二衬质量缺陷返工方案绳锯切割法概要.docx
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二衬质量缺陷返工方案绳锯切割法概要
山西中南部铁路通道ZNTJ-4标
隧道质量缺陷返工处理方案
中国葛洲坝集团股份有限公司
山西中南部铁路通道ZNTJ-4标项目四分部
二O一二年十月
隧道二衬质量缺陷处理方案
一、简述
随着隧道陆续贯通，施工渐近尾期。
隧道二衬质量检测工作已成为重点。
针对检测出来二衬质量问题，需进行不同程度的处理整改。
具体的质量问题及返工部位依据业主的第三方无损检测结果及我部内部的无损检测结果确定。
为保证隧道二衬原结构不损伤，拟采取无损切割的施工方法，组织专业施工队伍，做到一次成优。
为确保工程安全和质量特编制本方案。
二、编制依据
1、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）；
2、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）
3、《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121－2007）
4、《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）
5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
6、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
7、铁建设及山西中南部铁路通道相关文件要求；
8、液压墙锯机使用说明书和类似工程施工技术及经验。
三、第三方检测及自检隧道二衬无损检测结果
我部分别在2011年5月、8月份及2012年分别对我部各条隧道进行了无损检测，另外，业主的第三方检测公司也在2012年对我部个别隧道进行了无损检测。
通过无损检测发现隧道二衬存在以下几个方面的问题：
1.二衬背后脱空、不密实。
2.二衬未按设计布设双层钢筋，仅施作单层钢筋或未施作钢筋。
3.二衬厚度未能达到设计厚度。
4.二衬砼强度未能达到设计强度。
针对检测出的隧道二衬存在背后脱空、不密实的质量问题，进行二衬回填灌浆处理。
检测出的隧道二衬存在未按设计布设双层钢筋，二衬厚度未能达到设计厚度，二衬砼强度未能达到设计强度的质量问题，对该部位进行返工处理。
四、施工计划
根据检测出来的结果分隧道、分阶段的进行，返工时间段为2012年10月份～12月份，总工期共3个月。
各隧道具体的返工时间详见附件一：
《隧道二衬质量缺陷返工计划表》。
五、隧道二衬质量问题处理方法
1、二衬背后脱空、不密实。
二衬背后脱空问题，首先对脱空部位进行破损检测（钻孔验证）；确实后，采用二衬预留灌浆孔或造孔注浆充填。
2、二衬未按设计布设双层钢筋，仅施作单层钢筋或未施作钢筋。
针对隧道二衬设计为双层钢筋，检测为双层钢筋但间距超标、单层钢筋或无钢筋的部位，进行钻孔、取芯验证；如验证属实，对该部位进行返工处理。
3、二衬厚度未能达到设计厚度
针对隧道二衬厚度检测未达到设计厚的部位进行钻孔、取芯等方法验证，确实后，对该部位进行返工处理。
4、二衬砼强度未能达到设计强度
二衬混凝土强度不足问题，请项目部中心实验室及监理总站实验室现场监督对该部位取芯压实检测，复测仍不达标的进行返工处理。
六、隧道二衬背后回填灌浆方案
6.1、施工准备
1．注浆设备和机具
1.1采用KBY-50/70注浆机进行注浆作业。
1.2配置MS-400高速和低速浆液搅拌机，其搅拌能力与注浆泵排浆量相适应，并保证均匀、连续地拌制浆液。
1.3配备足够的注浆管路，注浆管应能承受1.5倍的最大注浆压力。
