隧道二衬施工技术培训

隧道二衬技术交底主讲人：赵贵朋1.工程概况5.常见质量问6.预防及整改措施2.施工工艺3.质量验收标准4.二衬质量检测1、工程概况深茂铁路江茂段JMZQ-5标，起讫里程DK207+200～DK245+200，全长38km，段内隧道3座，共计3222m占线路总长的8.48%，分别为五林宫隧道、新屋隧道、和乐隧道。其中五林宫隧道全长1192m（Ⅲ级围岩62m，Ⅳ级围岩385m，Ⅴ级围岩745m）新屋隧道970全长970m（Ⅲ级围岩50m，Ⅳ级围岩85m，Ⅴ级围岩835m），和乐隧道全长1060m（Ⅲ级围岩545m，Ⅳ级围岩240m，Ⅴ级围岩275m）2、施工施工准备初支检测盲管安装土工布铺挂防水板铺挂钢筋安装预埋注浆管安装综合接地台车就位止水安装端模安装混凝土浇筑脱模养生下一循环施工①拌合站验收成功，二衬混凝土配合比已完成能满足正常施工。②二次衬砌模板台车组装完成并验收成功，罐车、混凝土泵等机械设备状态良好③土工布、防水板、止水带、钢筋等各种已进场且检验合格。2.1施工准备2.2初支检测二衬施工前要确保初期施工合格，需做以下检测：①施工前对隧道净空断面进行检测，对个别欠挖部位进行处理，以满足净空要求。隧道不应欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，方允许岩石个别突出部分（每1㎡不大于0.1㎡）侵入衬砌，整体式衬砌应小于10㎝，其他衬砌不应大于5㎝。拱脚和拱脚以上1m内断面严禁欠挖。②二次衬砌一般应在围岩和初期支护基本稳定后施工，初期支护变形基本稳定可参考下列条件判断：1>.隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降2>.隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。③需对初支背后空洞进行无损检测，如有空洞等现象应进行注浆填充，初期支护应无空鼓、裂缝、松酥，面应平顺，凹凸量不得超过±5cm,不符合部分应进行补喷（见下图）④初支有渗漏水处，采用回填注浆进行堵水，以保证基面无明显漏水。也可土工布包裹打孔波纹管+防水板”进行集中引排至隧道纵向排水盲沟(见后图)渗水采用土工布包裹波纹管+防水板进行集中引排⑤对初期支护混凝土表面外漏的锚杆头，钢筋尖头等硬物割除，其处理方法如下：1>.对钢筋网、管道等凸出部分，先切断，再用砂浆抹平。2>.对锚杆有凸出部分，端头顶预留5mm切断后，用塑料帽进行处理。2.3盲管安装仰拱衬砌施工时已预埋Φ50环向单壁打孔波纹管和Φ110纵向双壁打孔波纹管的出水口。Φ50环向单壁打孔波纹管外包土工布，纵向间距4米。Φ110环向双壁打孔波纹管外包加强土工布，10米一段。2.3.1环向盲管①环向盲管采用Φ50单壁打孔波纹管，外包400g/㎡土工布，纵向间距为4m（在12m二衬三等分处及接缝处埋设）②安装方法：安装前用400g/㎡无纺布包住盲管，用扎丝捆好。安装时采用钻孔定位，固定钉安在盲管的两端，定位孔间距为50mm，将膨胀螺栓打入定位孔,然后用铁丝把盲管固定在膨胀螺栓上，盲管应紧贴初支面。③盲管连接时，沿盲管口周边打孔，用扎丝绑扎牢固，然后用土工布包裹2.3.2纵向盲管①纵向盲管采用Φ110双壁打孔波纹管，外包400g/㎡土工布，10m每道，防水板铺挂时应半包纵向盲管。②纵向盲管安设的坡度与线路坡度一致。③盲管连接时，沿盲管口周边打孔，用扎丝绑扎牢固，然后用土工布包裹。④用防水板将纵向排水管进行反包，并在防水板上剪一圆孔，将三通接头的出水口穿过该孔。2.4400g/㎡无纺土工布铺挂①土工布铺设要松紧适度，使之能紧贴喷射面，不致因过紧被撕裂，过松影响防水板挂设。