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软岩隧道施工质量控制完整
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软岩隧道施工质量控制
乌宏明
摘 要:
软岩隧道由于其具有独特的地质状况,为隧道施工质量的控制带来了一定的难度。本文以桃树坪隧道为例,通过从质量控制采取的作业技术和管理活动两方面入手,以解决软岩承载力不足主线,以施工质量控制的依据及其影响因素为基础对桃树坪隧道质量控制的基本措施和具体措施进行论述。
关键词:
软岩隧道 质量控制
一、工程简介
桃树坪隧道是兰渝铁路LYS-7标段内一特长隧道,全长3220m,为双线单洞隧道。我公司位于此隧道出口段( 重庆方向),向进口段(兰州)方向采用三台阶+水平旋喷超前预加固方法进行施工。
二﹑软岩隧道工程质量控制
2.1质量控制包括采取的作业技术和管理活动两方面。作业技术是指直接生产产品或服务质量的条件,但不是具备相关作业技术能力,都能生产合格的质量,在社会大生产的条件下,还必须通过科学的管理,来组织协调作业技术活动的过程,以充分发挥其质量形成能力,来实现预期质量目标。
2。2隧道质量控制依据:
(1) 合同文件及其技术规程如《公路隧道施工技术规范》或者《铁路隧道工程施工质量验收标准》,以及合同文件规定的编制的设计文件﹑图纸和技术要求及规定等,反应了业主的建设意图。
(2) 有关控制原料﹑半成品﹑构配件的质量标准。
(3) 有关施工工艺规程及验收规范。
(4) 凡属于采用新工艺﹑新技术﹑新材料﹑新结构的工程,事前应进行试验,在此基础上制定的施工工艺规程,应进行必要的技术鉴定。
2。3施工过程中施工质量的主要影响因素
施工过程中工程质量的主要影响因素:人﹑材料﹑机械﹑工艺和环境。严格控制这五大因素,是保证施工过程中工程质量的关键。
三、桃树坪隧道软岩地质及其影响的质量问题
(1)桃树坪隧道穿行于黄河高阶地下部,洞内开挖显示地层从上到下主要为粗细圆砾土、卵石土及第三系弱胶结粉细砂层,富水粉细砂层,围岩级别为Ⅵ级。上台阶为粗圆砾土和卵石层。此结构层特点:基本无自稳能力,因粒径较大,填充物少无胶结,开挖后便松散滑塌。中台阶为第三系弱胶结粉细砂层。此结构层特点:呈砂状结构,成岩作用差,原结构较密实,自稳能力差,无胶结,稍有扰动即成松散粉状结构。下台阶和隧底为富水粉细砂层和板结层。此结构层特点:土质呈流塑状,软化现象明显,极易发生溜塌,完全无自稳能力,此外由于仰拱底部有板结层的原因降水较困难.
(2)隧道穿行于黄河高阶地下部,地势上隧道进口低,洞身出口高,相对高差达200m以上,最小埋深处仅6米。地表上沟谷发育,下切较深。该地区地下水为第四系孔隙水和基岩裂隙水。隧道洞身部分隧道洞身通过地段较为破碎。2021年8月份兰州处于雨季,洞外雨水较大时,洞内初期支护渗水和仰拱基底涌水都较严重,又由于我公司位于此隧道出口段( 重庆方向),向进口段(兰州)方向施工,属于反坡施工给隧道降水带来一定难度。
综上所述软岩隧道施工面临的主要问题是:(1)软岩自稳能力差,基本无承载能力.(2)隧道的降水问题。上述两方面相互交叉造成了软岩隧道施工中出现的初支开裂,掌子面塌方,初期支护侵线,二衬渗水严重,隧底不稳固等严重影响隧道质量问题。
四﹑桃树坪软岩隧道质量控制基本措施
4。1作业技术层面上
4.1。1桃树坪软岩隧道施工面临的主要问题是:(1)软岩自稳能力差,基本无承载能力。(2)隧道的降水问题.针对上述问题公司引进新意法施工技术。新意法认为可以通过加固超前核心土来稳定隧道,这样就可以控制收敛变形和挤出变形。由于是新工艺,根据质量控制的依据要应进行试验,并在此基础上制定施工工艺规程,和必要的技术鉴定。
试验期施工方案为:(1)加固软弱围岩:通过PST-60钻机进行水平旋喷桩施工和SM—14钻机进行锁脚旋喷和竖直旋喷桩施工。(2)降水采用水平真空降水﹑洞内深井降水﹑轻型井点降水,多级排水措施.通过几个循环的试验,解决了软岩的无承载力和降水的问题。此工艺基本成型被铁道部工管中心认可,可在桃树坪隧道出口通过此工艺施工。
4.1.2五大控制质量因素如何影响桃树坪软岩隧道施工质量
(1)人的因素。施工人员要听从技术人员交底进行施工。技术人员要了解施工工序和施工关键的点,对施工质量和材料进行检查,并进行技术交底。生产经理要有长远的施工计划,组织生产,调动工人施工的积极性。总经理对外要搞好交流,对内控制成本,控制施工进度等等。只有每个人都做好自己本职工作施工质量才能有所保证。
