隧道整治工程施工技术方案.docx

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隧道整治工程施工技术方案

隧道整治工程施工技术方案

一、工程概况

改建铁路京九铁路向塘西至东莞段电气化工程起于三江镇（不含），终于东莞站（不含），正线全长821.525正线公里。

其中南昌鉄路局管辖工程范围起点里程kl490+216,终点里程k2008+200,正线全长517.984正线公里。

区间共有隧道改建匸程81座，其中全长500m以下的短隧道68座，全长500m以上至3000m的中长隧道12座，全长3000m以上至10000m的长隧道1座，均为双线隧道，隧道累计长度31.23952公里。

该隧道工程均为病害整治，主要是对裂缝、漏水、衬砌用度不够等地段进行整治处理。

隧道经过整治后，防水等级满足隧规要求，做到拱部不渗水，衬砌安全等级做到对行车安全无影响。

施工期间该隧道需要保持正常运营，施工空间狭小，只能利用列车间空闲时间施工或在“天窗”点内并封锁区间进行。

施工时材料组织、运输及施工期间人、材避车等均较困难，安全风险高，施工组织难度大。

隧道工程病害整治所需主要建筑材料：

C25钢纤维细石喷射混凝土、＜1）25中空注浆锚杆、W270钢带、"8钢筋网、118工字钢和24kg/m轻型钢轨拱架，"42厚3mm热轧无缝注浆钢管、C25混凝土。

