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隧道实体质量缺陷整修方案

滨绥铁路牡丹江至绥芬河段扩能改造工程

隧道实体质量缺陷整修方案

哈牡客专公司

二O一五年一月十三日

隧道实体质量缺陷整修方案

一、编制依据

1.《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2010]241；

2.《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010/J1149-2011；

3.《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2009/J947-2009；

4.《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设[2010]241；

5.《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010/J115-2011；

6.《铁路桥隧建筑物修理规则》（TG/GW103-2010）；

7.《高速铁路桥隧建筑物修理规则》（TG/GW114-2011）；

8.《铁路混凝土结构耐久性修补及防护》（TB/T3228-2010）；

9.《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）；

10.牡绥铁路隧道设计图及现场实际情况等。

二、隧道存在的缺陷问题

通过无损检测、锤击检查、现场观察排查等方式对隧道进行了全面细致的检查。

并经认真分析梳理出目前隧道存在的质量缺陷。

主要体现为：

二衬混凝土表面蜂窝麻面错台、衬砌钢筋保护层过小漏筋、二衬表面裂缝、二衬渗漏水、二衬背后脱空等。

三、原因分析及整修措施

1、二衬混凝土表面蜂窝麻面错台

造成原因是多方面的，经过分析，主要有以下几种：

混凝土塌落度控制不严格，施工时混凝土自由落体高度偏大，混凝土有离析、飞溅现象，浇筑时飞溅于模板上的混凝土先初凝，与后浇筑的混凝土分层，脱模时掉落；混凝土现场捣固有漏振、过振现象，且台车拱部附着式振动器未开启；模板台车打磨不彻底，旧有的混凝土残留物未清除干净，脱模剂涂刷不均匀；施工过程中，台车打磨、整修次数不足；由于衬砌浇筑时间比较长，脱模时间过早，致使混凝土表面粗糙不平。

错台主要为台车模板变形，模板与旧混凝土无法密贴，以及混凝土窗口、模板接头处未加固牢靠产生。

整修措施：

衬砌表面错台首先将突出的混凝土切割、凿除，然后做磨平处理。

磨除坡度:

平行水流方向1/30;垂直水流方向1/20。

磨除后与成型混凝土平顺连接。

对于蜂窝：

拱部采用注浆处理，边墙蜂窝视其蜂窝具体情况采用注浆或凿除松散混凝土后修补处理。

2、衬砌钢筋保护层过小漏筋

造成的原因是多方面，经过分析，可能为以下原因造成：

钢筋绑扎时没有严格按照梅花形布置绑扎丝，或未放样点位，未设置钢筋间距、层距骨架；钢筋保护层垫块未施工或数量不足，不满足每平方米4个；拱部钢筋施工时，未预留沉落量。

整修措施：

衬砌钢筋保护层过小采用表面喷阻锈剂，涂刷防水材料处理。

3、二衬表面裂缝

造成的原因是多方面，经过分析，主要为：

仰拱施工缝与二衬施工缝不一致，先后施工的仰拱段落出现了不均匀沉降，使二衬混凝土在仰拱施工缝处产生裂缝，致使衬砌表面产生裂纹。

整修措施：

由于不均匀沉降导致二衬施工缝及附近处产生环向裂缝，采用树脂类浆液缝内注浆和表面封堵处理。

采用的具体材料及施作方法如下：

1、材料选择

采用防开裂性能稳定，对原有结构没有负作用，符合相关要求的高弹性、高强度以及抗拉性、抗腐蚀性性能较强的EP-01环氧树脂高分子环保型化学注浆等材料。

①、EP-01高分子化学材料性能

该高分子化学材料是指以邻苯二甲酸二丁酯和乙二胺化学合成而制成的高分子化合物，它具有高弹性、高强度，抗拉性能、腐蚀性能较好的多重功能，它本身形成的高分子化合物的化学性质极其稳定，并有高强度、膨胀的特点。