(2)材料的因素。在桃树坪隧道要检验的材料都有:1.R28自进式锚杆2.HPB235φ8和HRB335Ф22的钢筋3。热轧普通工字钢I25a5。水泥。6.粗细骨料7.外加剂8.喷浆料的拌合用水9.中埋和背贴式止水带 10。14mm厚的钢板 11。Φ42﹑Φ76﹑Φ89的无缝钢管 12。ф50和ф100PVC管 13。EVA防水板 14钢边式橡胶止水带。15。土工布等。以上材料必须在监理监督下取样,到有相应资质的试验室进行相应的检测试验,只有合格的材料才能使用。这些材料的质量直接影响施工质量,如果材料质量不合格,工程质量也就不合格。
(3)机械的影响.由于桃树坪隧道新意法所采用的机械都是先进设备,且隧道提高软岩的自稳能力全靠PST-60和SM—14钻机的施作的旋喷桩,所以对钻机和泵站的合理使用﹑保养﹑修理就显极为重要.钻机和泵站如果出现较大的问题会严重影响隧道的进度,质量,安全。现今机械在工地是一种强大有力的工作手段,不注意这些最终影响质量问题。
(4)工艺对质量的影响.桃树坪隧道基本技术措施包括1。三台阶+水平旋喷超前预加固施工技术实现了对掌子面进行安全开挖和提高了软弱围岩承载力。2。三大降水措施处理隧道内水的问题。3.锁脚旋喷能稳定施工好的初期支护,控制了隧道初期支护的下沉和收敛。4竖直排桩控制了开挖仰拱发生的溜塌。5。监控量测为预防隧道发生大的变形提供警示,及时采取抢救措施来降低质量与安全风险。上面这五个技术措施都对隧道施工质量产生了相当大影响,缺一不可。如果那一项没做好都会给隧道施工质量带来严重质量与安全隐患。
(5)环境因素对质量的影响。1.桃树坪隧道所处位置基本无任何自然灾害,自然环境不会对施工产生多大影响。2。隧道内较潮湿﹑阴暗﹑灰尘较大,温度维持在15°左右。为提高施工效率和保证工人的身体健康,进洞需佩戴安全帽,口罩,穿水靴上班,及时对洞内进行通风和安装照明灯.3.项目部需配置施工队长﹑试验员﹑质检员﹑技术员﹑安全员﹑资料员﹑测量员﹑工程部长﹑总工,生产经理,总经理等相关人员4。现场施工质量首先要有施工队长初步检查,质检员进行复查之后报验给监理进行最后的检查。质量合格后方可进入下一步的施工;质量不合格必须进行处理,再次检查合格后方可进行下步的施工。5。现场管理主要依托总经理的指示,生产经理负责调度和执行,各部门相互配合才能实现现场有序高效的质量管理.
4.2管理活动层面上
4。2.1管理活动层面上以施工质量控制的三大过程为基础,以PDCA循环工作方法为手段对工程质量进行控制。三个大过程分别为施工准备阶段的质量控制过程﹑施工过程阶段的质量控制过程﹑施工验收阶段的质量控制过程。PDCA循环工作它分为四个阶段(1)策划阶段,又称P(plan)阶段。主要是在调查研究的基础上制定计划,明确目标并制定实现目标的行动方案.(2)实施阶段,又称D(Do)阶段。包括计划行动方案的交底和按计划规定的方法与要求展开工程作业技术活动两个环节。(3)检查阶段,又称C(Check)阶段,就是检查生产是否按计划执行,其效果如何。(4)处置(处理)阶段,又称A(Action)阶段,就是采取纠正和预防措施,处理存在的问题和总结经验教训。它有四个显著特点:(1)完整性:周而复始,闭环管理。PDCA循环过程不是运行一次就完结的,而是螺旋式上升﹑周而复始地进行。(2)连续性与渐进性:循环前进,阶梯式上升。PDCA不是停留在一个水平上的循环,不断解决问题的过程就是水平上升的过程。(3)系统性:大环套小环,一环扣一环,小环保大环,推动大循环。如下图:
这说明工程质量不是一蹴而就的,需要在三大过程中持久的实施PDCA的质量控制方法,从细节做起,认真完成PDCA的闭合,以小带大把质量从一个水平推向一个更高的水平,工程质量才能有所保证。
4.2.2桃树坪软岩隧道管理活动层面上的具体措施
按PDCA质量控制方法(1)策划阶段。首先明确桃树坪隧道软岩的施工的难点是1.软岩自稳能力差,基本无承载能力。2。隧道的降水问题。解决问题的方案是首先采用新意法用PST—60和SM—14钻机进行旋喷桩施工来加固掌软弱围岩,控制初期支护下沉。第二按照设计图纸施工,确保隧道内部结构质量.但在施工的过程中一定要以软岩自稳定能力差为根本并同新意法相结合,采取合理施工方案施工.第三采用多种降水措施来降水。第四加强围岩量测,为预防隧道发生大的变形提供警示,及时采取抢救措施来降低质量与安全风险。
旋喷桩质量控制:1.施工前做好