搭接长度应不小于5㎝，土工布和防水板接缝与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1-2m②土工布通过带热熔衬垫的射钉固定在初支喷射砼层上（见图4）。热熔衬垫固定在初期支护喷射混凝土层上最深处（凹处）时,对凹处应加密塑性圆垫圈，保证土工布与初期支护面密贴。土工布固定点梅花形布置，拱部间距50-80cm，边墙80-100cm（见图3）。2.51.5㎜EVA防水板铺挂①为保证防水板铺挂质量，应先进行试铺定位。②防水板铺设时，先墙后拱，下部防水板要压住上部防水板，小里程方向防水板要压住大里程方向防水板。防水板固定点梅花形布置，拱部50-80cm，边墙80-100cm，在凹凸处应适当增加固定点，布置均匀。③防水板铺设基层平整度（凹槽深度与宽度之比，即D/L）不应大于1/10。④防水板采用自动爬行热焊机进行焊接。焊接时搭接长度不小于15㎝，单条焊缝的有效焊缝宽度不小于15㎜。⑤焊缝检测：往焊缝中间的空气道充气，当压力表达到0.25MPa时停止充气，保持15min，压力下降在10%以内，说明焊缝合格；如压力下降过快，说明有未焊好处，用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊。先取一小块防水板除尽两防水板上的灰尘后，将其置于破损处，然后用手动电热熔接器熔接。2.6.钢筋加工及安装（Vb，加宽值60cm为例）①技术参数：主筋为HRB400Φ22钢筋，纵向间距20㎝，净保护层50㎜；纵向钢筋为HRB400φ14钢筋，环向间距25㎝；箍筋为HPB300φ8钢筋，主筋和纵向钢筋每个交点都应绑扎箍筋。②二衬钢筋宜采用机械连接，同一截面接头面积不得大于总钢筋面积的50％，且连接位置不能置于拱顶位置。③钢筋安装A.测量放样定出钢筋定位筋的位置，定位钢筋固定采用自制台车上由钢管焊接的可调整的支撑杆控制（见图5）。B.定位钢筋固定好后，根据设计钢筋间距在支撑杆上用粉笔标出环向主筋布设位置，在定位钢筋上标出纵向分布筋安装位置，然后开始绑扎此段范围内钢筋，各钢筋交叉处均应绑扎④钢筋与防水板、二衬台车模板之间设置砼垫块,垫块的应做成工字形或锥型,每平方米垫块应不少于4个，梅花型布置，主筋的净保护层为50㎜。钢筋卡具拉线绑扎可调整的支撑杆2.7.预埋注浆管注浆管口采用预埋φ20镀锌钢管，钢管长度为衬砌厚度加5cm（外露），管道安装于隧道顶部，纵向间隔10m一个，管道安装时不得损坏防水板，并应于防水板保持适当间距，以利于浆液流出。纵向注浆管采用φ20聚乙烯管，为保证纵向注浆管溢浆口的浆液渗透性，采取人工锯槽的方式提前作出加工处理，按10cm纵向间距设置螺旋切口，切口深度以管壁周长的1/2～1/3为宜。如图所示。为确保纵向注浆管能随着防水板起伏，保证注浆管混凝土浇筑后不被混凝土包裹，采取焊接防水板窄条与粘贴透明胶带的方式对纵向注浆管进行固定。为保证纵向注浆管能与台车预留注浆管连接通畅，采用专用弯头实现纵向注浆管与预留注浆管的连接，如图2.8.综合接地①二次衬砌综合接地A.利用二次衬砌的内层纵、环向结构钢筋作为接触网断线保护接地钢筋，每12米设置一处接地。B.接触网线垂直向上在拱顶的投影线两侧以0.5米为间隔，各选3根钢筋作为接地钢筋。C.上述投影线两侧各1.5m外的其他位置，以1m为间隔，选择纵向结构钢筋作为接地钢筋。D.每个作业段内的环向接地钢筋与两侧通信信号电缆沟槽靠线路外缘的纵向接地钢筋连接。E.隧道内接地钢筋的接续采用搭接焊，纵横向钢筋的连接采用φ16钢筋“L”焊接，单面焊缝长度不小于200mm，双面焊缝长度不小于100mm，焊缝厚度不小于4mm，要求焊缝饱满无夹渣。