EP-01环氧树脂为低黏度、双液型，常温硬化型的注入修补用环氧树脂，主要用于混凝土结构物龟裂空鼓，线麻形裂纹修补之用，硬化后放热低、收缩小，对多种结构物具有极优越之接着力，尤其对混凝土的接着更佳，借着机械灌注（高压）或注射器注入法（低压），可深入结构体以及细微之裂缝，充分达到修补和补强的效果，使结构物恢复其整体性和达成一体化之目的。

在裂纹缝中长期固化时，对人体无害，对混凝土结构无污染。

②、固化材料的性能

固化材料是与主材料EP-01高分子材料按一定的比例配置备用的有机材料，其对注浆液有一定的固化、速凝、防水等性能，固化后使原液态浆液变成固态高弹性高分子聚合物。

③、稀释材料的性能

稀释材料选择二甲苯、丙酮、丙烷、无水乙醇等稀释剂，对高分子EP-01材料有一定的稀释作用，以便于控制EP-01和固化剂配比后形成的化学浆液凝固速度，这样对注浆效果和质量有一定的作用。

④、SK-02材料性能

该材料是一种以无机材料为主，以有机高强度抗震性能较好的材料合成的高分子粘合材料，具有防水高弹性、耐候性高、无毒、不可燃等优点，其完全固化后可承受人行荷载，可渗透裂缝并抵抗轻微开裂，可承受基底的膨胀和收缩变型，对裂纹缝嵌入、粘合具有较好的处理性能。

⑤、JS-981聚合物水泥防水涂料的性能

该材料对隧道二衬混凝土结构裂纹是有一定的胶粘、防水、抗腐蚀等性能。

⑥、RF-6粘合剂的性能

封堵材料RF-6是一种以无机材料为主，以有机高分子材料改性的优良粘合材料，它具有无毒、速凝、早强、抗渗、高粘合等作用，施工方面，它与配制的防水保护砂浆有粘接强度大，速凝性能好等特点，适用于裂纹施工并微胀，抗压、抗拉等技术指标都优越。

⑦、RF-500抗渗材料性能

RF-500是以无机材料为主的粘合柔性材料，实为水泥砼体粘合剂。

⑧、SIKA.WATERPROOFING.SEAL材料性能

西卡双组份聚合物改性水泥基防水灰浆与基面粘结性能优异，略有柔性，防水，并增强抗腐蚀性和抗冻性。

2、施工组织设计

1）、施工准备及作业准备

①原材料及辅助材料的准备，对于原材料及辅助材料派专人专职保管，以保证材料的质量和化学性能。

②对于裂纹施工操作的基面进行必要的清理，然后用电锤打好注浆孔[如需沿裂缝剔槽（缝宽10-15mm）则先剔槽后调料环氧腻子封缝胶，骑缝粘贴找平，24小时后方可注浆]，上好注浆针头并进行裂纹基面修补，以保证整个工程的质量和观感。

③对于施工环境作实地考查，以便及时调整材料的配方和注浆效果的控制，保证施工的质量和施工的连续性，以便在科学的管理下完成工作任务。

④对于裂纹处理施工的主要设备-高压注浆泵，采用RUTH高压注浆机，最大压强可达700Kgf/C㎡。

⑤对于辅助工具，冲击电锤、磨光机、各类抹灰工具、五金工具、料桶作充分准备。

⑥辅助材料有固化材料（T-32低温、潮湿固化剂，JSD-302固化剂），SK-02胶粘剂，RF-6防水快速粘合剂，JS-981聚合物水泥防水材料，稀释剂（丙酮、二甲苯），环氧胶泥，堵漏宝等作为配套材料。

⑦对主材料EP-01化学浆液系统中的高分子、高强性的材料根据温度、通风、日照等多方面条件有全部了解，以便于及时调整材料的配方控制、调整。

⑧落实好材料、设备、电动工具另时设施的购置计划。

⑨落实好施工人员技术配套，考测计划。

根据现场实际情况科学合理安排好工期计划，指定好现场施工的安全规范，指定好施工质量、检查、监督。

2）、裂纹整治方案

①查找裂纹来源，对隧道周围以及隧道二衬等情况进行调查，为制定裂纹整治方案提供依据。

②从隧道二衬的混凝土结构上分析其原因，要了解结构的强度、刚度和是否满足要求，对打孔、上针头以及注浆和其不均匀沉降等问题有充分了解，进行注浆、磨光、修补等工作要做到万无一失，也就是说裂缝不在继续扩展的情况下进行高质量完成工作任务。