选用合格的压力表，并在使用前对压力表进行鉴定。
1.4注浆塞应和采用的注浆方式、方法、注浆压力及地质条件相适应。
胶塞（球）应具有良好的膨胀性和耐压性能，在最大注浆压力下能可靠地封闭注浆孔段，并且易于安装和卸除。
1.5配备足够的注浆设备、仪器、仪表，保证电力驱动设备的正常工作。
注浆主要设备一览表
序号
设备名称
设备规格
数量
备注
1
注浆泵
KBY-50/70
1台
配套管路和各种配套压力表
2
浆液搅拌机
MS-400
1台
3
机械膨胀式注浆塞
2套
4
二衬修补台车/防水板台车
1台
自制
2．注浆材料和浆液制配
2.1回填注浆所用的水泥为普通硅酸盐水泥，水泥标号为42.5R。
所用水泥质量必须符合质量标准，不得使用受潮结块的水泥。
2.2各类浆液必须搅拌均匀并测定浆液浓度。
2.3使用低速搅拌机时，纯水泥浆液的搅拌时间应不少于3分钟；使用高速搅拌机时，应不少于30秒。
浆液在使用前应过筛，自制备至用完的时间应小于4小时。
2.4拌制细水泥浆液和稳定浆液应加入减水剂和采用高速搅拌机。
搅拌时间应通过试验确定，细水泥浆液自制备至用完的时间应小于2h。
2.5集中制浆站应制备水灰比为1:
1的纯水泥浆液。
输送浆液流速宜为1.4～2.0m/s。
各注浆地点应测定来浆密度，调制使用。
注浆主要材料一览表
序号
材料名称
备注
1
普通硅酸盐水泥
符合设计、规范要求
2
掺和料
可掺入少量砂、水玻璃等掺和料
3
外加剂
可掺入速凝剂、减水剂等外加剂
3注浆施工人员配置
注浆主要施工人员组织一览表
序号
施工工序/工种
一个做业班组人员配备数量（个）
备注
1
配浆、制浆
4
2
注浆
2
3
施工技术人员
1
指挥现场注浆、记录
4
机修工
1
操作、维修注浆机
5
电工
1
6
安全员
1
6.2、施工工艺流程
1、造孔、安装灌浆钢管
原则上采用预留注浆孔进行回填灌浆。
如未预留注浆孔，则采用YT-28凿岩机在二衬背后脱空区域进行造孔；灌浆孔以凿穿二衬混凝土为宜，切勿破坏二衬背后的防水材料。
注浆孔施工完成后安装一段单头车丝钢管，与注浆管路相连，要求钢管直径与注浆孔大小一致，采用锚固剂将钢管固定在孔内，确保注浆时管路的稳固。
管口设置一个闸阀与注浆管路相连。
2、浆液拌制
回填灌浆水泥采用42.5袋装水泥，浆液配比采用1∶1，0.6∶1，0.5∶1（水∶水泥重量比）3个比级的水泥浆，Ⅰ序孔灌注0.5:
1的水泥浆液，Ⅱ序孔可根据实际灌浆情况选用0.6:
1或1:
1的水泥浆液；
浆液在拌制时要求匀速搅拌均匀，并测试浆液密度，采用普通搅拌机搅拌时间不得少于3min；浆液从拌制到使用完的时间不得超过4h。
3、注浆
灌浆前先对脱空区域进行全面检查，对可能漏浆的部位进行处理。
回填注浆施工自较低的一端开始，向较高的一端推进，灌浆采用孔口阻塞纯压式灌浆方法进行施工，分两序孔进行灌注，同一区段内所有Ⅰ序孔灌注完成后进行Ⅱ序孔的灌浆。
每序孔灌浆均按由低向高的顺序进行灌注。
将低处的第一个孔作进浆孔，临近的孔作为排水、排气用，如出现串浆，可将其封堵后继续灌浆，直至该孔结束。
回填灌浆压力根据灌浆规范采用0.3~0.5MPa，根据现场试验确定。
灌浆过程中，应认真控制灌浆压力，压力表的安装部位，读数方法及精度应符合有关规定。
灌浆工作应连续进行，因故中断时，应尽早恢复灌浆，恢复灌浆后，注入率较中断前减少很多，并且很快停止耗浆，该孔应扫孔复灌。
4、封孔
①回填灌浆在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，继续灌浆5min即可结束；回填灌浆的一序孔，在灌浆过程中若有串孔，待串孔流出浓浆后，应及时将被串孔堵死，主灌孔结束后，该孔也视为结束。