2.9.模板台车就位①定位前对模板表面进行打磨，然后涂脱模剂，要求采用无色透明的脱模剂，脱模剂要均匀涂抹在面板上，严禁局部淤积。②台车模板就位前应仔细检查防水板、排水盲管、衬砌钢筋、预埋件等隐蔽工程并做好记录；台车就位后应检查其中线、高程及断面尺寸等并做好记录。③台车模板定位采用五点定位法，即：以衬砌圆心为原点建立平面坐标系，通过控制顶模中心点、顶模与侧模的铰接点、侧模的底脚点来精确控制台车就位。④台车模板与混凝土搭接不小于10cm，撑开就位后检查台车各节点连接是否牢固，有无错动移位情况，模板是否翘曲或扭动，位置是否准确。2.10.止水带安装①环向施工缝处设置中埋式橡胶止水带和背贴式橡胶止水带。②背贴式止水带迎水面应紧贴初支面，安装时应外露15㎝。背贴式止水带连接采用热压机硫化胶合，搭接长度不小于10㎝，焊缝宽度不小于5㎝。背贴式止水带应与防水板焊接或粘结。③中埋式止水带安装在环向施工缝衬砌中间，外露15㎝。中埋式橡胶止水带连接采用热压机硫化胶合，搭接长度不小于10㎝，焊缝宽度不小于5㎝。④遇水膨胀橡胶止水条安放前，必须对槽内进行清理，清洗干净、排除杂物，止水条应重叠搭接后再粘结固定，搭接长度不小于5cm。止水带定位钢筋2.11.端头模板安装台车端部的挡头模板应按衬砌断面制作以保证设计衬砌厚度，并可适当调整以适应其不规则性。挡头板应定位准确、安装牢固，其与岩壁间隙应嵌堵紧密。2.12.混凝土浇筑①混凝土浇筑前重点检查项目：A.复查台车模板及中心高是否符合要求；B.台车及挡头模安装定位是否牢靠；C.衬砌钢筋、防水板、排水盲管、止水带等安装是否符合设计及规范要求；D.模板接缝是否填塞紧密；E.脱模剂是否涂刷均匀；F.施工缝是否处理；G.预埋件、预留洞室等位置是否符合要求；H.输送泵接头是否密闭，机械运转是否正常；I.输送管道布置是否合理，接头是否可靠。②砼自模板窗口灌入，应由下向上，对称分层浇筑，倾落自由高度不超过2.0m，台车前后砼高度差不得超过60cm，左右砼高度差不能超过0.5m，严禁单侧一次浇筑超过1m以上。浇筑砼时不得将出料口直接冲向防水板及预留预埋，以防造成防水板的损毁及预留预埋的位置偏移。③混凝土浇筑应连续进行，浇筑砼时，应填写混凝土施工记录。④采用插入式振动棒捣固时，每一振点的捣固延续时间宜为30s，以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。当振捣完毕后，应竖向缓慢拔出，不得在浇筑仓内平拖。泵送下料口应及时移动，不得用插入式振动棒平拖驱赶下料口处堆积的拌和物将其推向远处。振捣棒在振捣时应与侧模保持10cm距离，并避免碰撞防水板、预留预埋等。⑤混凝土的入模温度，在冬季施工时不应低于5℃，夏季施工时不应高于30℃。2.13.脱模及养护①采用最后一盘封顶砼试件达到的强度来控制，混凝土强度达到设计强度70％以上时拆模。②应配备养护喷管，在拆模前冲洗模板外表面，拆模后用高压水喷淋混凝土表面，以降低水化热。在寒冷时节，应做好衬砌的防寒保温工作。③二衬养生时间要求：洞口100m养护期不少于14d，洞身养护不少于7d。3.质量验收3.1.钢筋加工及安装①钢筋加工允许偏差及检验方法应符合下表要求②钢筋的安装及保护层厚度允许偏差及检验方法应符合下表要求：3.2.模板安装允许偏差及检验方法应符合下表要求：3.3.预埋件和预留孔洞的留置允许偏差及检验方法应符合下表要求：3.4.混凝土结构外形允许偏差及检验方法应符合下表要求：4.二衬质量检测方法常见的隧道二衬检测方法有徒步敲击法，钻芯取样法，地质雷达检测法4.1徒步敲击法1.对混凝土较密实的,锤击人员手上会感觉到锤的回弹力较大.