隧洞襯砌缺陷修補(bǔ)施工方案圖文并茂

隧洞襯砌缺陷修補(bǔ)方案工程概況4#引水隧洞引（4）16＋261.5～引（4）16+275段試驗(yàn)段的混凝土施工已經(jīng)完成，現(xiàn)場拆模后發(fā)現(xiàn)混凝土局部存在缺陷，現(xiàn)針對(duì)本隧洞試驗(yàn)段的局部缺陷及以后可能出現(xiàn)的相關(guān)缺陷問題提出修補(bǔ)方案。對(duì)部分典型缺陷產(chǎn)生的原因、典型缺陷預(yù)防措施加以闡述。2缺陷種類及修補(bǔ)措施隧洞襯砌混凝土的缺陷類型主要有：層間縫和結(jié)構(gòu)錯(cuò)臺(tái)縫；蜂窩、露筋；表面脫皮、破損、麻面、水波紋及水泡；表面氣泡表面麻點(diǎn)和返砂；細(xì)微裂縫；貫通裂縫；密集裂縫；表面顏色不均勻。2.1層間縫和結(jié)構(gòu)縫錯(cuò)臺(tái)層間縫和結(jié)構(gòu)縫錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的原因施工過程中由于供料間斷及換管迫使混凝土澆筑中斷時(shí)間超過混凝土的初凝時(shí)間，繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r，原有的混凝土基礎(chǔ)表面無法且沒有進(jìn)行鑿毛處理，也沒有鋪水泥砂漿墊層，就在原混凝土表面澆筑混凝土，致使新舊混凝土接茬處出現(xiàn)層間縫和結(jié)構(gòu)縫錯(cuò)臺(tái)。層間縫和結(jié)構(gòu)錯(cuò)臺(tái)是試驗(yàn)段混凝土表現(xiàn)最主要的缺陷。試驗(yàn)段層間縫和結(jié)構(gòu)縫錯(cuò)臺(tái)見下圖圖1層間縫和結(jié)構(gòu)縫錯(cuò)臺(tái)2.1.2層間縫和結(jié)構(gòu)縫錯(cuò)臺(tái)的處理層間縫和結(jié)構(gòu)縫錯(cuò)臺(tái)掛簾的處理首先將突出的混凝土鑿除,預(yù)留約5mm厚度,然后對(duì)預(yù)留的部位作打磨處理。磨除坡度:平行水流方向1/30;垂直水流方向1/20。磨除后與成型混凝土平順連接,打磨過的部位混凝土表面用同級(jí)配混凝土原漿調(diào)色。模板印痕及模板變形造成的凹凸面的處理采用打磨的方式進(jìn)行處理。對(duì)于模板拼縫不嚴(yán)、漏漿形成的砂線,深度小于5mm的,將砂線內(nèi)污垢清除填補(bǔ)同級(jí)配的砂漿;深度大于或等于5mm,視其深度鑿槽,鑿槽深度不小于2cm,分層錘填同級(jí)砂漿修補(bǔ)，表面做調(diào)色處理。模板變形造成的凹面也按上述原則處理。2.2蜂窩、露筋2.2.1蜂窩、露筋產(chǎn)生的原因試驗(yàn)段只有一個(gè)局部由于振搗不實(shí)及混凝土坍落度太小導(dǎo)致的蜂窩。見下圖圖2蜂窩2.2.2蜂窩、露筋的處理將缺陷部位松散混凝土鑿除,鑿成方型或圓形,四周垂直狀,鑿至密實(shí)混凝土(鑿?fù)跁r(shí)如鋼筋出露,鑿至鋼筋底面以下5cm)。鑿?fù)谏疃仍?cm以內(nèi),采用分層錘填砂漿。鑿?fù)谏疃却笥诨虻扔?cm的蜂窩、露筋缺陷,采用比原混凝土標(biāo)號(hào)高一級(jí)的級(jí)配混凝土分層修補(bǔ)，表面用施工配合比混凝土原漿調(diào)色。2.3表面脫皮、破損、麻面、水波紋及水泡2.3.1表面脫皮、破損、麻面、水波紋及水泡產(chǎn)生的原因在本試驗(yàn)段中存在脫皮、破損、麻面、水波紋現(xiàn)象，原因是由于混凝土的澆筑時(shí)間太長，下邊墻混凝土已凝固，模板的上浮及下沉導(dǎo)致撕掉混凝土表皮形成的外觀缺陷。見下圖；圖3表面脫皮、破損、麻面、水波紋2.3．