二、施工技术工艺方案

隧道工程病害整治内容分两项，一项为渗漏水整治，另一项为衬砌结构加固。

渗漏水整治有三个处理措施，分别为：

1、凿槽塞“立止水”快速堵漏剂、灌注AB型双组份灌浆树脂、抹“优止水”防水剂；2、凿槽埋管引排；3、注浆堵水。

衬砌结构加固有五个处理措施，分别为：

1、锚杆加固；2、锚喷网加固；3、锚喷网加钢带加固；4、嵌钢轨拱架钢筋网锚喷加固；5、回填注浆。

隧道渗漏水整治难以做到一次性根治，缝雨季要进行复查复测，进行拾漏补遗工作。

1、施工准备

首先熟悉图纸，对各隧道病害进行核查，然后根据病害整治处理描施安排专业施工队伍和机械设备进场。

进行施工用风、水、电及施工便道的准备。

施工用风：

采用I2m3/min内燃空压机及小型空压机提供高压风动力，用于凿岩机钻孔及喷射混凝土施丄等。

施工用水：

山洞口附近设置的蓄水池，采用hygs型变频恒压供水设备供高压水，铺设“100mm钢管输水供隧道喷射混凝土等施工用水。

施工用电：

采用柴油发电机自发电，用于隧道施工及照明。

施工照明：

采用卤鹄灯照明，该照明具有安全性能好，能大幅度提高施工现场及工作面的照明亮度，有利于创造良好的照明环境，保证施工操作质量。

施工通讯：

本标段对外联络采用直拔电话、手机和互联网。

施工现场采用对讲机进行相互联系，各施工班组都配对讲机，随时保持联系。

对讲机频率报当地派出所备案。

设置拱架、钢筋加工场，进行118工字钢拱架、24kg/m轻型钢轨拱架、W27O钢带、"8钢筋网片加工。

在正式施工前，完成临时支护118工字钢拱架的加工。

自制辅助行走式多功能操作台架，用于隧道拱部整治高空作业。

该台车处于隧道基本建筑限界以外，行走轮置于两侧沟槽顶铺设的木板上，结构稳定，行走方便，且不影响列车运营。

在隧道衬砌进行锚喷网加固处理之前，对隧道净空进行一次复测，复测断面不小于5m—个断面，在复测断面尺寸上考虑喷栓厚度后，发现有侵入基本建筑限界及时通知设计单位。

施工队伍部署：

根据本标段特点及相应的工程数量，安排上场5个隧道整治专业施工队，总人数300人。

各施工队作业人员均具有3年以上铁路施工经验，并进行过客运专线知识培训。

2、立止水堵缝施工

隧道衬砌施工缝、裂缝渗漏水及区域渍水整治采用“立止水”堵水处理。

“立止水”快速堵漏剂用于缝宽＞5mm的渗漏水施工缝和裂缝凿槽堵漏处理，是以硅酸盐水泥和硅砂为载体，山多种化学物质组成的干粉状材料。

它可以在3-5分钟内堵住正在漏水的混凝土或砖石墙体上的漏洞。

立止水快速堵漏剂遇水后迅速发生反应凝结硬化，并具有微膨胀性。

与墙体形成一体堵住漏洞。

该材料不会收缩或氧化，只要墙体结构不变，它的止水效果就不会改变。

低温会延迟硬化时间，高温则可以加快硬化速度。

该材料具有如下优点：

1永久性：

该产品不收缩、不氧化，结构强度高，与被修补物成为一体；只要被修补结构不受损坏，就不会失效；

2方便：

只需用清水进行调和，瞬间就可以完成堵漏工作；

3与混凝土或砖石料的粘结强度高，保证堵漏效果；

4有效：

结构不发生变动的情况下，可长期止住水的泄漏；

5无毒：

经严格检验证明，可以用于饮用水系统、食品厂和养鱼池等工程。

具体施工方法为：

表面准备：

清除渗漏部位的灰尘、油垢和松动的杂物；将裂缝或漏点凿成梯形或U型槽或坑，其容积要能盛下足够量的“立止水”。

绝对不可以用V型槽或坑替代；凿槽或坑的关键是口小里大（槽深度5cm,槽口宽度4~5cm,槽底宽度5~6cm）,使“立止水”能在内膨胀而不止于脱落。

槽形状：

U型槽、梯型槽。

混料：

根据所凿槽或坑的大小，在容器内放入一定量的“立止水”粉料，按质量比，1kg“立止水”加0.16-0.2kg清水调合成较硬、均匀的腻子状。

注意:

每次调和的材料必须在5分钟内用完，所以不要调和过多的“立止水”以免造成浪费。

施工：

在漏水区挖出梯形或U型槽或坑；将调好的“立止水”捏成合适的形状，待手感到微热发硬时用力推入漏洞中；用手按住，直到“立止水”变硬。

最后槽及周圉刮涂“优止水”防水涂料两层防水。

注意事项：

极冷或极热的天气可能影响“立止水”硬化的时间，但不影响使用效果；不要用高于37摄氏度的水调和“立止水”；在极冷的气候条件下，用21摄氏度左右的水调和“立止水”；当表面结冰或上霜时，先用火将施工表面加热，再使用“立止水”；为了保证防水堵漏效果，“立止水”瞬间堵漏剂和“优止水”防水剂采用从上至下施工；“立止水”快速堵漏剂和“优止水”防水涂料要避免与皮肤接触，施工中要作好安全防范工作。

对于宽度^5mm的渗漏水施工缝和裂缝堵水采用灌注AB型双组份灌浆树脂的处理措施。

具体方法为：

把裂缝两边各3cm宽范圉内衬砌表面刷洗干净，清除松动混凝土块，沿裂缝间隔20~30cm贴一处胶带，然后刮涂J-1快干型封缝胶两道，封缝胶固化后揭除胶带，安设灌浆嘴灌注AB型双组份灌浆树脂，待树脂固化后，拆除灌浆嘴并清理表面封缝胶。