声音较清脆。2.对混凝土不密实的,锤击人员手上会感觉到锤的回弹力较小.声音会出现空壳声音现象。3.如锤击到混凝土接头处,止水带埋设不足10cm的,会感觉到手上锤的回弹力较小.会出现空壳声音,并注意目视观察接头处止水带埋设厚度,周边混凝土是否有裂纹。4.如锤击到混凝土有空洞处时,锤击人员手上会感觉到锤的回弹力较小.会出现空响声音,并注意目视观察分析周围混凝土有无修补过或裂纹。5.如锤击到混凝土厚度不足的,手上会感觉到锤的回弹力较大。6.锤击到预埋槽道有空洞时,手上会感觉到锤的回弹力较小.会出现空壳声音,并注意目视观察分析周围混凝土有无不密实或裂纹,预埋槽道是否移位,三支钢架是否外露。7.锤击到混凝土接头处修补过的,手上会感觉到锤的回弹力较小,会出现轻微的空响声音,并注意目视观察止水带有无外露.修补过.混凝土有无掉块现象。徒步敲击人员安排示意图如下：4.2钻芯取样法钻孔检查法：采用混凝土取芯钻机进行钻孔检查，如图。属于传统的检验方法,特点是效率低,偶然性大,代表性差,而且破坏了衬砌的整体性。4.3地质雷达检测法地质雷达（GroundPenetratingRadar）是利用高频电磁波在岩体传播中遇到地质界面产生反射的特性，探测异常地质体的一种方法。特点是连续、高效、无损，具有分辨率高、图像直观、对场地条件要求低等优点。与传统方法相比,该方法可快速准确地找出隧道衬砌质量隐患,有效地解决传统方法对衬砌的破坏问题,具有显著的社会效益和经济效益，在施工过程中得到普遍应用隧道二次衬砌的常见结构为30~45cm厚的素混凝土体,中心频率为1000MHz天线地质雷达GPR的可探测深度为0~50cm。二次衬砌的脱空,在图像上表现为雷达波的多次高频反射，三振相明显，两组信号时程差较大空洞反射5.常见质量问题隧道二衬开裂隧道二衬涌水严重二衬厚度不足二衬错台混凝土蜂窝混凝土保护层过小、漏筋二衬渗水止水带外漏排水孔堵塞且不在同一高程隧底渗、冒水6.常见质量问题的预防和整改措施问题预防措施整改措施二衬混凝土渗水1、加强混凝土性能控制2、加强浇筑过程控制，振捣到位，浇筑连续不间断3、加强防排水施工质量，严查防水板、止水带材质及施工质量(1)对麻面渗水采用梅花型针孔注浆法,压注低黏度耐水耐潮湿型改性环氧灌浆料,然后涂刷两层水泥基渗透结晶型防水涂料,厚度不小于2mm。(2)对无法注浆的微细缝隙渗漏部位,可涂刷两层水泥基渗透结晶型防水涂料,厚度不小于2mm。二衬混凝土蜂窝麻面1、加强混凝土性能控制2、加强浇筑过程控制，振捣到位。3、加强模板拼接缝施工质量将缺陷部位松散混凝土凿除,凿成方型或圆形,四周垂直状,凿至密实混凝 土采用分层锤填掺胶砂浆。或采用比原混凝土标号高一级的细石混凝土分层修补，表面用施工配合比混凝土原浆调色二衬混凝土裂纹1、加强养护防止干缩裂纹。2、围岩稳定后再施工二衬3、混凝土强度达到要求后再进行脱模4、仰拱及边墙浇筑前隧底虚渣应清理干净1、裂缝宽度小于0.2mm、且无渗水迹象的,在不影响结构安全和正常使用的前提下,采用水泥基渗透结晶型材料或环氧树脂混凝土修补。2、对于独立的单条裂缝以及边墙裂缝、钢筋混凝土二衬裂缝,如缝宽大于0.2mm时,采用环氧树脂针孔注浆处理。二衬背后空洞1、加强开挖爆破及初支平整度检查2、严格控制防水板及土工布的松弛度3、混凝土强度达到要求后再进行脱模4、加强模板拼接缝的检查防止混凝土外漏造成空洞5、加强混凝土浇筑过程控制振捣到位对每环二次衬砌拱顶进行回填注浆,浆液采用1∶1水泥浆,注浆压力控制在0.15-0.2MPa。如预留的注浆管堵塞,则需重新进行拱顶钻眼,插入注浆钢管对二次衬砌与防水板之间空隙进行注浆,注浆管采用快凝环氧树脂锚固