2表面脫皮、破損、麻面、水波紋及水泡的處理(1)缺陷深度小于5mm的,主要采用打磨的方式處理,打磨時(shí)注意與四周成型混凝土平順過渡連接,磨平后表面用混凝土原漿調(diào)色。(2)缺陷深度大于或等于5mm的,標(biāo)定缺陷范圍,鑿成四邊形或多邊形等規(guī)則面,鑿至堅(jiān)實(shí)基面,深度以最深凹處為標(biāo)準(zhǔn)，最深凹處的鑿除厚度不小于5mm,然后采用比原混凝土標(biāo)號(hào)高一級(jí)的級(jí)配混凝土砂漿修補(bǔ)。為了獲得可以接受混凝表面顏色，經(jīng)現(xiàn)場對(duì)比試驗(yàn)，把白水泥與灰色普通水泥按一定比例混合一起使用，使用篩除了未見顆粒的細(xì)砂，砂漿中摻用獎(jiǎng)合物(以如環(huán)氧樹脂、白乳膠等)，并采用砂漿或光滑的石板抹面，以使混凝土達(dá)到光滑的表面?；虿捎迷浜媳然炷翝{液調(diào)色抹平。2.4表面氣泡2.4.1表面氣泡產(chǎn)生的原因本試驗(yàn)段混凝土表面氣泡形成都在下邊墻部位，原因時(shí)襯砌形式為下邊墻有反弧度圓弧段，氣泡容易附著模板且不易排除在混凝土表面形成氣泡群。見下圖圖4表面氣泡2.4.2表面氣泡處理措施表面氣泡處理采用與混凝土同品種、同標(biāo)號(hào)、同配比的水泥、外加劑配制后，對(duì)混凝土構(gòu)件表面所產(chǎn)生的細(xì)微氣泡進(jìn)行填補(bǔ)，會(huì)起到色澤一致、強(qiáng)度等級(jí)相同的效果。在二襯剛拆模時(shí)進(jìn)行填抹，這樣膠結(jié)粉料會(huì)吸收混凝土內(nèi)部多余水份或是利用給混凝土養(yǎng)護(hù)的水份來進(jìn)行自身水化、固化反應(yīng)，從而基本達(dá)到混凝土原設(shè)計(jì)的強(qiáng)度。對(duì)較大缺陷的氣泡修補(bǔ)，經(jīng)施工單位、監(jiān)理單位、業(yè)主驗(yàn)收同意后。用混凝土原漿進(jìn)行修補(bǔ)。單個(gè)水氣泡的處理用小鋼鉆掏孔,清除孔周雜物和松散混凝土,直徑大于5mm的用砂漿填補(bǔ),直徑在小于5mm的用同級(jí)配的混凝土原漿填補(bǔ)。2.4.3減少氣泡的產(chǎn)生措施⑴表面光滑時(shí)模板產(chǎn)生的氣泡少，采用粗糙時(shí)模板產(chǎn)生的氣泡就會(huì)多一些。因此在襯砌施工前，應(yīng)盡可能清理模板上的雜物，并對(duì)脫模劑脫落的部位加以修補(bǔ)，保證模板表面光滑。⑵由于該隧洞襯砌下邊墻部位存在反坡，混凝土排氣能力差。在澆筑每層混凝土?xí)r用塑膠錘及振動(dòng)棒捶打模板背面一個(gè)循環(huán)，讓附著在模板面的氣泡及時(shí)排除。⑶在混凝土施工過程中，分層布料，分層振搗。分層的厚度不大于50cm，否則氣泡不易從混凝土內(nèi)部往上排出。同時(shí)應(yīng)注意混凝土的振搗，嚴(yán)防出現(xiàn)混凝土的欠振、漏振和超振現(xiàn)象。2.5表面麻點(diǎn)和返砂2.5.1表面出現(xiàn)麻點(diǎn)和返砂的原因在本試驗(yàn)段麻點(diǎn)和返砂是由于混凝土的塌落度不穩(wěn)定導(dǎo)致每層的混凝土含水率不同，在振搗過程中，水可能順著模板上升或下流或過振產(chǎn)生的。見下圖；圖5麻點(diǎn)和返砂2.5.2表面出現(xiàn)麻點(diǎn)和返砂的處理在二襯混凝土表面出現(xiàn)麻點(diǎn)和返砂部位，用鋼絲刷子刷除后再用清水沖洗，把附在混凝土表面的泥皮、塵土或浮砂等雜物刷洗干凈，尤其是麻點(diǎn)內(nèi)雜物必須清洗干凈。面層返砂時(shí)，可用纖維刷清掃，或用纖維刷沾水刷洗。