高速鐵路隧道二次襯砌裂縫修補方案

1、 高速鐵路隧道二次襯砌裂縫修補方案隧道二次襯砌施工采用整體式鋼模板臺車，泵送混凝土施工工藝，但混凝土硬化過程中產(chǎn)生的裂縫不僅影響美觀，還給工程質(zhì)量留下了隱患。二襯混凝土開裂，以后在使用環(huán)境中水汽，空氣的濕度、酸堿度、氧化碳化腐蝕、凍漲等破壞混凝土裂縫內(nèi)部，使裂縫發(fā)展，影響混凝土混凝土結構整體性，破壞混凝土結構，從而影響隧道的安全通車和結構使用壽米。針對隧道門洞邊墻處表面存在兩處收縮裂縫的質(zhì)量問題，進行分析、研究后，制定如下整改方案。編制依據(jù)1、高速鐵路隧道工程施工技術指南、鐵路混凝土工程技術施工指南（鐵建設2010241號），高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標準（TB10753-2010）、高速鐵

2、路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準（TB10424-2010）隧道施工安全讀本等現(xiàn)行施工規(guī)范、驗收標準、安全規(guī)范； 2、鐵道部第四勘察院設計院提供的杭長客專施圖HCZJ-6隧道設計圖、杭長遂參01（雙線隧道復合式襯砌）、杭長遂參02（雙線隧道門洞襯砌、杭長遂參03（雙線隧道洞門）、杭長遂參04（雙線隧道預制護措施、防排水及施工方法）、杭長遂參07（雙線隧道洞門緩沖結構）。3、中華人民共和國建設部2002年4月1日實施的GB50208-2002地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范，于2002年3月15日發(fā)布，中華人民共和國國家標準；4、由防水專家沈春林主編防水工程手冊，中國建筑工業(yè)出版社2006.ISBN7-11

3、2-08260-9;5、現(xiàn)場觀測的現(xiàn)狀。 二、整治的基本原則1、方案和施工要符合確保質(zhì)量、技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用的要求；2、方案和施工遵循“防、排、截、堵相結合，剛柔相濟、因地制宜、綜合治理”的原則；3、方案和施工要采用經(jīng)過試驗、檢測、和鑒定并經(jīng)實踐檢驗質(zhì)量可靠的新材料，行之有效的新技術、新工藝、也應符合國家現(xiàn)行的有關強制性規(guī)范、標準規(guī)定；4、方案和施工必須符合環(huán)境保護的要求，并采取相應的措施。三、裂縫類型隧道襯砌混凝土裂縫類型主要有：干縮裂縫、溫度裂縫、外荷載作用產(chǎn)生的變形裂縫、施工縫處理不當引起的接茬縫等。1、干縮裂縫混凝土在硬化過程中水分逐漸蒸發(fā)散失，使水泥石中的凝結膠體干燥收縮產(chǎn)

4、生變形，由于受到圍巖和模板的約束，變形產(chǎn)生應力，當應力值超過混凝土的抗拉強度時，就會出現(xiàn)干縮裂縫。干縮裂縫多為表面性的，走向沒有規(guī)律。影響混凝土干縮裂縫的因素主要有：水泥品種、用量及水灰比，骨料的大小和級配，外加劑品種和參量。2、溫度裂縫水泥水化過程中產(chǎn)生的大量的熱量，在混凝土內(nèi)部和表面間形成溫度梯度而產(chǎn)生應力，當溫度應力超過混凝土內(nèi)外的約束力時，就會產(chǎn)生溫度裂縫。裂縫寬度冬季較寬，夏季較窄。溫度裂縫的產(chǎn)生與二次襯砌混凝土的厚度及水泥的品種、用量有關。3、荷載變形裂縫仰拱和邊墻基礎的虛碴未清理干凈，混凝土澆筑后，基底產(chǎn)生不均勻沉降；模板臺車或堵頭板沒有固定牢固，以及過早脫模，或脫模時混凝土受到

5、較大的外力撞擊等都容易產(chǎn)生變形裂縫。荷載變形裂縫在隧道襯砌混凝土病害中占有的比例逐年增大，已經(jīng)引起了廣大工程技術人員的重視。4、施工縫（接茬縫）施工過程中由于停電、機械故障等因素迫使混凝土澆筑中斷，時間，超過混凝土的初凝時間，繼續(xù)澆筑混凝土時，原有的混凝土基礎表面沒有進行鑿毛處理，或者鑿毛后沒有用水沖洗干凈，也沒有鋪水泥砂漿墊層，就在原有混凝土表面澆筑混凝土，致使新舊混凝土接茬間出現(xiàn)裂縫。四、裂縫形成的原因分析混凝土裂縫形成的原因非常復雜，往往是多種不利因素綜合作用的結果。根據(jù)隧道門洞邊墻處表面裂縫的形狀以及可判定為干縮裂縫，混凝土生產(chǎn)時原材料計量誤差大，尤其是外加劑的摻量隨意性大，沒有根據(jù)砂

6、、石料的實際含水率及時調(diào)整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。夏季施工時砂、石料露天堆放，無切實有效的降溫措施，混凝土入模溫度高；水泥品種選擇不當，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂級配差；含泥量超標，碎石中石粉含量大，針、片狀物過多，影響了水泥和骨料的膠結。在混凝土運輸及泵送過程中加水的現(xiàn)象也比較普遍；采用整體式鋼模板臺車施工，混凝土澆筑時不振搗或漏振，混凝土均質(zhì)性差，脫模后沒有進行混凝土的潮濕養(yǎng)護；這些都是造成襯砌裂縫形成的原因。五、混凝土裂縫的治理方案混凝土作為多組材料組成的脆性材料，裂縫的存在是客觀的。在混凝土施工中應加強襯砌混凝土的施工管理，避免或減少混凝土裂縫的產(chǎn)生；對于出現(xiàn)的