AB型双组份灌浆树脂为混凝土结构性微细裂缝灌浆处理专用树脂胶。

采用低粘度环氧树脂、高聚物乳液等配以各种添加剂、活性助剂改性精制而成。

可用于干燥或潮湿环境下，具有树脂本体收缩小、强度高、韧性好、适应力强等特点。

AB型双组份灌浆树脂使用时按配合比混合均匀后即可开始注入，一次性配合量以不超过500g为宜，随配随用。

现场使用时,为了方便可按体积比配合，因各组分比重不同，需在产品使用技术说明指导下调整配比。

3、凿槽埋管排水

渗水严重地段需要进行凿槽埋管引排处理。

采用风钻向上呈45°角钻4）30引水孔，孔深2m,插入W30PVC引水管。

引水孔内"30PVC引水管与排水槽内埋设的<1）100mm半圆形塑胶管相连同，将水引入排水槽内半圆形塑胶管。

排水槽一般设在环向施丄缝处，可结合实际漏水情况予以调整，起拱线处漏水较严重处也需凿槽埋管将其引入边墙排水槽中。

引排水流统一通过引排管进入隧道内侧沟，排出洞外。

当所在侧无水沟时，由隧底设"100过轨引排钢管，将其倒入另侧水沟。

排水槽施工采用混凝土切割机、风镐开凿，凿槽深度10cm,槽口宽度11cm,槽底宽度13cm,呈口小里大状。

槽底埋设4）100mm半圆形塑胶管并固定好后，用将调好的“立止水”瞬间堵漏剂填充，再用“优止水”防水涂料刮涂两层防水。

“立止水”瞬间堵漏剂和“优止水”防水剂采用从上至下施工。

4、注浆堵水

隧道衬砌表面存在大面积渗漏水地段，需要进行衬砌背后注浆堵水处理。

注浆前，先采用118工字钢拱架进行临时支护，钢拱架间距一般1米1棍,在衬砌薄弱或衬砌开裂极严重地段，钢拱架之间间距可调整为0.5m。

钢拱架安装要与衬砌内表面密贴、不侵限。

注浆方法：

采用风钻按布孔位置钻孔直接打入钢管法注浆，孔径为45mm〜50mm,注浆管的长度根据既有衬砌的厚度而定，深入岩层10〜30cm。

注浆管采ffl42mm马牙形注浆管，注浆孔间距3m（纵）X2m（环）（出漏水集中地段可适当调整），梅花形布置。

钻孔后须清孔，然后埋设注浆管。

埋管前在马牙扣处缠以沾有铅油的麻丝,用大锤将钢管打入孔内，使麻丝与孔壁充分挤压紧密。

注浆钢管管口内螺丝扣与注浆管路连接，打管时在有丝扣一端焊接"6加劲箍以保护丝扣（加劲箍要埋入衬砌，以防侵限），注浆结束后用塑胶泥将孔口周围封闭。

注浆材料：

采用纯水泥砂浆，水灰比为0.6：

1〜1：

1,灰砂比为1：

1〜1：

2.5o对衬砌背后不是空洞只是堵水及围岩裂隙的，釆用纯水泥浆，水灰比1：

1。

注浆：

注浆施工严格按照试验配比进行，充分掌握浆液的凝胶时间，并使用机械搅拌，确保注浆材料的可灌性。

注浆压力：

初压为0.1〜0.2MPa,终压为0.4〜0.5MPa。

注浆异常的处理：

发生串浆时，在有多台注浆机的条件下，同时注浆，当注浆机较少时将吊浆孔及时堵塞，轮到该管注浆时，再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋将管内杂物清除并用高压风或水冲洗，然后再注浆。

水泥浆进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量低圧力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。

注浆施工注意事项：

注浆前•，在道床上铺设厚塑料布等进行防护，以防浆液流窜到道床，使道床结块；

注浆过程中密切注意衬砌情况，一旦出现变形，立即停上注浆，并采取相应措施；

沿隧道轴线分左右逐段压浆，其顺序：

山两端向中央，山左向右，山低处向高处依次注浆；

注浆要连续作业，不得任意停泵，以防堵塞管路；

若注浆时间较长而不升压，可能浆液流窜太远，要缩短浆液胶凝时间或停注,若跑浆严重，可间歇注浆；

注浆期间设专人记录浆液消耗量，注浆时间及注浆压力等数据；

注浆期间设专人盯看，当衬砌裂缝或排气孔中有浆液渗出时，及时封堵或引流；

注浆后，设注浆孔，检查注浆效果;

5、中空注浆锚杆加固

隧道衬砌裂损较严重及衬砌厚度严重不足地段采用中空注浆锚杆加固衬砌结构。

加固采用"25中空注浆锚杆加固，锚杆长度4.5m,1.5X1.5m呈梅花型布置.衬砌表面局部凿除0.16X0.16m,深O.O35m,锚杆尾部的垫板和紧固螺帽要埋入衬砌中，表面用微膨胀型防水水泥砂浆抹平。