對(duì)二襯混凝土表面由于模板塊間形成的錯(cuò)臺(tái)進(jìn)行打磨，使之平整光滑。用粘結(jié)膠與水泥按一定比例拌制成水泥素漿（或加入適當(dāng)?shù)纳白优渲瞥伤嗌皾{）修補(bǔ)表面缺陷，調(diào)配比例視混凝土表面麻點(diǎn)、凹陷和返砂程度而定，一般采用1：7～8調(diào)配。在施工中為了保證修補(bǔ)顏色與原混凝土顏色一致，采用同標(biāo)號(hào)白水泥進(jìn)行調(diào)色，修補(bǔ)時(shí)應(yīng)使混凝土表面平整，補(bǔ)料干硬后用細(xì)砂紙進(jìn)行打磨。對(duì)混凝土表面缺陷較嚴(yán)重的采用分層多次進(jìn)行修補(bǔ)。2.6表面顏色不均勻2.6.1表面顏色不均勻產(chǎn)生的原因在混凝土施工中，混凝土表面顏色完全一致幾乎是不可能，許多因素都會(huì)引起混凝土顏色發(fā)生變化。比如材料的種類，施工時(shí)混凝土配合比，混凝土的養(yǎng)護(hù)條件及混凝土的振搗情況，混凝土脫模劑使用情況，模板的表面結(jié)構(gòu)，模板的收附性能，拆模時(shí)人為的造成混凝土顏色變化等，都是使混凝土表面顏色產(chǎn)生不一致的原因。混凝土表面的銹跡也是常見的影響混凝土表面顏色的一個(gè)因素。銹跡產(chǎn)生應(yīng)有四種可能：一是由于含有黃鐵礦(硫化鐵)的骨料引起的，骨料中的黃鐵礦(硫化鐵)與空氣接觸會(huì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生鐵銹。二是由于模板表面本身產(chǎn)生了銹跡；三是由于二襯鋼筋長時(shí)間暴露在空氣中產(chǎn)生鐵銹隨澆筑振搗過程，銹跡緊貼模板，從而污染混凝土表面而產(chǎn)生銹跡。四是混凝土品質(zhì)不穩(wěn)定或混凝土澆筑過程中存在間斷現(xiàn)象。2.6表面顏色不均勻處理方法在本試驗(yàn)段顏色不一致的情況，可以分為兩種，一種是拱頂混凝土在澆筑過程中由于混凝土原因?qū)е露鹿?，拱頂混凝土不流?dòng)，在拱頂形成堆積現(xiàn)象，在拱頂堆積混凝土清除不干凈，在模板面層形成早期混凝土薄膜，從而形成顏色反差。見圖6；另一種是鋼筋長時(shí)間放置導(dǎo)致鋼筋銹跡形成部位在拱腰處和拱頂?shù)幕炷帘砻骖伾床钶^大。見圖7；圖6拱頂顏色不均勻圖7邊墻和拱腰表面顏色不一致在拆模時(shí)，由于一些人為因素也會(huì)導(dǎo)致混凝土表面顏色發(fā)生變化。特別是拆除堵頭模板時(shí)使用氧爆氣割用的氧炔焰，其溫度很高，施工中往往由于操作不當(dāng)將氧炔焰對(duì)著混凝土而熏烤破壞了混凝土表面原有的顏色。對(duì)于顏色不均勻的混凝土表面，首先考慮使用稀釋的酸性溶液進(jìn)行清洗，然后再將處理后的表面用水徹底沖洗。當(dāng)情況確實(shí)無法產(chǎn)生顯效時(shí)，再考慮使用表面涂層處理。2.7裂縫2.7.1裂縫的類型隧洞襯砌混凝土的裂縫類型主要有：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(dāng)引起的接茬縫等。在本試驗(yàn)段未產(chǎn)生以上幾種裂縫。2.7.2裂縫產(chǎn)生的原因其產(chǎn)生的原因有如下幾種；⑴隧洞開挖成型差，襯砌混凝土厚度嚴(yán)重不均勻；隧洞局部襯砌混凝土背后存在脫空現(xiàn)象。⑵監(jiān)控量測(cè)工作不完善，隧洞還處于不穩(wěn)定階段,造成二次襯砌超設(shè)計(jì)荷載承受圍巖壓力。⑶混凝土生產(chǎn)時(shí)原材料計(jì)量誤差大,沒有根據(jù)砂、石料的實(shí)際含水率及時(shí)調(diào)整施工用水量,造成混凝土水灰比不穩(wěn)定。