桃树坪隧道施工组织顺序基本如下:1。对掌子面进行水平旋喷加固和在初支轮廓线外打水平真空降水孔。2.进行上台阶的初期支护施工。3.进行中台阶的初期支护施工.4.进行中台阶锁脚旋喷施工。5。开挖下台阶之前进行轻型井点降水。6。进行下台阶的初期支护施工。6.进行下台阶的锁脚旋喷施工。7。在隧道下台阶横断面方向上进行竖直旋喷桩施工。8.开挖仰拱之前进行轻型井点降水和洞内深井降水施工。9.进行仰拱初期支护﹑仰拱衬砌﹑仰拱填充施工.10。对成环的初期支护进行修理.11.二衬施工。12.回填注浆. 13。每天对隧道初期支护进行监控量测,发现数据异常时及时加固初期支护。上面 12道工序要衔接流畅,及时施作,且要保证每道工序施工符合设计和施工要求,更不可跳过某道工序直接进入下一道工序,否则会给隧道施工质量带来隐患。
二衬施工质量控制
一、钢筋工程
浇筑混凝土之前,应进行钢筋隐蔽工程验收,其内容应包括:
(1)受力钢筋的牌号、规格、数量、位置;
(2)钢筋的连接方式、接头位置、接头数量、接头面积百分率、搭接长度、锚固方式及锚固长度;
(3)箍筋、横向钢筋的牌号、规格、数量、间距,箍筋弯钩的弯折角度及平
直段长度;
(4)预埋件的规格、数量、位置。
〔说明〕钢筋隐蔽工程反映钢筋分项工程施工的综合质量,在浇筑混凝土之前验收是为了确保受力钢筋等的加工、连接、安装满足设计要求.钢筋验收时,首先检查钢筋牌号、规格、数量,再检查位置偏差,不允许钢筋间距累计正偏差后造成钢筋数量减少。
1、钢筋原材
钢筋进场时,应按国家现行相关标准的规定抽取试件作屈服强度、抗拉强度、伸长率、弯曲性能和重量偏差检验,检验结果必须符合相关标准的规定。
2、钢筋加工
根据设计施工图设计参数,对二衬钢筋进行单元划分,主要分为仰拱二衬钢筋及边墙、拱部二衬钢筋。钢筋加工时需认真计算单元钢筋长度(包括搭接长度),避免施工过程中造成钢筋超耗。
3、钢筋安装
钢筋安装前应清点数量、类别、型号、直径、锈蚀严重的钢筋应除锈,弯曲变形钢筋应校正.
1)仰拱钢筋绑扎
(1)测量定位放样:根据设计施工图设计要求,对仰拱钢筋进行施工放样,确定仰拱钢筋内外层钢筋位置。
(2)钢筋定位:根据放样结果,采用定位钢筋进行确定,定位筋应焊接牢固,不易发生位置偏移.
(3)钢筋绑扎安装:根据设计施工图设计参数要求,将加工合格的仰拱钢筋进行绑扎、安装.在定位钢筋上采用石笔测放仰拱钢筋安放位置(环向钢筋位置测放、纵向钢筋位置测放)。仰拱矮边墙及纵向钢筋预留钢筋搭接长度必须满足规范要求,“同一断面钢筋接头应错开35d(d为钢筋直径),且不小于500mm” ;纵向钢筋采用绑扎搭接,搭接预留长度不应小于35d(d为钢筋直径),环向受力钢筋采用单面焊,预留焊接搭接长度不小于10d(d为钢筋直径)。
图1:仰拱预留钢筋搭接示意图
2)边墙及拱部二衬钢筋绑扎
(1)测量定位放样:根据设计施工图设计要求,对二衬钢筋进行施工放样,确定二衬钢筋内外层钢筋位置.
(2)钢筋定位:根据放样结果,采用定位钢筋进行确定,定位筋应焊接牢固,不易发生位置偏移。
图2:二衬定位筋布置示意图
(3)二衬钢筋绑扎:根据图纸设计技术参数,在定位筋上采用石笔测放内层环向及纵向钢筋位置,根据测放位置严格控制钢筋安装间距。
3)钢筋安装注意事项
(1)环向钢筋与纵向钢筋按梅花形进行绑扎,绑扎必须牢固稳定,不得变形、松动;
(2)定位筋必须焊接牢固,不得脱焊、位移,需安装的钢筋位置测放必须严格按照设计间距、位置进行测放;
(3)杂散电流防腐措施:所有环向内表层钢筋均应焊接成环,每隔5m,环向内表层钢筋必须与所有纵向钢筋进行焊接;垂直于轨道的仰拱纵向内表层钢筋必须与所有环向钢筋进行焊接,焊接应牢固,不得脱焊.
(4)合理调整钢筋焊接接头位置,钢筋的接头宜设置在受力最小处,环向钢筋焊接接头不得留置于隧道拱顶处.同一断面内接头
应相互错开,连接区段的长度为35d(d为钢筋直径)。
(5)钢筋绑扎安装过程中,根据图纸设计要求,严格控制保护层厚度,图纸设计最外层保护层厚度为50mm.
4)钢筋绑扎位置允许偏差
项 目
允许偏差(mm)
箍筋间距
±10
主筋间距
列间距
±10
层间距
±5
钢筋弯起点位移
±10
受力钢筋保护层
±5
预埋件
中心线位移
±10
水平及高程
±5
4、钢筋连接
钢筋连接主要分为绑扎连接、焊接连接及机械连接。根据现场施工情况,我们主要采用绑扎连接及焊接连接(搭接焊—单面焊、双面焊)。
1)绑扎连接
绑扎连接主要应用于二衬钢筋纵向钢筋的连接.搭接长度应满足下表要求.
