1、缺陷处理专项方案新建铁路靖宇至松江河线工程下山头隧道专项施工方案（ 缺陷处理方案 ）中铁九局宇松工程二公司第二架子队2014年10月 1日一、 工程概况 错误! 未定义书签二、 编制依据 错误! 未定义书签三、 基本情况及原因分析 错误! 未定义书签缺陷产生原因分析 错误 !未定义书签总体补强加固及拆除重做方案 错误 !未定义书签处理方法及加固原理 错误 !未定义书签四、 施工工艺 错误! 未定义书签钢带补强加固工艺 错误 !未定义书签二衬拆除重新施工工艺 错误 !未定义书签二衬背后注浆加固工艺 错误 !未定义书签五、 缺陷处理里程统计 错误! 未定义书签钢带加固里程统计表 错误 !未定义书签
2、二衬拆除里程统计表 错误 !未定义书签二衬注浆加固里程统计表 错误 !未定义书签六、 资源配置 错误! 未定义书签劳力配置 ： 错误 !未定义书签设备机具配置： 错误 !未定义书签材料配置 : 错误 !未定义书签七、 质量保障措施 错误! 未定义书签质量管理 错误 !未定义书签质量保障 错误 !未定义书签八、 安全保障措施 错误! 未定义书签安全管理 错误 !未定义书签安全保障 错误 !未定义书签下山头隧道缺陷处理专项施工方案一、 工程概况下山头隧道进口里程为 DK53+770出口里程为DK61+730全长7960米。隧道DK53+77C至 DK61+60C段位于。的上坡坡段， DK61+60
3、0 至DK61+730段位于。坡度上坡坡段，平面入口位于直线上，出口位 于左偏、R=1200米的曲线上。隧道所经地区为低山地貌，其中 DK58+280- DK61+730为丘前缓坡，地势较平缓；其余为丘陵剥蚀 区，地势较为陡峻，V字型冲沟较发育，地形相对高差较大，相对 高差最大接近400m本隧道进口处自然坡度约32度，出口处自然坡 度约17度。最大埋深为米。2012年至2013年经北京铁科工程检测中心、中铁工程设计咨询 集团有限公司对本隧道进行了无损检测，前期隧道洞身主体结构施 工过程中，由于过程控制管理不严格，二衬主体结构产生质量缺 陷，缺陷类型主要为二衬背后脱空、局部地段衬砌厚度不足、二衬
4、 混凝土实测强度达不到设计要求。依据设计院隧道缺陷整治方案，结合本隧道设计图纸、隧道 衬砌缺陷检测报告及施工现场情况等，进行本方案的编制。二、 编制依据(1)设计文件隧道缺陷整治方案；(2)下山头隧道缺陷整治统计表；(3)靖宇至松江河铁路隧道相关设计文件；(4)铁路隧道施工相关技术标准；（5） 铁道科学研究院提出的隧道衬砌厚度处理意见、隧道脱空 或不密实处理意见；（6） 东北大学地铁与地下工程研究中心编制的宇松铁路隧道衬 砌补强验算报告；（7） 2013年5月26日，沈阳铁路局东北东部铁路通道工程建 设指挥部组织的宇松线隧道缺陷整治方案专家论证意见；（8） 国内隧道修复加固技术文献及施工经验。
5、（9） 下山头隧道设计文件、隧道通用设计文件（10） 混凝土工程验收标准（11） 铁路隧道施工质量验收标准 TB10417-2003三、基本情况及原因分析缺陷产生原因分析前期隧道洞身主体结构施工过程中，由于过程控制管理不严格， 二衬主体结构产生质量缺陷，缺陷类型主要为二衬背后脱空、局部地 段衬砌厚度不足、二衬混凝土实测强度达不到设计要求。 针对以上质 量缺陷经东北大学地铁与地下工程研究中心对现阶段隧道主体结构 受力状态进行检算，结果满足使用要求，但结构安全系数有所降低， 需要对个别地段进行补强处理。原因分析：（1） 二次衬砌背后脱空、不密实。对二衬混凝土无损检测结果进行分析，缺陷部位多发生于拱
