隧道二衬裂痕防治及处理方法.docx
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隧道二衬裂痕防治及处理方法
隧道二衬裂痕防治及处置方法
中铁二十二局三公司金温铁路指挥部邓健
摘要:
二衬混凝土裂痕是隧道工程常见病害,降低了二衬混凝土抗渗能力,阻碍二衬利用功能,降低混凝土耐久性,在施工进程中,必需严格操纵,最大限度地排除二衬裂纹,确保二衬混凝土平安、稳固、持久工作。
关键词:
隧道裂痕防治处置
一、概述
隧道二衬混凝土裂痕是隧道工程常见的病害之一,它的显现不仅会降低二衬混凝土的抗渗能力,阻碍二衬的利用功能,而且会引发钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,阻碍二衬质量。
因此,在隧道二衬施工进程中,必需严格按规程、标准要求施工,严把质量关,防患于未然,尽可能地减少二衬混凝土裂痕的显现。
对已经显现的混凝土裂痕要进行认真研究、区别对待,采纳合理的方式进行处置,并在施工中采取各类有效的预防方法来预防裂痕的显现和进展,保证二衬混凝土平安、稳固、持久地工作。
二、某铁路隧道二衬裂痕现状
一、浙江南部某在建铁路隧道目前二衬施工完成4600m,共发觉二衬裂痕22条,平均每千米条。
二、二衬裂痕在洞口段显现较多,洞内较少;Ⅳ、Ⅴ级围岩地段显现多,Ⅱ、Ⅲ级围岩地段显现少。
3、绝大部份二衬裂痕宽度小于,符合《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》要求,极个别的裂痕宽度在之间。
4、二衬裂痕均发生在隧道双侧边墙部位,显现形式主若是单侧裂痕、双侧对称裂痕和泄水孔处裂痕。
五、二衬裂痕长度在1m-4m之间,走向以竖向占多数,斜向较少,没有显现贯通裂痕。
三、二衬裂痕产生的缘故分析
隧道二次衬砌施工采纳整体式模板台车、泵送混凝土施工工艺,混凝土硬化进程中产生裂痕是大体积混凝土施工的常见病害之一。
针对某铁路隧道二衬裂痕情形进行缘故,找出了产生二衬裂痕的12个阻碍因素。
一、地质环境阻碍
隧道工程受力结构与地质环境紧密相关,隧道施工时会阻碍隧道原有的岩体内力,致使岩体内力随着隧道掌子面的掘进而发生着微小转变,而这种内力转变超过二衬混凝土自身所能经受的应力时,就会产生微小裂痕。
二、施工进度的阻碍
为了避免隧道施工触犯“平安治理红线”,隧道二衬紧跟掌子面施工,致使围岩收敛在尚未真正趋于稳固的情形下就浇筑了二衬混凝土,如此围岩后期沉降、应力释放致使二衬混凝土开裂。
3、水泥材质的阻碍
混凝土的掺料水泥过细,水化反映快,弹性模量大,抗徐变能力弱,致使施工后混凝土内应力大,后期强度降低,从而显现内部微小裂痕。
4、光爆质量阻碍
隧道在采纳光面爆破的开挖技术,阻碍了隧道初期支护强度和稳固性。
若是光面爆破成效操纵不行,往往致使开挖断面环向轴线不能与围岩压力拱轴线相和谐,致使围岩自稳能力差,表面平顺度无保障,造成初期支护稳固性差,折角部位应力集中,围岩对二衬混凝土压力大,致使二衬混凝本地货生裂痕。
5、爆破振动阻碍
隧道爆破开挖产生的振动会对周边围岩的稳固产生较大阻碍,若是周边围岩的沉降收敛变形在较长时刻内尚未趋于稳固,会使二次衬砌混凝土经受较大的外部压力,致使其产生裂痕。
六、拆模时刻的阻碍
二衬施工时,没有每模制作同条件养护试块,只是依照已有的实验数据判定拆模时刻,由于每次浇筑的温度、湿度等条件不一致,致使部份二衬拆模时,二衬混凝土强度达不到验标要求的8Mpa。
二衬混凝土拆模时强度不足,使二衬混凝土所能经受的应力不足,致使二衬开裂。
7、混凝土养护的阻碍
隧道二衬施工中,养护工作一贯不足,部份隧道全然没有进行洒水养护,致使混凝土因内部收缩应力增大而产生裂痕。
8、环境温差阻碍
二衬混凝土在日夜温差大或气温急剧转变时,极易产生裂痕。
9、水灰比的阻碍
依照泵送施工要求,二衬混凝土水灰比较大,在混凝土凝固成型时就产生较大的内部收缩应力,从而致使混凝本地货生裂痕。