7、裂縫，應認真分析原因，分清是有害裂縫還是無害裂縫，并對有害裂縫進行處理，防止裂縫繼續(xù)發(fā)展，影響襯砌結構的穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)場排查觀測的現(xiàn)狀，采用灌漿、嵌縫封堵法對隧道門洞邊墻的裂縫進行修補。通過灌漿對裂縫內(nèi)部進行封閉和粘接，外部使用開槽切出3cm寬、2cm深凹槽后使用特殊灌漿材料進行修補，消除安全質(zhì)量隱患，保持整體美觀和整體性。用微損的辦法針孔斜側鉆孔法灌低粘度改性環(huán)氧樹脂加固的辦法；針孔法高壓灌漿材料：HK-UW-3和HK-WG21；材料：快固化無溶劑環(huán)氧樹脂類化學灌漿材料；清理：用鋼絲刷清理表面，再用空壓機把表面吹干凈，詳細檢查、分析裂縫情況，確定鉆孔的位置、間距和深度。鉆孔：使用大功率沖擊電錘

8、等鉆孔工具沿裂縫兩側交叉進行鉆孔，孔距在25-30cm鉆頭直徑10-14mm，鉆孔角度宜45，鉆孔深度結構厚度的2/3，鉆孔必須穿過裂縫，但不得將結構打穿（結構后灌漿除外），鉆孔與裂縫間距1/2結構厚度。洗縫：用空壓機向灌漿嘴內(nèi)吹風，將縫內(nèi)細小粉塵吹干凈，并可以觀察裂縫的情況。埋嘴：在鉆好的孔內(nèi)安裝灌漿嘴（又稱止水針頭），有回止閥的結構），并用專用內(nèi)六角扳手擰緊，使針頭后的膨脹螺栓脹開，封閉裂縫表面，留觀測孔和泄壓出氣孔。灌漿：使用高壓灌漿機向灌漿孔（嘴）內(nèi)灌注環(huán)氧樹脂漿料，從下向上或一側向另一側逐步灌注，當相鄰孔或裂縫表面觀測孔開始出漿后，保持壓力10-30秒，用控制灌漿的辦法，觀測縫中漿的

9、情況，再設當進行補灌。拆嘴：灌漿完畢，確認環(huán)氧樹脂完全固化即可去掉或敲掉外露的灌漿嘴。切槽：使用固定寬度切槽機對裂縫進行切割，然后使用特殊灌漿材料對凹槽進行修補，待其強度及色澤達到二襯砼面同等要求時，用磨光機清理表面，基本恢復原表面色澤。六、隧道襯砌混凝土裂縫的預防控制1、提高設計精度同時加強超前地質(zhì)預報工作加強工程前期地質(zhì)工作，為設計提供詳細的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘探資料，提高設計的質(zhì)量、同時在施工中加強做好超前地質(zhì)預報工作，為不良地段提供準確的數(shù)據(jù)基礎。2、把好材料進場關，嚴格控制原材料的質(zhì)量和技術標準1）水泥：不同品牌、不同規(guī)格、不同批次的水泥不能混用；施工現(xiàn)場多使用普通硅酸鹽水泥，但應盡

10、量減少單位水泥用量。2）碎石：根據(jù)泵送管路的內(nèi)徑，盡可能選用較大粒徑的碎石；嚴格控制含泥量不大于1%，針、片狀物含量不大于15%，粒徑以5-31.5mm為宜，最大不超過40mm.3）砂：采用級配良好的中砂，細度模數(shù)應為2.3-3.0，粒徑小于0.135mm的顆粒，含量所占比例宜為15%-20%，嚴格控制含泥量在3%以內(nèi)；為方便混凝土運輸、泵送和澆筑，砂率取35%-45%。4）水：最好選用飲用水。5）外加劑：施工時必須慎重選擇外加劑的品種和摻量，高效減水劑能夠有效減少拌合用水，降低水化熱，延緩水化熱釋放速度，從而減少溫度裂縫，但摻量過多會引起混凝土的腫脹和開裂。3、嚴格控制隧道各道施工操作，提高

11、施工質(zhì)量1）加強隧道開挖斷面檢測，嚴格控制超欠挖，為后期襯砌施工創(chuàng)造良好的條件。2）在保證開挖斷面成型滿足設計要求的前提下，嚴把初期支護，不能讓其噴射混凝土侵占二次襯砌凈空，造成襯砌厚度不滿足設計要求。3）仰拱及矮邊墻施工前一定要把基底虛渣、雜物、積水清理干凈，以避免成型后混凝土出現(xiàn)不同程度的下沉及變形而影響后期二次襯砌的質(zhì)量。4）二次襯砌施工時間，應在圍巖和初期支護變形基本穩(wěn)定時進行。當圍巖變形較大、流變特性明顯，需提前進行二次襯砌時，必須對初期支護或襯砌結構進行加強。5）二次襯砌混凝土灌注，全過程應有技術人員進行旁站，且嚴禁在運輸和泵送過程中給混凝土加水。4、混凝土配合比的控制及選用1）嚴格按施工配料單計量，定期檢查校正計量裝置；加強砂石料含水率檢