纵向受拉钢筋最小搭接长度
钢筋类型
混凝土强度等级及对应搭接长度
C15
C20—C25
C30
C35—C40
光圆钢筋HPB(Ⅰ)级
45d
35d
30d
25d
带肋钢筋HPB(Ⅱ)级
55d
45d
35d
30d
HRB400(Ⅲ)级、RRB400(Ⅲ)级
/
55d
40d
35d
注:d为钢筋直径。
现场二衬混凝土采用C35、P12防水混凝土,根据上表要求,纵向钢筋绑扎搭接长度为35d。同一断面钢筋接头不应大于50%,接头错开搭接35d。且绑扎牢固稳定,不得变形、松动.
2)焊接连接(搭接焊)
搭接焊时宜采用双面焊,当不能进行双面焊接时,可采用单面焊。
(1)焊缝长度、厚度、宽度要求:双面焊焊接长度不应小于5d(d为钢筋直径);单面焊焊接长度不应小于10d(d为钢筋直径).搭接焊焊接头的焊缝有效厚度S不应小于主筋直径的30%。焊缝宽度b不应小于主筋直径的80%。
图3:搭接焊类型及焊缝长、宽、厚度示意图
(2)钢筋焊接完成后,应清除焊缝焊渣,焊缝应饱满,平顺,光滑。不得点焊、漏焊、虚焊,焊接钢筋不得有明显烧伤。
(3)采用搭接焊时,焊接位置应做弯头处理,保证两根焊接钢筋轴线在同一轴线上。
二、混凝土工程
根据图纸设计,隧道内二衬混凝土采用C35、P12防水混凝土。
1、混凝土坍落度控制
我部二衬混凝土主要采用商品混凝土,根据相关规范要求,坍落度应为:墙体100—150mm,拱部160—210mm。施工过程中,当坍落度不满足要求时,严禁私自进行加水及外加剂,积极联系试验相关人员,由试验人员调配混凝土坍落度。
2、混凝土浇筑
1)仰拱混凝土浇筑
(1)施工前,应将隧底虚渣、杂物、泥浆、积水等清除干净,超挖部分采用同级混凝土回填;
(2)仰拱应整体浇筑,采用防干扰作业栈桥等架空设施,以保证作业空间和新浇筑混凝土结构不受损坏,严禁半幅浇筑;
(3)仰拱及填充应分层、顺向浇筑,每层浇筑厚度不大于30cm,并分层进行振捣;
(4)混凝土浇筑完成后,仰拱填充表面需进行二次压抹及三次抹压,压抹后及时进行覆盖养生;
(5)仰拱填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行,达到设计强度的100%后允许车辆通行。
2)二衬混凝土浇筑
(1)混凝土浇筑前应对模板表面进行彻底打磨,清除杂物,并
涂抹脱模剂;
(2)浇筑前应对台车及端模进行稳固、封闭检查,防止浇筑过程中出现位移及跑模现象,并应采取防漏浆措施,防止漏浆;
(3)混凝土浇筑时,混凝土最大落差不能超过 2 M,台车前后混凝土高度差不能超过0.6m.宜采用对称浇筑、分层浇筑、分层振捣。台车左右侧对衬浇筑,左右侧混凝土高度不能超过0。5m,单层浇筑厚度不应超过30cm,上下层振捣,应插入下层20cm。
(4)混凝土浇筑过程中,合理控制混凝土浇筑速度,不得直接冲向防水板板面流至浇筑位置,以防止混凝土离析;
(5)插入式振捣棒在混凝土中位移时,应竖向缓慢拔出,不得在混凝土浇筑仓内平拖.泵送下料口应及时移动,不得用插入式振捣棒将下料口处堆积的拌合物推向远处,振捣时间控制在20—30s;混凝土振捣时,振捣棒不得解除防水板,防止防水板受到损伤;
(6)当混凝土浇筑至作业窗下50cm时,作业窗关闭前,应将窗口附近的混凝土浆液残渣及其他脏物清理干净,并涂刷脱模剂。窗口关闭必须严密,防止窗口部位混凝土表面出现凹凸不平甚至漏浆现象.
(7)混凝土浇筑至墙拱交界处时,应停歇1—1.5h后方可继续灌注;
(8)在初期支护稳定后施工的二衬,混凝土强度应达到8MPa以上方可进行拆模;在初期支护未稳定所施工的二衬,混凝土强度应达到设计强度的100%方可拆模.拆模过程中严禁破坏混凝土成品棱角及外观质量。
3) 混凝土必须在 5 小时内浇筑完毕(从发车时起);为防止混凝土浇筑出现冷缝(冷缝:指上下两层混凝土的浇筑时间间隔超
过初凝时间而形成的施工质量缝),两次混凝土浇筑时间不超过1.5小时,交接处用振捣棒插入下层20cm振捣.