②回填灌浆完成7d后便可进行灌浆质量检查，检查孔在脱空较大、串浆孔集中以及灌浆情况异常部位的预埋灌浆管中选取。
③灌浆孔灌浆完和检查结束后，应用M30水泥砂浆将钻孔封填密实，孔口压抹齐平。
6.3、注浆过程中特殊情况处理
1、注浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆等方法进行处理。
2、注浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：
2.1应及早恢复注浆。
否则应立即冲洗钻孔，而后恢复注浆。
若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复注浆。
2.2恢复注浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行注浆。
如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。
2.3恢复注浆时，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。
3、孔口有涌水的注浆孔段，在注浆前应测记涌水量，根据涌水情况，应采取相应措施进行处理。
4、注浆注入量大，注浆难于结束时，可选用下列措施处理：
4.1低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆；
4.2浆液中掺加速凝剂；
4.3灌注稳定浆液或混合浆液。
5、注浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌注。
6、在注浆过程中注意控制注浆压力，随时观察喷射混凝土的变形情况，确保喷射混凝土不因注浆压力过高而破坏，必要时对注浆段围岩进行变形监测
七、隧道二衬质量问题返工处理方案
针对隧道二衬质量问题，需进行返工处理的仓位或部位，采用液压墙锯机无损静力切割与人工葫芦吊装相结合的施工工艺。
二衬局部砼拆除拟采用德国进口的世界领先技术的混凝土钻切设备“塞迪玛WS-450H”全液压切割机进行无损静力切割，绳锯切割具有切口平直，整齐、速度快，效率高，不会破坏原结构，噪音低、无粉尘、操作简便等特点，再用液压反铲等机械设备吊装至地面指定地方，又安全高效经济。
“塞迪玛WS-450H”全液压切割机，机械参数如下：
1、绳锯驱动方式：
液压
2、马达型号：
HFM-23/HM-32
3、液压输出功率：
22/30kw
4、最大切割深度:
1--5m
5、进给驱动方式：
液压
6、切割机头重量：
35kg
7、绳锯驱动马达重量：
6.5kg
8、尺寸L/W/H：
325/350/400
9、总重量：
41.5kg
10、可配液压动力站：
HAG-12.2
旧混凝土拆除后，采用原二衬台车或工字钢拱架支撑定型钢模板，按设计要求从新施作该仓位或该部位的二衬砼。
7.1、施工准备
7.1.1返工部位标示
对照第三方无损检测及我部自检结果，统计出各隧道需要返工处理部位，并安排测量人员运用测量仪器（如：
全站仪），到现场标记出准确的位置。
不同类型的质量缺陷采用不同颜色的油漆进行标记。
7.1.2拟投入主要设备及主要人员
主要设备一览表
序号
设备名称
设备规格
数量
备注
1
液压墙锯机
塞迪玛WS-450H
2台
全液压切割机
2
液压挖掘机
/
1台
现场现有设备
3
冲击钻/凿岩机
TE25/YT-28
4台
用于预插钢筋造孔
4
手拉葫芦
HS-VT2
4台
用于小块砼吊装
5
施工台架
自制
1台
采用修补台车或防水板台车
6
自卸汽车
/
1台
转运废弃砼
主要施工人员组织一览表
序号
施工工序/工种
一个做业班组人员配备数量（名）
备注