6、顶及拱腰，主要与防水板悬挂及封 顶混凝土施工工艺有关。二衬封顶施工中由于混凝土重力作用，拱 顶混凝土会与防水板产生局部离空，其次防水板悬挂时未能与初支 密贴背后产生脱空。该类缺陷在国内隧道施工中比较常见。通常设 计时，在拱顶预留注浆孔以便后续注浆。(2)强度、二衬厚度不足。主要原因有两点：第一没有按规范 要求进行施工，围岩欠挖没有及时处理，混凝土配合比不符合试验 要求，过程控制管理不严格；第二由于二衬混凝土振捣不密实或背 后有脱空，产生检测厚度不符合设计要求。后者原因产生厚度不足 可在二次注浆过程中进行弥补；(3)二次衬砌内钢筋间距过大，主要原因为过程控制管理不 严。总体补强加固及拆除重做方案
7、宇松线隧道缺陷整治方案专家论证意见：(1) 对H、皿级围岩二衬不足设计厚度 50瓶W、V级围岩二 衬不足设计厚度70%勺部位予以拆除；混凝土强度不足设计值 70%勺 部位予以拆除；设计有钢筋施工无钢筋的部位予以拆除；(2) 二衬厚度或混凝土强度达到设计值 90%以上的部位可根据 计算结果酌情处理；(3)除第1、2条以外的缺陷部位，综合考虑隧道衬砌厚度、混 凝土强度、缺陷部位长度等因素，并依据现场具体情况和计算结果增 设W型钢带加固措施进行补强；(4)衬砌背后脱空部位进行注浆处理。根据以上意见，隧道缺陷整治分为拆除重做及补强加固两项。其 中补强加固主要采用三种方法：二衬背后注浆、粘贴碳纤维布及W
8、形 钢带加固。处理方法及加固原理（1） 二衬背后注浆。在隧道二衬脱空处钻眼埋设直径 42mn注浆 管，注浆管不可穿透防水板，对二衬背后脱空的部位采用水泥砂浆或 水泥浆进行注浆，通过控制注浆压力及压浆量达到脱空部位填充密实的效果；（2） W形钢带。一种新型支护材料，同平钢带相比 W型钢带抗 弯截面模量提高37倍，刚度提高70倍左右，抗拉强度提高12%- 15% 通过W型钢带把环向分散的多根锚钉连接起来，并挂网喷射纤维混 凝土，形成一个整体承载结构，相当于在衬砌外缘形成护拱。使用该 方法时应确定使用后该部位不会侵限。（ 曲冈带示意图见图1）加固处理措施划分：根据检测及验算结果，结合围岩类别、混凝图
9、W型钢带 土强度、初支类型及缺陷长度综合考虑，对措施的采用原则进行了划 分。由于隧道为复合、连续受力结构，因此在措施的采用上不宜单单 考虑某点的缺陷，应按整体受力结构进行考虑，通过加固措施提高结 构安全系数。（如表1所示）表1缺陷加固处理措施表（除拆除以外其它部位）序号缺陷类别处理方案1背后脱空注浆2强度不足W型钢带3衬砌钢筋间距过大（或结合混凝土强度、地质 及初支钢架综合考虑）4二衬厚度不 足U、川级围岩欠厚度1015cm缺陷长度大于5mW型钢带、注浆W、V围岩欠厚度1017cm缺陷长度大于5m5二衬厚度不 足除以上其它缺陷部位注浆在隧道二衬背后注浆结束后，对隧道衬砌重新进行扫描及强度检测，