3、混凝土振捣
1)混凝土振捣应优先采用插入式振捣器进行振捣,混凝土浇筑层厚不应大于30cm。当采用附着时振动时,混凝土浇筑层厚度不应大于20cm,并且振动时间应尽量采用短时间、多次数、左右对称的方法,以防止台车因振动时发生微位移或弹性变形;
2)振捣四要诀:垂直插入、快插、慢拔、‘三不靠'。
插入时要快,拔出时要慢,以免在混凝土中留下空隙。三不靠:一指振捣时不要碰到模板、二是钢筋和预埋件,在模板附近振捣时,应同时用木锤轻击模板,在钢筋密集处和模板边角处,应配合使用铁钎捣实
3)振捣时间不宜过久,太久会出现砂与水泥浆分离,石子下沉,并在混凝土表面形成砂层,影响混凝土质量。每次插入振捣的时间为20—30S左右,并以混凝土不再显著下沉,不出现气泡,开始泛浆时为准。
4)振捣时振捣器应插入下层混凝土20cm,以加强上下层混凝土的结合。振捣插入前后间距一般为30—50cm,防止漏振,保证混凝土振捣密实。
4、混凝土常见表面缺陷的识别及预防
1)气孔
气孔的表现特征:分散、单独,小于10mm的气孔,产生原因:①骨料级配不合理,粗集料过多,细粒料偏少;②骨料大小不当,针片状颗粒含量较多;③用水量较大,水灰比较高的混凝土;④振捣不充分;⑤使用表面刷油的钢模板(表面张力)。
解决办法:①严格控制骨料大小和针片颗粒含量,备料时要认真筛选,剔除不合格材料;②选择合理级配,使粗集料和细粒料比率适中;③选择适当的水灰比;④高度重视混凝土的振捣;⑤确保模板坚硬,涂抹适当厚度的脱模剂。(注:前三条主要由试验室对商混站进行控制)
2)混凝土蜂窝、麻面、孔洞、流沙
产生原因:①模板表面粗糙并粘有干混凝土等其他脏物;②浇灌混凝土前下层混凝土浇水湿润不够;③施工中在模板接缝处或在连接螺栓孔处漏浆,浇捣时,与模板接触部分的混凝土失水过多或滑浆,混凝土呈干硬状态,使混凝土表面形成许多小凹点;④混凝土搅拌时间短,加水量不准,混凝土和易性差,混凝土浇筑后有的地方砂浆少石子多,形成蜂窝;⑤混凝土浇灌没有分层浇灌,下料不当,造成混凝土离析,因而出现蜂窝麻面;⑥混凝土浇入后振捣质量差或漏振,造成蜂窝麻面;⑦混凝土拌和料中细料不够;⑧混凝土泌水,造成水从混凝土与模板之间渗透带走水泥浆。
预防措施:①浇灌混凝土前认真检查模板的牢固性及缝隙是否堵好,模板应打磨干净,涂刷隔离剂,并使模板缝隙膨胀严密。②混凝土搅拌时间要足够.③混凝土浇筑高度超过2米时,要采取措施,如用串筒、溜管或振动溜管进行下料。④混凝土入模后,必须掌握振捣时间,一般每点振捣时间约20-30秒。合适的振捣时间可由下列现象来判断:混凝土不再显著下沉,不再出现气泡,混凝土表面出浆且呈水平状态,混凝土将模板边角部分填满充实。⑤及时混凝土清除表面积水。
处理方法:麻面主要影响美观,应加以修补,修补前采用黑、白水泥调色水泥浆或水泥砂浆,润湿麻面部分后抹平。如果是小蜂
窝,可先用水洗刷干净后,用1:2或2:5水泥砂浆修补;如果是大蜂窝则先将松动石子剔掉,用水冲刷干净湿透,再用提高一级标号的细石混凝土捣实,加强养护,如果是孔洞,要经过有关人员研究,制定补强方案,方可处理。
4)外形尺寸偏差
现象:表面不平整,整体歪斜,轴线位移。
产生原因:①模板自身变形,有孔洞,拼装不平整.②模板体系的刚度、强度及稳定性不足,造成模板整体变形和位移.③混凝土下料方式不当,冲击力过大,造成跑模或模板变形。④振捣时振捣棒接触模板并过度振捣。⑤放线误差过大,结构构件支模时因检查核对不细致造成的外形尺寸误差。
预防措施:①模板使用前要经修整和补洞并打磨平整,拼装严密平整。②模板加固体系要经计算,保证刚度和强度;支撑体系也应经过计算设置,保证足够的整体稳定性。③下料高度不大于2米,随时观察模板情况,发现变形和位移要停止下料进行修整加固。④振捣时振捣棒避免接触模板。⑤浇筑混凝土前,对结构构件的轴线和几何尺寸进行反复认真的检查核对。
处理方法:无抹面的外露混凝土表面不平整,可增加一层同配比的砂浆抹面;整体歪斜、轴线位移偏差不大时,在不影响正常使用的情况下,可不进行处理;整体歪斜、轴线位移偏差较大时,需经有关部门检查认定,并共同研究处理方案.
5)失准(错台)
失准(错牙)的表现特征:凸出、成波形或其他种类与原设计不符的情况。
产生的原因:①模板安装不准确,固定不牢固;②浇筑时,在
荷载作用下或由于模板含水量发生变化而造成变形.