10、施工振捣的阻碍
施工进程中,个别部位振捣不充分,造成混凝土不密实,混凝土凝固以后,振捣不密实的部位强度较低,应力经受能力不足,容易产生裂痕。
11、施工缝设置的阻碍
在隧道施工进程中,仰拱、仰拱填充、矮边墙和二衬的环向施工缝没有设置在同一环,而是错开设置,致使仰拱、仰拱填充、矮边墙和二衬不能同时产生沉降而拉裂二衬混凝土,从而致使混凝本地货生裂痕。
12、沉降缝设置的阻碍
部份地段未按设计要求,在围岩级别转变处设置沉降缝,致使围岩级别转变处由于支护结构不同而产生不均匀沉降,从而致使混凝本地货生裂痕。
四、二衬裂痕的防治方法
针对二衬混凝本地货生裂痕的12条要紧缘故,别离制定相应的防治方法:
一、针对地质环境阻碍,应在隧道施工进程中,结合隧道设计做好超前地质预报工作,尽可能准确地把握隧道围岩实际的工程地质与水文地质情形,正确判定围岩类别,发觉围岩地质情形与设计不符时,及时进行设计变更,选择合理的支护结构类型,符合实际需要,以避免裂痕产生。
二、针对施工进度的阻碍,应依照隧道围岩类型及“红线”治理要求,及时调整施工进度,必要时先暂停开挖施工,必需确保围岩变形及初期支护完全收敛以后,再进行二衬施工,以避免裂痕产生。
3、针对水泥材质的阻碍,应依照施工需要,选用细度、凝结时刻、安宁性、弹性模量合理的水泥,减小混凝土凝固时产生的应力,以避免裂痕产生。
4、针对光爆质量阻碍,及时调整光面爆破设计,并严格按设计施工,增强光面爆破操纵,提高光面爆破质量,增强围岩自稳能力,减少应力集中,以避免裂痕产生。
五、针对爆破振动阻碍,合理进行爆破设计,减少同时爆炸的火药用量,减小爆破震动,以避免裂痕产生。
六、针对拆模时刻的阻碍,应在每模二衬施工时,制作至少两组同条件养护试块,依照以前测定的时刻,每隔一小时进行试压,确保二衬拆模时,混凝土强度达到验标要求的8Mpa,保证混凝土经受力,以避免裂痕产生。
7、针对养护不足的阻碍,应在二衬拆模后,及时进行洒水养护,洒水次数必需使混凝土表面始终处于湿润状态,养护时刻依照温度及施工部位不同操纵在14~28天。
养护用水应与拌合用水相同,水温与混凝土表面温差不得大于15℃。
当环境温度低于5℃时禁止洒水,采取保湿保温方法,以避免裂痕产生。
8、针对环境温差的阻碍,在日夜温差过大,或气温急剧转变时,要采取控温方法。
环境温度急剧升高时,采取洒水降温;环境温度急剧下降时,采取蒸汽保温或烘烤加热保温,以避免裂痕产生。
9、针对混凝土水灰比的阻碍,应多做配合比实验,选用合理配合比,在保证泵送施工顺利进行的前提下,尽可能降低水灰比。
同时在施工进程中,每班测定砂石料含水率,及时调整施工配合比,以避免裂痕产生。
10、针对施工振捣的阻碍,应在二衬混凝土浇筑进程中增强振捣,双侧边墙部位采纳插入式振捣棒振捣,拱部采纳附着式振捣器振捣,确保混凝土振捣充分,以避免裂痕产生。
11、针对施工缝设置的阻碍,应在隧道施工时,保证仰拱、仰拱填充、矮边墙和二衬混凝土环向施工缝设置在同一个断面,使环向施工缝贯通,以避免裂痕产生。
12、针对沉降缝设置的阻碍,应严格依照设计要求,在围岩级别转变处设置沉降缝,若是有围岩级别变更的,在变更断面处也要一样设置变形缝,以避免裂痕产生。
五、二衬裂痕处置方法
关于目前已经发生的二衬混凝土裂痕,采取以下方法进行处置:
一、对隧道二衬进行全面排查,检查出所有二衬裂痕,将裂痕的宽度、长度、深度、走向等信息进行记录,以便逐条进行处置。
二、聘请专业处置混凝土裂痕的施工队伍,依照不同的裂痕类型,采纳不同的方式逐条进行处置。
3、对处置事后的二衬裂痕进行跟踪观测,发觉继续进展的裂痕及时进行二次处置,直至裂痕稳固再也不继续进展。
4、具体的处置方式有以下三种:
(1)表面覆盖法
表面覆盖法适用于由温差、养护不足、拆模时刻短、水泥材质等缘故引发的微细裂痕(宽度小于)处置。
它是在微细裂痕的表面上涂膜,以达到修补混凝土微细裂痕的目的。