3）、工艺流程

①、查阅有关裂纹处理资料，寻找裂缝，对于潮湿基层，先清扫积水，对于干燥基层，清理表面灰尘，了解前期施工情况为下面电锤打孔做好准备。

②、搭脚手架要注意架空高度、宽度，保证行车的安全，要能移动又要保证脚手架的牢固性、可靠性。

③、对裂纹位置要求要按混凝土结构的厚度准确进行打孔，按裂纹线的倾斜300-750或骑缝进行打孔，根据实际情况控制打孔的深度，以便上好注浆针头（用工具埋设并紧固），为能使浆液注得饱满提供充分的前提准备。

④、试压，当粘合剂抹刷48小时后，进行试压，以避免注浆时受注浆压力的影响。

⑤、压浆，试压合格后，注浆压力掌握要配备富有施工经验的注浆技术人员进行操作，灌注浆液应从结构立面由下往上灌注，当浆液从裂缝处冒出应立即停止，依次向前进行。

⑥、加压，压浆程序完成后15-20分钟进行重新加压一次（根据实际情况需要），确保缝中浆液饱满（使用后的机具及容器应于硬化前用丙酮等稀释剂彻底洗净）。

⑦、剔除注浆针头（确保浆液完全固化后），用RF-6粘合剂、防水砂浆封堵注浆孔，并做好修饰和复查，如出现问题及时解决。

⑧、打磨，打磨工作须在前期工作做好，符合质量要求的情况下进行，保持墙体打磨光滑、平整，然后用SK-02及JS-981等材料进行表面装饰工作的处理以便达到质量要求和验收标准。

4、二衬渗漏水

造成的原因是多方面，经过分析，可能为以下原因造成：

防水板施工不到位，施工错开长度、压接方向、焊接工艺不达标，破损时未及时修复；施工缝止水带安装不到位，既有端头处混凝土表面未进行凿毛处理，虚渣、混凝土浮浆、堵头板杂物未清除干净；个别部位漏振，混凝土离析，骨料、浆液分离，混凝土不密实，形成薄弱环节；设置的排水盲管不通畅，有可能被混凝土挤压变形，或者被混凝土浆液阻塞，不能起到引排水的功效，使二衬背后积水，并导致地下水压升高，当水压达到一定程度时，便会从防水板和混凝土的薄弱位置渗漏出来。

整修措施：

二衬表面局部点渗水的注浆堵孔处理，表面漏水的开槽引排处理。

采用的材料及具体施工方法如下：

1、表面局部点渗水注浆封堵

注浆施工主要是针对二次衬砌壁疏松、不密实而造成的渗水。

封孔

注浆

查渗

钻孔

埋注浆头

补注

基面防水修补

图2注浆工艺流程图

（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，进行衬砌的开凿，开凿深度为10cm。

开凿范围根据渗漏点的形状具体设定。

用冲击钻或专用打孔设备，自槽内渗漏点向砼内打Φ50的孔，深入结构10cm。

（3）埋设注浆管

采用注浆头埋设，注浆头对正钻眼位置。

然后用W-21堵水速凝砂浆封孔，封管时将表面凿除部分全部封堵，表面采用P-31聚合物改性水泥基修补砂浆或环氧树脂砂浆修补。

见下图3。

（4）注浆

注浆管埋设1小时后方可注浆，注浆前先进行试压，控制好注浆压力。

（5）注浆材料

注浆材料主要选择：

G205高聚合物化学浆，W21封堵砂浆，P-31聚合物改性水泥基修补砂浆。

（6）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W-21堵水速凝砂浆封堵，表面用P-31聚合物改性水泥基修补砂浆修补抹平。