中空注浆锚杆施工工艺见下图。

中空注浆锚杆施工工艺流程图

中空注浆锚杆在专业厂家购买，锚杆钻机钻孔，液压平台辅助人工安

【球形螺母'长度检测管

装，专用高圧注浆泵注浆。

中空锚杆结构见下图。

［可测长锚头'中空注浆锚杆体防弊气联接套/排气管/吋记忆止集程护形帖］

（a）用于拱部

L土：

皿

⑹中空注浆锚杆用于墙部

中空锚杆结构示意图

施丄准备:

严格按照设计要求选择专业厂家订购中空注浆锚杆，并进行相关试验，确保锚杆体的抗拉拔力满足设计要求。

注浆浆液釆用水泥浆，施工准备阶段主要完成有关水泥相关试验和水质化验，进行浆液配合比设计及相关试验。

量放样、钻机就位：

锚杆孔开孔前做好量测工作，按设计要求布孔并做好标记，开孔偏差不大于10cm：

锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求。

锚杆钻机就位。

成孔:

采用锚杆钻机钻孔，测斜仪控制孔身倾斜角度，利用短杆冲孔，然后接长钻杆钻孔到设计长度。

锚孔位置、方向、直径严格控制，锚孔钻完后用高压风清孔。

清孔完成后进行锚孔位置、方向、直径进行严格控制，检查锚孔是否平直畅通，不合格的孔位重新钻孔。

锚杆杆体安装：

组装中空注浆锚杆杆体，安装可测长锚头、长度检测管。

人工辅助锚杆钻机安装，锚杆边旋转边送入锚孔。

隧道拱部采用带防弊气联接套的中空注浆锚杆，锚杆组装时，同时安装防弊气联接套、排气管。

杆体安装完成后，安装止浆塞、垫板、球形螺母，利用中空锚杆扳手拧紧。

安装锚杆垫板时确保垫板与锚杆垂直，并与初喷混凝土面密贴紧压。

锚杆安装后，不得随意敲击，3d（天）内不得悬挂重物。

注浆：

利用专用高压注浆泵注浆通过锚杆杆体预留通道接孔口注浆。

隧道拱部利用排气管排气；隧道墙部自然排气，确保锚杆孔内注浆饱满。

注浆浆液配合比设计：

注浆采用水泥浆，水灰比0.4〜0.5:

1。

浆液扩散半径r的确定：

根据已有资料进行工程类比及现场砂体注浆试验情况选定注浆压力范围，确定浆液扩散半径r的大小。

注浆孔距D与排距L的计算:

L=Dsin60°,D=2rcos30°

单孔注浆量Q注二nr2hnB

式中：

r-浆液扩散半径，m；h-压浆段有效长度，m：

几-岩石裂隙率；B-浆液在裂隙内的有效充填系数。

洞内注浆结束的标准：

注浆压力控制在设计规定范围内。

锚杆检测：

锚杆长度测量采用在锚杆杆体中预留通道，在注浆完毕后用机械法测量已锚固注浆锚杆的长度。

每段工程取代表性段落对锚杆进行抗拔试验，锚杆抗拔力不小于50kN/根，通过试验修正施工参数，指导大面积施工。

锚杆抗拔力采用锚杆拉拔器按规范标准分批进行检测。

6、锚喷网加固

隧道衬砌裂损严重且限界有富余地段或衬砌厚度严重不足且限界有富余地段采用锚喷网加固。

先采用4）25中空注浆锚杆加固，锚杆长度4.5m,1.2X1.2m呈梅花型布置。

"8钢筋网格间距25x25cmo钢筋直径及网格尺寸符合设计要求，在加工场分块预制成钢筋网片，长宽尺寸为80cm〜200cm,满足施工现场要求。

喷射混凝土前，将原衬砌表面凿毛、清洗，再挂网与锚杆连接，钢筋网同锚杆固定牢固。

钢筋网与受喷面的间隙为3cm左右，其保护层大于2cm。

网片之间搭接长度不小于20cmo

湿式喷射纤维混凝土工艺流程见下图

湿式喷射纤维混凝土工艺流程图

喷射混凝土采用C25钢纤维细石喷射混凝土，厚8〜10cm。

喷射混凝土由施工现场拌合站拌合，严格按配合比拌制。

材料要求：

选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥：

细骨料选用细度模数大于2.5的硬质洁净中粗砂；粗骨料选用粒径不大于10mm的连续级配碎石或卵石，化验合格的拌和用水；钢纤维为盾铃型，长度32mm,直径0.5mm,盾铃处0.7〜0.8mm,抗拉强度600Mpa：

所用外加剂确保不引起钢筋锈蚀、腐蚀和不对混凝土强度增长及硬化过程产生有害影响，其初凝时间不大于5min,终凝时间不大于lOmino

湿喷混凝土水泥用量不小于400Kg/m\坍落度为8〜13mm,混凝土拌和料停放时间不大于30mino钢纤维掺量每立方混凝土50kg,混凝土中掺入液体速凝剂，掺量不大于水泥用量的5%,并保证喷射混凝土的初凝时间不小于5min,终凝时间不大于lOmino

喷射混凝土采用湿喷工艺，施工机械釆用混凝土湿喷机。

喷射混凝土以高压风为动力，经喷头射至受喷面。

喷头距岩面距离为0.6m〜1.2m,喷头垂直受喷面，喷钢筋网时，将喷头稍加偏斜，并适当调整喷射角度，使钢筋网背面混凝土达到密实。

喷射路线应由下而上，分区、分段“S”形运动，喷头作连续不断的圆周运动，后一圈压前一圈1/3,螺旋状喷射。

喷射混凝土作业采取分段、分块，自下而上的顺序进行。

喷嘴做反复缓慢的螺旋形运动，螺旋直径约为20〜30cm,以保证混凝土喷射密实。

同时掌握风压、水压及喷射距离，减少回弹量。

喷射作业和喷层厚度严格按照设讣图纸或监理工程师指示要求进行，必须使锚杆的端头，完全用喷射混凝土覆盖，并保证钢筋网保护层厚度。

喷射混凝土表面尽量平整，确保没有干斑、疏松、裂缝、脱空、漏喷、漏筋、空鼓等现象。

按照规范要求对喷射混凝土进行养生。

混凝土终凝2h后，开始喷水养护，养护时间不少于7d。

7、锚喷网加钢带加固

隧道衬砌裂损严重且限界无富余地段或衬砌厚度严重不足且限界无富余地段采用锚喷网加钢带加固。

采用风镐沿衬砌环向凿槽宽30cm,深8cm,环向间距1.0m。

在环向槽内打"25中空注浆锚杆，压浆后，槽内冲洗干净，埋入W270钢带，锚杆位置应和W钢带上的孔相符，将W钢带与锚杆尾部用螺栓连接，再在钢带上焊接4）8钢筋（U型，环向间距50cm）,喷射C25钢纤维细石混凝土，并打光抹平，钢纤维掺量每立方混凝土50kgo

锚杆采用"25中空注浆锚杆加固，锚杆长度4.5m,l.OX1.0m呈梅花型布置,锚杆尾端用螺栓与W钢带进行固定。

锚杆抗拔力不小于50kNo

在施丄过程中加强对衬砌结构及围岩的监控量测和信息反馈丄作，及时掌握病害发展情况及围岩的稳定信息，以便调整病害整治方案，修正设计和施匸参数。

8、嵌钢轨拱架、锚喷网加固

遂道拱部衬砌掉块或开裂严盪且限界有富余需要嵌钢轨拱架钢筋网锚喷加固处理。

对加固地段采用118工字钢进行临时支护（间距lm/棍），在2棉临时拱架中间凿梯形槽，在槽内埋入24kg/m轻型钢轨拱架，用"50锁脚锚管固定钢拱架,用M20水泥砂浆槽内抹平，凿毛衬砌表面殓，打入＜1）25中空注浆锚杆，分段拆除临时钢拱架，挂钢筋网，喷射C25钢纤维细石混凝土8〜10cm,并打光抹平。