分涂覆裂痕部份及全数涂覆两种方式,这种方式的缺点是修补工作无法深切到裂痕内部,对延伸裂痕难以追踪其转变。
表面覆盖法所用材料通常采纳弹性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。
施工时,第一用钢丝刷子将混凝土表面打毛,清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孔,再用修补材料涂覆表面。
(2)低压注浆法
低压注浆法适用于由变形缝未设置、施工缝不成环、爆破振动、应力集中等缘故引发的宽度为的二衬混凝土裂痕修补。
具体方式为:
修补工序如下:
裂痕清理—试机—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。
当裂痕数量较多时,先要在裂痕位置上贴医用白胶布,再用窄毛刷沾浆沿裂痕来回涂刷封缝,使裂痕封锁,大约10分钟后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆嘴用键包严。
固化后周边可能有裂口,必需反复用浆补上,以幸免注浆漏浆。
注浆操作一样在粘嘴的第二天进行,假设气温高的话,半天就可注浆。
操作时先用补缝器吸取注浆液,插入注浆嘴,用手推动补缝器活塞,使浆液通过注浆嘴压入裂痕,当相邻的嘴中流出浆液时,就可拔出补缝器,堵上铝铆钉。
一样由上往下注浆,水平缝一样从一端到另一端逐个注浆。
为了保证浆液充满,在注浆后约半小时能够对每一个注浆嘴再次补浆。
(3)开槽修补法
开槽修补法适用于由地质缘故、施工进度过快等缘故引发的较宽裂痕(宽度大于)修补。
具体方式为:
采纳环氧树脂,聚硫橡胶,水泥,砂,依照10:
3:
:
28的比例,第一用人工将晒干筛好后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后,将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。
然后掺入已拌好的砂、水泥当中,再用人工继续搅拌。
最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度。
及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。
从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内,一组砂浆的整个施工进程需要30分钟左右完成。
嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处置好后两小时之内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖,待完全初凝后,开始喷水养护。
六、结语
一、二衬裂痕是隧道混凝土施工中常见的质量通病,在施工进程中要分析缘故,采取有针对性的方法加以防治,尽可能减少裂痕发生。
二、对已经产生的二衬裂痕,要制定处置方法,聘请专业处置混凝土裂痕的施工队伍进行有效处置,对不能处置的严峻裂痕,该模二衬混凝土必需进行全数返工,以保证隧道工程正常投入利用,并能确保二衬混凝土利用寿命。
参考文献:
1、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10753-2020),2020年,北京,中国铁道出版社
2、《高速铁路隧道工程施工技术指南》(铁建设【2020】241号),2020年,北京,中国铁道出版社
3、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2020),2020年,北京,中国铁道出版社
4、《铁路混凝土工程施工技术指南》(铁建设【2020】241号),2020年,北京,中国铁道出版社
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