2、表面漏水凿槽下管引排

对于渗漏水严重呈线形渗漏水的，采用堵排结合，以排为主的处理方案。

对于纵向裂缝采取裂缝嵌补处理，不破坏结构原有联系；对环向线形渗漏和施工裂缝线形渗漏采取顺畅排放。

其施工步骤为：

表面清洗、凿槽、埋管与封填、刷桨、养护。

首先在二衬渗水端点处，沿出水点开凿一道引水槽，引至电缆槽排水沟，同时向下凿槽最后引至中心水沟。

切槽断面在深*宽：

60*20cm即可（如渗水较大，可适当开凿深一点）。

将引水槽四周修整顺畅，基本平顺。

取φ80mm透水盲管扣于槽内，要尽量与内壁靠拢，盲管外包一层保温石棉，表面再铺一层保温石棉，然后在石棉外抹一层7cm的水泥砂浆，在砂浆外侧再铺一层保温石棉，最后加一层钢筋网并浇筑30cm的混凝土。

见下图。

3、主要材料性能介绍

使用材料包括：

G205高聚物化学浆、W-21速凝堵水砂浆、P-31聚合物改性水泥基修补砂浆。

①G205高聚物化学浆

具有无毒，环保和耐久性高等特点。

适用于围岩和隧道衬砌的防水帷幕灌浆和高压堵水注浆。

②P-31聚合物改性水泥基修补砂浆

P-31聚合物改性水泥基修补砂浆是一种水泥基、含硅灰和加强纤维的单组份聚合物改性修补砂浆。

主要用于建筑物和混凝土结构物的修补，特别适用于建筑物和混凝土结构物裂损快速修补作业。

③W-21速凝堵水砂浆

W-21速凝堵水砂浆是高强度快速堵水材料。

W-21速凝堵水砂浆是一种无氯、速凝的预拌粉状水泥材料，与水混合后，可在3～5分钟内堵住正在漏水的混凝土或砖石墙体的孔洞并形成速凝强力永久止水栓——只要墙体结构不变，它的止水效果就不会改变。

④DMEP-D-GJ-30/200环氧树脂砂浆

外观：

A、B组分均匀；浆液密度（g/cm3）：

1.025；初始粘度（mpa.s）：

30；可操作时间（min）：

2—3h；固化物抗压强度（MPa）：

≥55；固化物抗拉强度（MPa）：

≥28；固化物粘结强度（MPa）：

干粘结≥3.5；湿粘结≥2.4。

5、二衬背后空洞

造成的原因是多方面，经过分析，可能为以下原因造成：

衬砌浇筑时，未严格按照台车拱顶设计的三个或四个浇筑孔，由低坡度向高坡度逐孔浇筑，致使衬砌拱部脱空；混凝土振捣不密实，尤其是台车拱部安装附着式振动器未开启，混凝土凝固后收缩造成空洞；初支表面不平整或防水板松驰度不合适产生空洞。

整修措施：

二衬拱部背后空洞采用充填注浆处理。

具体施工方案如下：

①钻孔施工

⑴根据衬砌具体缺陷位置及范围，搭建注浆作业临时平台，准备所需设备为风枪、注浆机等。

⑵确定钻孔的孔眼位置

根据检测报告上显示的不密实里程和部位，确定钻孔的位置、数量，并做好标识。

⑶钻孔：

在标记钻孔处用风枪进行钻眼，根据检测缺陷实际长度进行钻孔，要边钻边进行测量，防止超钻破坏防水板。

钻眼到达实际衬砌厚度处停止钻孔，检测衬砌背后是否脱空。

如钻孔深度达到实测厚度仍未钻透时，应边钻边测量且要做好记录。

②注浆施工

⑴注浆之前，连接注浆管路，并对管路进行试压力，以此确定管路是否漏浆和空载压力。

⑵注浆时合理确定注浆顺序，先从隧道纵断面高程低的部位开始。

注浆时密切观察注浆流量、注浆压力及周围衬砌情况,如出现压力迅速上升而浆液却不易注入或注入量很小的情况，应加大水灰比、降低浆液浓度，同时检查注浆管有无堵塞，并加以疏通。