解决办法:①检测模板是否顺直;②检查是否有足够的模板固定夹具,模板加固是否稳定可靠;③检测浇筑频率和混凝土数量,避免超过模板设计的承载力;④使用木模板时,避免模板中的含水量变化过大。
6)掉落(掉角、掉块)
产生原因:①拆模过早.②集料不符合要求,易碎;③模板表面粗糙,脱模剂涂抹不匀,混凝土与模板粘附在一起,拆模时造成脱皮。
解决办法:①检查混凝土强度是否达到拆模强度;②延长拆模时间,特别是在较冷的天气;③检查模板的设计,清理和涂抹脱模剂的情况.
7)集料透露(俗称“石子斑")
集料透露的表现特征:大小相近的深色斑点并呈粗集料状.
产生的原因:在模板面与粗骨料之间的接触处由于过度振捣而造成细集料及其结合水的离析。
解决办法:①模板加固要好,减少模板的晃动;②增加含沙率;③使用相同连续级配的集料;④控制振捣时间,防止过振。
8)污染(变色)
污染的表现特征:混凝土表面呈现与混合料组成材料无关的变色;混凝土表面呈奶黄色或棕色;有时露沙.
产生的原因:①受钢筋锈蚀或绑扎接头污染;②受模板隔离剂中的颜色或污物污染;③钢模板表面未清理干净,在钢模板表面有浮锈(呈黄色) 时直接刷脱模剂。
解决的办法:①确保模板上没有污染混凝土的物质;②确保脱模剂纯净,防止已涂脱模剂的模板受污染;③不要抹过多的脱模剂,条件允许下在混凝土浇筑前一天抹脱模剂。
9)露筋
产生原因:①混凝土振捣时钢筋垫块移位,或垫块太少,钢筋紧贴模板,致使拆模后露筋。②钢筋混凝土构件断面小,钢筋过密,混凝土下落高度过大、混凝土散体,如遇大石子卡在钢筋上水泥浆不能充满钢筋周围,使钢筋密集处产生露筋.③混凝土振捣时,漏振或振捣棒撞击钢筋,将钢筋振散发生移位,因而造成露筋。
预防措施:①钢筋混凝土施工时,注意垫足垫块,保证厚度,固定好。②钢筋混凝土结构钢筋较密集时,侧模板开窗或串通下料降低高度,同时要选配适当石子,以免石子过大卡在钢筋处,普通混凝土难以浇灌时,可采用细石混凝土。③混凝土振捣时严禁振动钢筋,防止钢筋变形位移,在钢筋密集处,可采用带刀片的振捣棒进行振捣.
处理方法:首先将外露钢筋上的混凝土渣子和铁锈清理干净,然后用水冲洗湿润,用1:2或1:2。5水泥砂浆抹压平整;如露筋较深,应将薄弱混凝土全部凿掉,冲刷干净润湿,用提高一级标号的细石混凝土捣实,认真养护.
10)混凝土板表面不平整(仰拱填充面)
产生原因:①表面未整平;②混凝土未达到一定强度就上人操作或运料,混凝土板表面出现凸凹不平的卸痕;
预防措施:①混凝土板应采用平板式振捣器在其表面进行振捣,有效振动深度约20厘米,大面积混凝土应分段振捣,相邻两段之间应搭接振捣5厘米左右。②控制混凝土板浇灌厚度,除在模板四周
弹墨线外,还可用钢筋或木料做成与板厚相同的标记,放在灌筑地点附近,随浇随移动,振捣方向宜与浇灌方向垂直,使板面平整,厚度一致。③混凝土浇灌完后12小时以内即应浇水养护 (如气温低于+5ºC时不得浇水)并设有专人负责。必须在混凝土强度达到1.2N/㎜2以后,方可在已浇筑结构上走动。
5、混凝土表面缺陷的修补
步骤:调配颜色、洒水润湿、打磨、缺陷修整、洒水养护五步.
控制吸水:
用水泥材料进行修补时,不能在干燥的混凝土表面上进行,这是因为干面会吸取用于修补的沙浆中的水份,从而将降低新材料与原混凝土表面的粘结,也会降低修补材料的质量和耐久性.修整的表面首先要浸湿,最好的做法是充分湿润表面,在表面还有点潮湿的时候进行修补效果较佳.
打 磨:对于漏浆造成的挂帘和模板安装不稳造成的失准(混凝土表面凸起),可以直接使用角模机(金刚磨盘) 在混凝土表面打磨。
破碎边角的修整:
对于因意外碰撞或拆模不小心造成的边角破碎,在修补时应先把边角修整成四边形,洒水湿润后使用沙浆进行修补。在修补前应调试混合料的颜色,争取修补后的混凝土与原混凝土颜色一致。
气孔的修饰:
(1)把需要修补的部分用水湿润
(2)用镘刀将调好的沙浆压入气孔,同时刮掉多余的沙浆;
(3)注意养护,待修补的沙浆达到一定强度后,使用角磨机打磨一遍。对于要求较高的地方可用沙纸进行打磨。
蜂窝麻面的修饰:
(1)把松散的混凝土清除,直到露出坚硬的混凝土;
(2)把四周修整成四方形,凿除的深度大致一样;
(3)把需要修补的部分洒水使其充分湿润;
(4)根据凿除的深度决定使用沙浆或细石混凝土,将沙浆(或细石混凝土)压入;
三、防水工程
根据图纸设计要求,我标段承担的施工隧道全部采用全包防水,全包防水应遵循“以防为主,刚柔相济,多道设防,因地制宜,综合治理”的原则。采用塑料防水板空铺全包防水,必须辅以分区注浆系统的配套措施。强调结构自防水首先应保证混凝土、钢筋混凝土结构的自防水能力。为此应采取有效技术措施,保证防水混凝土规范规定的密实性、抗渗性、抗裂性、防腐性和耐久性.