外加劑的穩(wěn)定性差。⑷采用整體式鋼模板臺(tái)車施工,混凝土澆筑時(shí)漏振,混凝土均質(zhì)性差。⑸脫模后沒有及時(shí)進(jìn)行混凝土的潮濕養(yǎng)護(hù)。2.7.3裂縫的處理措施2.7.3.1細(xì)微裂縫隧洞襯砌混凝土表面出現(xiàn)一些沒有擴(kuò)展性的細(xì)微裂縫,這種裂縫是穩(wěn)定的,一般可自愈,不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用和耐久性。從美觀考慮,可先清洗干凈裂縫表面,然后涂刷調(diào)好配合比的砂漿或混凝土原漿,最后用刮抹料、調(diào)色料處理混凝土表面,使其顏色與周圍襯砌混凝土顏色一致。貫通性裂縫及其處理施工工藝及方法貫通性裂縫的危害較大,可能影響隧洞的二襯質(zhì)量，對(duì)以后隧洞二襯混凝土中的該種情況采用注漿的辦法處理。1、注漿所用材料及配合比⑴環(huán)氧樹脂砂漿配比,環(huán)氧樹脂:水泥:細(xì)砂:乙二胺:二丁酯=1:1.6:3.2:0.1:0.12,其中乙二胺是固化劑,二丁酯是稀釋劑。經(jīng)試驗(yàn)合格后確定及采用。⑵注漿的配制：在鋼制容器中稱取定量的環(huán)氧樹脂，加熱至38～42℃之間，然后加入增韌劑稀釋劑攪拌均勻后，再加入固化劑充分?jǐn)嚢杓闯?；若是膠泥則與固化劑一道加入水泥并攪拌。配制好的漿液或膠泥要在40分鐘內(nèi)用完。2、施工工藝⑴壓力注漿系統(tǒng)布置。在槽內(nèi)騎縫每隔0.5m鉆一孔，視裂縫的部位、寬度、深度及走向可適當(dāng)調(diào)整,孔深為襯砌厚度的1/2或2/3,一般不少于15cm,根據(jù)現(xiàn)場裂縫情況確定孔深，并不得穿透襯砌以防跑漿。⑵裂縫處理：首先在裂縫表面用手持電動(dòng)鋼片切割器鋸鑿V型槽，槽寬3～10cm、深3～6cm，然后用鋼絲刷及壓縮空氣將砼碎屑粉塵清除干凈，再利用高壓水對(duì)裂縫內(nèi)部污物進(jìn)行沖洗，最后進(jìn)行充分的自然干燥。⑶預(yù)埋注漿嘴：完成裂縫擴(kuò)槽及清洗等工作后，開始埋設(shè)注漿嘴，注漿嘴的間距根據(jù)裂縫大小、走向及結(jié)構(gòu)形式而定?？v橫交叉處均有設(shè)置，每條縫上設(shè)有注漿、排氣、出漿的注漿嘴。注漿嘴采用鉗入式預(yù)埋注漿嘴，埋入后沿裂縫全長均用環(huán)氧膠泥固定。⑷封閉裂縫：注漿嘴固定后將裂縫表面用環(huán)氧膠泥進(jìn)行封閉。寬度以填充滿溝槽為宜，并在表面酌情加寬2cm。⑸壓氣試漏檢測(cè)：待環(huán)氧膠泥具一定強(qiáng)度（約3h）后，進(jìn)行壓氣試漏和暢通情況檢查。氣壓保持在0.2～0.4Mpa間，試漏時(shí)在封口及注漿嘴四周涂上肥皂水檢查。若出現(xiàn)泡沫，表示漏氣，需采用促凝灰漿修補(bǔ)密封。⑹注漿：壓氣試漏檢測(cè)合格后，即開始進(jìn)行注漿工作。注漿前將所有注漿嘴上的閥門打開，用壓縮空氣將孔道及裂縫吹干凈，達(dá)到無水、無塵狀態(tài)。注漿采用單孔注漿，在一條裂縫上采取由淺到深、由下到上、由一端到另一端的順序進(jìn)行。注漿時(shí)將配制好的漿液倒入自制的注漿鋼罐內(nèi)，旋緊罐蓋，將出漿管末端的活接頭接在埋好的注漿嘴上。然后開動(dòng)小型空壓機(jī)使壓力保持在0.2～0.5Mpa，再打開注漿閥門，漿液即被注入裂縫中。經(jīng)過3～5min，待漿液從鄰近的注漿嘴冒出后，即關(guān)閉閥門，如此順序進(jìn)行直到注完為止。為達(dá)到連續(xù)注漿作業(yè)，施工時(shí)應(yīng)另備適量不加固化劑的漿液，隨注漿隨即加入固化劑（乙二胺），并拌勻隨時(shí)使用。