1
管理人员
2
负责现场的技术及协调
2
操作手
2
操作机械
3
技术人员
6
砼切割
4
施工人员
12
砼清理及二衬重筑
5
安全员
2
负责现场施工安全
7.1.3施工注意事项
⑴施工前须对先对施工现场进行详细考察，详知周边环境，以便安排施工机具的安放位置及进出通道。
⑵为确保切割的安全施工，对所要拆除的部位进行施工平台及安全围挡，确保与施工无关人员进行施工区域。
⑶确保现场接通水电，照明良好、施工用水等工作。
⑷切割、拆除用的机械设备进行严格选用及检查。
⑸划分施工区域，避免立体交叉作业，采用区域隔离的方式，强调各区域的管理，严禁垂直面同时施工或上面施工下面过人的现象，杜绝坠物伤人事故的安全隐患。
⑹对施工人员进行安全技术交底，组织施工人员熟悉现场情况，认真领会和执行施工要求，清楚工程的分布状况、位置和用途。
7.2、二衬砼拆除方案
7.2.1二衬砼拆除原则
根据结构稳定，施工安全及施工可行性等方面确定分步切割的顺序，切割过程中，统筹安排，交叉施工，同时进行，加快施工进度。
施工原则为：
从上到下，先防护后施工，先切割后分离吊装。
7.2.2返工段落、部位划分
根据质量缺陷的问题，返工部位可分为以下三种：
1、“开天窗”局部返工。
该类质量问题主要表现为：
二衬厚度不足；多出现在拱顶、拱肩及拱腰部位。
如在拱顶部位，需要将拱肩以上部分全部进行返工或进行顶部加强处理；如在拱肩或拱腰，则只需局部开孔进行补厚重筑。
2、部分全环返工。
该类质量问题主要表现为：
二衬钢筋未按设计布设；多为1m~3m纵向长度未布设钢筋。
需要将该段砼进行拆除重筑。
3、一个台车位整仓返工。
该类质量问题主要表现为：
二衬强度不足；需要整仓砼拆除重筑。
7.2.3施工方法
（1）砼拆除流程
定位放线→施工台架就位→施工围挡及安全标识设置→切割机滑动轨道定位→安装碟锯切割机→切割分块砼→手拉葫芦吊装到地面→转移施工台车→静态破碎→清理场地、废砼块运输
（2）施工工艺
①施工前，先对需返工部位进行测量放样，确定具体的返工部位。
另外，在将返工部位砼分解成若干小块；顶部至拱肩部位尺寸不超过1000mm×1000mm，拱腰及边墙不超过2000mm×1000mm。
③对施工机具进行调试，对施工人员进行入场安全教育，落实施工所需电源、水源。
④在拆除范围外侧两米，以黄色警示带隔离。
⑤施工台架采用隧道现有的防水板台车或二衬砼修补台车，在施工设备机械进场、调试完后；及将施工台架就位。
⑥安装、固定切割机位置移走相关的管道、轨道，并将切割机架设在固定好的轨道上。
⑦采用铁掌固定手拉葫芦，固定位置应在切除块两侧原砼上；并在砼切除块用膨胀螺栓固定铁掌，用两个手拉葫芦将其锁死，避免切除块在完成切除后，因自身重量而垮下。
⑧切除完成后，用手拉葫芦吊装砼块，将其转运到地面。
⑨砼拆除时，按照先拱顶后两边的原则施工。
⑩采用挖掘机将拆除的砼转运到自卸车上，运至弃碴场倾倒。
（2）切割要点
①拆除施工方法：
从上到下切割拆除，先抽出顶部中间砼块，然后往两边同时往下拆除，最后切割下部管片。
②先对要拆除的管片定位放线，根据葫芦的起重能力分块，要求每块重量不超过1.0T，每段长约1m，每个砼块上打膨胀螺栓固定铁掌，用2个葫芦抽出，吊卸到地面，装车运走。
③切割时，碟片沿着定位线切割，不得偏移。
④砼拆除范围：
除内轨面向上1m范围内不拆除外，其余部分均可拆除。
内轨面向上1m范围内作为预埋仓位钢筋基础，砼拆除完成后，采用TE25冲击钻或YT-28凿岩机按设计的钢筋间排距进行造孔，孔深30cm。
按设计型号预埋环向钢筋，外露搭接长度需满足相关要求。
（3）切割拆除示意图：
①位于拱顶部位质量问题，将拱肩以上的砼全部拆除，重新施作。
如图中①部范围。
