工作。
8.2、安全用电
（1）所有施工人员应掌握安全用电的基本知识和所有设备性能，用电人员各自保护好设备的负荷线、地线和开关，如发现问题应及时找电工解决，严禁非专业人员乱动电器设备。
（2）所有电器设备及金属外壳或构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护。
（3）施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，要定期检查，如发现问题应及时处理解决。
8.3、质量检查保证措施
（1）要求班组检查与专业检查相结合的方式，即施工班组在每道工序完工之后（如：
钻孔、基面清洗、饰面修复等工序），首先进行自检，自检不符合质量要求的予以纠正，然后再由专业检查人员进行检验。
（2）各工序完成后，由主管技术人员、质量检查工程师会同各班长按技术规范进行检验，凡不符合质量标准的，坚决予以返工处理，直至再次验收合格。
（3）工序中间交接时，必须有明确的质量合格交接意见，每个工班在进行工序施工时，都应该严格执行“三工序”制度，即检查上工序，做好本工序，服务下工序。
（4）检查未获得质检工程师验收通过者，必须返工重做，否则不得进行下一道工序的施工。
（5）选择有2~3年管片渗漏处理及破损修补经验的工人。
附件
盾构管片修补砂浆配合比
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