采用多道防线多种方法处理渗漏水,超前地质预报分析前方地质破碎带+超前注浆+初支背后注浆+初期支护+防水层+二次衬砌防水混凝土。重点处理断层破碎带、施工缝、变形缝、预埋件、预留孔
洞、各种断面接口处等细部结构的薄弱环节.
1、防水等级标准
根据图纸设计要求,我标段所承担的部分主要为Ⅰ级防水和Ⅱ级防水,车站工程为Ⅰ级防水,区间隧道为Ⅱ级防水。防水标准应满足以下要求:
Ⅰ级防水:结构不允许渗水,结构表面无湿渍;
Ⅱ级防水:区间隧道结构不允许漏水,结构表面可有少量湿渍,总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000;任意100m2防水面积上的湿渍不超过3处,单个湿渍的最大面积不大于0.2m2;其中,隧道工程平均渗水量不大于0.05L/(m2•d),任意100m2防水面积上的渗水量不大于0.15L/(m2•d)。
2、防水体系
3、隧道防水质量控制
1)超前预注浆
隧道开挖过程中,根据超前地质预报、红外探水、超前水平钻及加深炮孔的探测情况,对于前方出现的地质破碎含水、溶管溶槽、裂隙水发育明显等情况,应对掌子面前方进行超前预注浆。
(1)超前探水预测前方存在含水溶腔、溶槽处理
图4:超前探水预测前方存在含水溶腔溶槽预注浆示意图
①涌水量及涌水压力不大时(小于0。5MPa)使用孔口安装止浆塞直接利用探水孔进行注浆,若涌水量及压力较大,则在出水孔口处2~4m范围内钻一至二个分流孔,以减小涌水压力,有利于注浆,探水孔和分流孔均作为注浆孔。
②若孔口段岩石破碎,应安设孔口管,孔口管安设前先用麻丝棉纱等缠绕孔口管,然后打入注浆孔,孔口与岩壁之间用膨胀快硬水泥堵塞,然后注浆,注浆完毕后,封堵孔口。
③注浆材料采用水泥浆,水泥浆水灰比1:1~1:0。6,注浆终压:P[水压]+0。5~1。0MPa.注浆前,在类似地质条件下进行注浆试验,初步掌握浆液充填率、注浆量、浆液配合比、胶凝时间、浆液扩散半径、注浆终压等指标,以使注浆达最佳效果.
④若涌水压力较小,且空洞较大时,可考虑采用混凝土输送泵压注C15混凝土充填。
(2) 开挖揭露前方存在含水溶腔、溶槽
图5:开挖揭露前方存在含水溶腔溶槽预注浆示意图
①处理涌水时,原则上在出水口附近钻2~4个以减小涌水流量和压力为目的分流孔,安设孔口管.涌水压力及流量较大时,可视具体情况增设1~2个分流孔,分流孔应在一定深度(3~10m)与溶洞或溶隙交汇。
②在出水孔孔口及分流孔孔口安设孔口管,并对孔壁与孔口管之间用膨胀快硬水泥进行有效封堵,然后再进行注浆处理。
③注浆材料采用水泥浆,水灰比1:1~1:0.6,注浆终压:P[水压]+0。5~1.0MPa。
④注浆结束后应钻1~2个检查孔,确认已达预期处理效果后方可进行下一步施工开挖。
2)初期支护
隧道初期支护是隧道防水工程第一道防水工程,同时也是重要
防水工程,初期支护渗漏水、平整度、密实度、裂隙、漏喷等将直接影响后期防水施工,所以初期支护规范施工相当重要。
(1)为保证喷射混凝土施工质量及防水质量,喷射混凝土施工前,应根据围岩裂隙及渗漏水的情况,预先采用注浆堵水。注浆完成后方可进行喷射混凝土施工工作。
(2)初期支护施工完成后,若存在渗漏水现象,待初期支护达到设计强度100%后,应对初期支护渗漏水部分进行二次注浆。保证防水板施工前初支面干燥,无漏水现象,部分存在湿渍或无湿渍。
(3)初期支护施工完成后,应对初期支护密实度、平整度、是否存在裂隙等进行检查.平整度允许偏差为30mm,且矢弦比不应大于1/6。对于密实度差、存在裂隙等问题可采用注浆、二次补喷等措施进行修复。
(4)对于光面爆破初支部分,防水板铺设前应对超欠挖部分进行处理。对于超挖部分,应采用喷射混凝土进行二次喷射回填,欠挖部分应凿除,并采用水泥砂浆进行修补,保证初支面平整。
3)防水板施工
防水层设置在初期支护及二次衬砌之间,采用高分子防水板与分区注浆系统,仰拱设置50mm细石混凝土保护层(设置于防水板下方)。
(1)敷设防水层基面要求
①敷设防水层基面应平整(其平整度采用2m靠尺进行检查,靠尺与基面的间隙不超过5mm,且只允许平缓变化),敷设防水层前,应对基面进行处理,采用水泥砂浆进行抹面处理,基面上不得有尖锐的毛刺部分,避免浇筑混凝土时刺破防水卷材。
②基面不得有铁管、钢管、钢筋头、铁丝等突出物存在,否则