②位于拱腰、边墙部位的质量问题，采用“开天窗”的方法，只须将该部位砼进行切除，重新浇筑。
如图中②部范围。
③图中所示的③部范围，不进行拆除，该部位作为作为预埋仓位钢筋基础。
如上部存在环向切除，该部位采用TE25冲击钻或YT-28凿岩机按设计的钢筋间排距进行造孔，孔深30cm。
按设计型号预埋环向钢筋，外露搭接长度需满足相关要求。
7.3、工字钢拱架支撑定型钢模板二衬
不合格二衬砼拆除后，人工清理砼基面及与二衬接头处修整凿毛，然后拆除旧防水板、土工布（如防水板损坏较小，可修补）。
先在初支面上铺挂环向软式透水管并与出水口连接，再铺挂土工布、防水板。
对两端二衬接头工作缝人工凿槽安装橡胶止水带和止水条，然后采用TE25冲击钻或YT-28凿岩机按设计的钢筋间排距在两端接头打孔预埋连接钢筋，埋入相邻二衬砼内30cm长。
按设计间距绑扎二衬双层钢筋，与两端相邻预埋连接筋焊接。
衬砌采用钢拱架定型钢模板，支撑在自焊钢制工作台架上。
工字钢采用Ⅰ20a,全环分7片用钢板螺栓连接（见附图二），钢模板拱部用1500*100*50mm，边墙用1500*300*50mm,泵送混凝土一次浇筑完成。
二衬立模时要在边墙、拱腰两侧，拱顶预留5个500×300cm孔窗，做为灌注混凝土工作窗，灌注后及时封堵；混凝土达到7天强度后拆除模板修整砼表面。
八、质量保证措施
1、质量方针和目标
质量方针：
质量为本、精心施工、科学管理。
质量目标：
工程质量合格率100%。
2、参加本工程施工的技术人员必须认真审阅图纸，熟悉设计文件，领会设计意图和技术要求。
3、参加本工程施工的技术和管理人员必须认真学习和掌握主要工序的施工细则，严格执行各项操作规程。
4、做好技术交底工作。
实行工种工序合格交接制度，坚持隐蔽工程“三检制”验收制度。
5、做好工程各项资料的收集、记录、整理工作。
6、严格按照工地的各项规章制度进行施工。
九、安全保证措施
1、施工工地现场的管理人员，组织拆除工人进行安全生产教育，落实各项安全防范措施。
2、安全生产保证体系
3、所有电器设备及其金属外壳或构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护。
4、手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分，应有良好绝缘。
使用前应进行绝缘检查。
5、施工现场所有的用电设备，必须按规定设置电保护装置，要定期检查，发现问题及时处理解决。
6、电气设备外露的转动部分（如靠背轮、链轮、皮带和齿轮等），必须加装遮栏或防护置。
7、所有进场施工人员必须戴安全帽，拆除作业人员必须严格执行不准赤脚或者穿拖鞋，严禁酒后作业，不准疲劳作业。
8、在施工过程中，在钢支撑的两侧必须设置1.2米高的两道防护栏杆、挡脚板或设防护立网，并且不得擅自拆除或移动。
9、施工现场进行半封闭施工、封闭方式采用彩条布进行围蔽，且对切割部分洒水湿润，以防切割粉尘污染。
10、现场建立醒目的消防警示标志和紧急疏散标志，保持紧急疏散通道畅通无阻。
现场配备充足的消防器材，并定期对其进行性能检查，作业区、和通道咽喉处应配备足够的灭火器，并派专人管理。
11、严格遵守操作规程，按设备说明书的要求安全合理的使用机械设备。
12、灌注二衬混凝土时泵送砼速度要慢，按每小时灌一车8m3砼速度控制，防止跑模、爆模；
13、二衬支撑作业钢台架要达到掌子面开挖台车标准，结构附合要求，整体坚固稳定，满足边墙立模时水平加固要求。
拱顶钢拱架要与作业台架间设立撑加固，必要时停止洞内通行，对作业台架下部增加水平横撑，以保证二衬浇筑作业时台架与拱架支撑整体安全稳定。
十、施工案例图片
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