初注開始啟動(dòng)以后注漿常壓為0.15～0.2Mpa。⑺注漿結(jié)束：注漿結(jié)束一般以吸漿率﹤0.1L/min為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)束再前繼續(xù)穩(wěn)注幾分鐘即可停止。當(dāng)結(jié)束注漿關(guān)閉閥門后，立即拆除管路，及時(shí)用壓氣將注漿嘴和注漿管路中的殘留漿液吹凈，并用丙酮?jiǎng)┧疀_洗管路及擦洗工具。⑻待環(huán)氧樹脂砂漿有一定的強(qiáng)度后,以0.15MPa～0.2MPa壓力壓入水泥-水玻璃漿液或環(huán)氧樹脂漿液。壓漿結(jié)束后在0.2MPa壓力下壓水檢查壓漿效果。裂縫表面用刮抹料和調(diào)色料處理。⑼養(yǎng)護(hù)：采取自然養(yǎng)護(hù)，在該隧洞環(huán)境下24h可硬化，注漿嘴在漿液硬化12h后拆下，繼續(xù)下一循環(huán)施工時(shí)復(fù)用。⑽裂縫注漿處理完畢后，利用抹面砂漿或混凝土原漿對(duì)表面進(jìn)行封閉調(diào)色。.3密集裂縫襯砌背后有空洞或襯砌厚度不足引起的密集裂縫,必須進(jìn)行防水和地層加固處理。沿裂縫兩側(cè)每隔1.2m～1.5m交錯(cuò)布點(diǎn),鑿成10cm×10cm大小深5cm的方槽,用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔,孔深3m,安裝φ25中空注漿錨桿,注入水泥砂漿,灰砂比1:（3～5）,水灰比1:1,施工時(shí)由下往上逐級(jí)注漿,注漿壓力以0.4MPa～0.6MPa為宜。注漿結(jié)束后,在原空1m范圍內(nèi)另鑿新孔在0.6MPa～1.0MPa壓力下壓入純水泥漿檢查注漿效果,當(dāng)達(dá)到規(guī)定壓力而砂漿壓不進(jìn)時(shí),即認(rèn)為已經(jīng)注滿。注漿24h后安裝錨桿墊板,用環(huán)氧樹脂砂漿抹平方槽,表面用砂漿或混凝土原漿處理。裂縫預(yù)防措施⑴提高鉆眼技術(shù)水平,優(yōu)化鉆爆參數(shù),提高光面爆破效果,加強(qiáng)隧洞開挖斷面檢測(cè),嚴(yán)格控制超欠挖,為襯砌施工創(chuàng)造良好的條件。⑵二次襯砌施作時(shí)間,應(yīng)在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行。⑶嚴(yán)格按施工配料單計(jì)量。加強(qiáng)砂石料含水率檢測(cè),及時(shí)調(diào)整拌合用水量。⑷適當(dāng)放慢灌注速度,兩側(cè)邊墻對(duì)稱分層灌注。⑸混凝土灌注過程中加強(qiáng)振搗,提高混凝土的密實(shí)度和均質(zhì)性,減少內(nèi)部微裂縫和氣孔,提高抗裂性。⑹混凝土拆模時(shí)的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求,嚴(yán)禁提前脫模,脫模時(shí)注意不得損傷混凝土。⑺養(yǎng)護(hù)時(shí)采用在兩側(cè)拱腰處各設(shè)置一道縱向PVC管，在PVC管上鉆孔，PVC管一頭封堵，一頭接入供水管，保證混凝土面的濕潤。3級(jí)配混凝土缺陷修補(bǔ)工藝級(jí)配混凝土嚴(yán)格按配合比要求進(jìn)行各種材料的稱量,在滿足施工要求的前提下盡量減少用水量,以能手捍成團(tuán),手上有濕痕而無水膜為準(zhǔn)。拌和均勻后,歸堆存放預(yù)縮30min。修補(bǔ)前,基面鑿?fù)跊_洗干凈后,使基面潤濕但無明水,并涂刷一道的濃水泥漿作粘結(jié)劑,然后分層填