应从根部进行割除,并在割除部分采用水泥砂浆进行覆盖处理。敷设防水板基面上不得有明水,应将明水抽排干净,对于存在渗漏水部分,应进行注浆堵水。根据施工现场情况,应采取节流措施,仰拱防水板敷设严禁带水作业。
(2)防水板敷设
仰拱防水板施工采用空铺法,边墙及拱顶防水板施工采用PVC垫片固定法。
①仰拱防水板施工
仰拱防水板施工时,应将土工布缓冲层铺设于验收合格的基面上,搭接宽度为50mm,搭接部分采用热风焊枪点焊连接,然后再将防水板空铺在土工布上,要保证平整顺直,不得扭曲,防水板搭接宽度为100mm,采用双焊缝,每条焊缝宽度不应小于15mm.仰拱防水板与边墙防水板焊接接缝错开至少300mm,并将仰拱部分防水板临时固定并保护好。再将土工布保护层空铺在防水板上,搭接宽度50mm。土工布保护层铺设完成后,应立即铺设50mm厚的砂浆保护层,其强度必须达到上人条件后方可进入下道工序。
②边墙及拱顶防水板施工
防水板施工前,先将土工布沿环向进行铺设,搭接宽度为50mm,用射钉枪射钉将PVC垫片与土工布固定在合格的基面上,土工布搭接采用采用热风焊枪点焊连接,每副防水板布设两排垫片,每排距防水板边缘400mm,矩形布置,垫片间距800mm。然后将防水板环向铺设,搭接宽度为100mm,采用双缝焊接,焊缝宽度不小于15mm。防水板边铺边用热风焊枪将防水板与PVC垫片进行焊接,防水板铺设过程中应根据基面平整度确定防水板的松弛度。
(3)验收标准
①敷设防水层基面应平整,基面上不得有尖锐的毛刺、突出物,不得有明水,严禁带水作业。
②铺设防水板前应先铺设缓冲层,缓冲层应用射钉枪将PVC板与缓冲层固定在基面上,缓冲层搭接宽度不应小于50mm,采用热风焊枪进行点焊,不允许采用钢筋进行固定。
③防水板搭接宽度不应小于100mm,下部防水板应压在上不防水板上,搭接宽度允许偏差为-10mm。焊缝采用双缝进行焊接,每条焊缝的有效宽度不应小于15mm。焊缝焊接完成后,应做气密性试验进行检查。
④防水板应采用无钉孔铺设,其固定点间距应根据基面平整情况确定,拱部宜为0.5m—0.8m,边墙宜为1。0m—1。5m,底部宜为1.5m—2.0m;局部凹凸较大时,应在凹处加密固定点.
⑤防水板与PVC垫板应焊接牢固,不得漏焊、假焊和焊穿。铺设应平顺,不得有下垂、绷紧和破损现象。
4)施工缝防水
施工缝处防水既是隧道防水工程重点,也是难点,因此,加强施工缝处防水,是本工程重中之重。
(1)钢边止水带施工
①钢边止水带安装应与施工缝中心位置重合,并应安装牢固、顺直、无弯曲现象。
②钢边止水带接头应采用热压焊接,接缝应平整、牢固,不得有裂口和脱胶现象。
(2)加强防水层施工
施工缝外侧应预先敷设加强防水层,防水层采用同主体防水材料相同,设置宽度为600mm,中心位置与施工缝重合,并应与主体
防水材料焊接牢固,焊缝宽度不应小于15mm。
(3)施工缝处理
①环向施工缝浇注混凝土前,应将其表面进行凿毛,清除表面浮浆及杂物,涂刷混凝土界面处理剂或水泥基渗透结晶型防水涂料,并及时浇注混凝土。
②水平向施工缝浇注混凝土前,应将其表面浮浆进行凿毛处理和杂物清除,然后铺设净浆或涂刷混凝土界面处理剂、水泥基渗透结晶型防水涂料等材料,再铺30~50mm厚的1∶1水泥砂浆,并及时浇注混凝土。
凿毛技术标准:凿毛要轻微细致,深度控制在10mm即可达到要求效果,同时把混凝土表面浮浆及松散层全部剔除掉,大部分露出粗骨料,骨料外露达75%即可。为了在新混凝土浇筑前保证骨料强度的要求同时达到凿毛效果,必须用水冲洗,把浮浆及残渣清理掉,保证凿毛面干净、湿润,但不得存在明水。
注意:凿毛时不能把粗骨料剔松散,避免条状、点状或坑式凿毛,施工难度大处可以酌情采用点式凿毛。
5)二次衬砌分区注浆
(1)背贴式止水带设置
背贴式止水带应设置在每段浇筑二衬混凝土中间,并成环进行设置。止水带应与防水板进行有效焊接,焊接采用热风焊接,焊接
宽度为40mm,焊接时应当合理调整焊枪温度,防止温度过高对防水板造成损伤,保证焊接牢固,无假焊、漏焊现象.
(2)二衬分区注浆
二衬分区是充填二次衬砌与初期支护之间由于二次衬砌混凝土浇筑不饱满和二次衬砌混凝土收缩造成的空隙,使一二衬混凝土紧
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