钢纤维掺量每立方混凝土50kg。

梯形槽凿槽深度14cm,槽口宽度14cm,槽底宽度10cm。

锚杆采用"25中空注浆锚杆加固，锚杆长度4.5m,1.2X1.2m呈梅花型布置，钢筋网采用"8钢筋，网格间距25x25cmo锚杆抗拔力不小于50kN。

钢轨拱架材料采用24kg/m轻型钢轨。

钢拱架在加丄场根据现场实际量测尺寸加工，经检查合格后，山轨道车运至安装现场。

按设计间距和测量的点位架立及安装。

拱架连接处经螺栓拼接，所有焊缝都应焊接饱满，不得有虚焊、砂眼。

按设计焊连"50锁脚锚管（L=4.5m）及"22纵向连接筋（环向间距1.0m）,确保安装质量。

钢轨拱架间距一般1米1棉，在衬砌薄弱或衬砌开裂极严重地段，钢轨拱架之间间距可调整为0.5~0.跖。

9、回填注浆

隧道衬砌背后混凝土脱空或不密实地段、普通混凝土枕翻浆冒泥较严重地段需要回填注浆处理。

注浆管采用＜l＞42mm马牙形注浆管，注浆孔间距3m（纵）X2m（环）（出漏水集中地段可适当调整），梅花形布置。

注浆孔釆用风钻钻孔，孔径为45mm〜50mm,注浆管的长度根据空洞大小而定，钻孔后先清孔，然后埋设注浆管。

当空洞深度小于等于40cm时，一次性填充。

当空洞深度大于40cm小于等于3m时，采用分层注浆；2m以内当空洞体积小于等于1.5计时填充水泥砂浆，大于1.5计时填充C25细石栓；2m以外填充细砂。

当空洞深度大于3m时，根据工点进行特殊设计。

分层注浆时，要在拱顶设观察孔，以观察空洞的注浆情况，观察孔间距2m。

每层注浆厚度依据现场情况而定，每层厚度基本相等，但第一层厚度不大于

40cm。

注浆材料采用水泥砂浆，水灰比（重量比）为0.6：

1〜1：

1,灰砂比为1：

1〜1：

2.5。

注浆前进行水泥砂浆配合比试验及强度试验，由试验室提供达到设计强度70%所需的龄期报告。

第一层注浆釆用M20水泥砂浆，第二、第三层均采用M10水泥砂浆。

为使第一层浆液尽快达到设计强度70%,需在浆液中添加速凝剂，其参量为水泥用量的3%。

注浆前，先进行注浆试验，用秒表记下注入和流出时间，据此确定注浆量、注浆压力，检查管路设备运行惜况。

在未进行注浆试验前，注浆压力控制在0.1〜0.2Mpa（注浆机设在避车洞时）。

最后一层注浆结束标准：

当注浆压力稳定上升达到设讣压力（0.5〜0.6MPa）后稳定10分钟，不进浆或进浆量很少时，即可停止注浆，进行封孔作业。

封孔作业：

停泵后立即封闭空口阀门，拆卸和清洗管路，待浆液凝固后用塑胶泥封堵管口。

注浆施工注意事项：

注浆管要埋入衬砌，不得外露，以防侵限；沿隧道轴线分左右逐段压浆，其顺序：

山两端向中央，由左向右，山低处向高处依次注浆；注浆要连续作业，不得任意停泵，以防堵塞管路：

注浆时要时刻注意注浆压力、衬砌变形观察和储浆桶的浆液下降情况。

若注浆时间较长而不升压，可能浆液流窜太远，要缩短浆液胶凝时间或停注，若跑浆严重，可间歇注浆；注浆期间设专人记录浆液消耗量，注浆时间及注浆压力等数据：

回填注浆后，拱顶设注浆孔，检查注浆效果；注浆过程中密切注意衬砌情况，一旦出现变形，立即停止注浆，并釆取相应措施；分层注浆前要架设钢拱架进行临时防护。