相反当发现注浆压力较低或压力上升缓慢而浆液注量却特别大时，应停止注浆，检查是否有漏浆或串浆的现象并及时加以堵塞，同时减少水灰比或在水泥浆中增加适量速凝剂以缩短凝结时间。

⑶注浆结束标准以注浆压力和注浆时间、注浆量综合判定。

当达到下述情况之一时即可结束注浆：

①当上游相邻孔口出现冒浆时；②当注浆压强已达到设计终压，且稳压10min后，即可结束注浆。

⑷注浆过程应派专人负责，填写《注浆记录表》，记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据，观察压力表值、注浆孔串浆、流浆程度，在整个过程中要留存影像资料备查。

③注浆效果评定

隧道衬砌背后注浆全部完成后，统一组织无损检测单位对不密实部位再次用地质雷达进行复检，确保处理效果满足要求。

四、安全措施及要求

1、隧道衬砌修补施工时，所有施工人员必须经过安全三级教育，进入施工现场佩带安全防护用品，高度2m以上作业时，必须配备高空安全防护用品。

每班施工前，专职安全人员必须进行班前安全讲话，提醒危险源。

2、所有施工平台应使用专用爬梯上下，当采用自制爬梯时，爬梯焊接节点不得小于5cm，爬梯同平台之间连接牢固，并留有一定空隙便于人员上下。

大于2m的作业平台顶，必须设置1.2m高度的防护栏杆，同时挂安全网。

3、施工场地前后20m范围，必须设置反光警示标志；洞内作业时，洞外必须设置专人进行防护，防止电气化轨道车快速通过造成意外事故；当有轨道车通过时，洞内人员必须停止作业，并将作业工具移至安全区域。

4、注浆前，应检查注浆设备，确认管体、注浆机是否完好，注浆压力严格按照措施要求操作，防止注浆过程中管体爆裂伤人，注浆管不得搭接拧曲，注浆时管口设闸阀，与注浆口必须连接牢固，注浆后待其稳定15分钟后拆除接头管，注浆过程中严禁喷头后站人。

5、施工前，各类施工设备必须进行检查，特殊设备操作人员必须持证上岗，普通设备，操作者亦必须经培训合格后，方可上岗。

6、所有隧道修补时，严禁采用砂浆抹面、填塞，仅采用打磨机打磨平顺，并将拱顶浇筑孔处及施工缝处残留浮浆、混凝土块清理干净，防止其掉落伤人及影响后期运营安全。

五、质量措施及要求

1、成立专职隧道衬砌修复管理小组，指定专职领导包保负责，全管段统一协调、安排指挥。

2、所有修补人员必须经过培训，并认真学习本方案，掌握各项修复施工技能。

3、用于修复的各类材料，必须有合格证明且经试验室检测合格。

4、施工前，技术人员必须将里程标注明确，并根据隧道衬砌检查结果，放样出衬砌缺陷部位，并做好现场跟踪指导工作。

5、修复施工时，严格按照检查出的缺陷位置进行修复，杜绝随意修复或敷衍了事。

6、修复过程中领工员及安质员全过程监控，做好相关施工过程记录，确保施工过程受控。

7、隧道衬砌修复完成后，应及时组织人员再次进行检查，对整修效果进行检查，如有不到位的部位，必须重新再次整修。

8、再需要钻孔的部位，如遇到钢筋时，必须将孔位移走不得将钢筋切断；所有用于修补钻孔的浆液内，必须加入植筋胶或环氧树脂系胶结剂，防止修复后出现脱落现象，掺量根据试验确定。

六、文明施工及环境保护

1、每日施工完成后，所有设备、机具必须统一存放，排放整齐。

2、现场所用物资必须下垫上盖，防止污染。

3、注浆残余物，必须运输至指定地点，不得乱倒乱弃污染环境。

4、每个部位施工完成后，必须做到工完料清，所有杂物、工具、设备清理干净。

哈牡客专公司

2015年1月13日