10、通过检测来判定是否需要采用其他加固方法。补强加固根据其工艺特殊性，宜在隧道贯通之后在通风、干燥的环境下进行施工，以保证施作质量及耐久性。四、施工工艺钢带补强加固4.1.1施工准备（1）预先购置 W270钢带规格参数需满足表2：表2 技术参数型号BHW270-展宽/mm宽/mm平宽/mm高/mm孔径/mm截面积/mm22952701392525742重量 /(kg/m)惯性矩/mm4抗弯模量/mm3拉断力/kN363382292（2）购置R25N自进式中空注浆锚杆，锚杆必须试验合格，使用 前再进行现场生产性试验，掌握注浆工艺，确定浆液配比和注浆压力, 检验注浆密实度。（3） 制作补强需要的台架，
11、由于全断面钢带施工占很大比例， 需要台架提供作业平台。（4） 测量人员根据缺陷处理统计表预先标记出需要钢带加固的 部位。（5） 二衬渗漏水地段需先治水，再进行钢带补强加固。4.1.2补强参数表3 混凝结构W270钢带补强参数表线别设置部位围岩级别RN25N自进式中空锚杆W270钢带长度（m环向间距（m）纵向间距（m单线隧道缺陷部位向四周延 伸不小于n nIV v环向纵向4.1.3工艺流程图如图1图1钢带补强工艺流程图1、测量需加固段的断面，计算出增设钢带后是否侵入建筑限界, 若侵入建筑限界，则需人工凿槽安装钢带。2、利用铲车推补强台架到指定位置，预先把钢带紧贴衬砌面铺 挂，在孔位处利用小锤球，
12、修正钢带垂直度，并在孔位处做出标记。如图24所示锚杆+钢带加固衬砌设计图图 3 锚杆、钢带布置图图4 锚杆布设平面示意图3、 钢带采用W270钢带，钢带纵向间距，钢带通过锚杆外露端部 的垫板进行固定；锚杆采用 R25 N自进式中空注浆锚杆，布置间距：(环向)(纵向)。H 皿级围岩时，L二；W V级围岩时，L二。加固 范围为全断面加固；全断面加固段应向无缺陷衬砌段延伸不少于。4、 锚杆施工：( 1)造孔前，先检查杆体中孔是否畅通，若有异物堵塞，及时清理；锚杆与钻机相连，开孔孔位偏差不大于 5cm孔深偏差不大于 5cm,钻孔角度偏差不大于3%( 2)洗孔清孔采用高压风一次进行吹洗。 为确保垫板与锚
13、杆垂直、 对孔口 范围内局部二次衬砌混凝土凿除, 采用水泥砂浆抹平, 使垫板与二次 衬砌混凝土面紧密接触。(3)封孔口，安装 W27(钢带、垫板、垫圈、螺母为保证注浆效果，锚杆孔口采用锚固剂封孔，同时安装 W270钢带、垫板、垫圈、螺母,连接锚杆注浆机,做好注浆前的各项工作。( 4)注浆用中空锚杆体,首先采用水灰比为： 11： 1 的水泥单液浆对围岩进行注浆加固,注浆达设计要求后,停止注浆；在水泥单液浆初凝 之前,打开排气孔,排出锚杆孔内的水泥浆液,采用锚杆注浆机,用 水灰比为： 1： 1 的水泥单液浆充填锚杆孔,水泥基采用普通硅酸盐 水泥(标号不低于),当浆液从排气孔流出时,完成注浆( 5)
14、质量检验锚杆注浆完成 7d 后，采用声波物探仪测试锚杆孔水泥体的密实 性，密实性应大于 85%。图 5 锚杆施工工艺图4.1.4 注意事项（ 1）钢带必须采用镀锌钢带，热镀锌应符合 JT/T281 规定，镀 锌层平均厚度不应小于。 施工完成后， 对孔口部位的螺栓及锚杆头采 用环氧富锌防锈漆进行防锈处理，防锈漆含锌量不小于 65%，防锈漆干膜厚度250um调色环氧磁漆为面漆，干膜厚度150um（ 2）施工前应实测隧道限界， 对不满足限界部位采取凿槽处理， 必须确保钢带不侵入隧道建筑限界。（ 3）钢带布置区域有渗漏水的，应先进行整治，确保钢带区域 不渗水。（4） 浆液配比、注浆压力、注浆密实度等注
15、浆参数对锚杆的锚 固力影响大，必须进行试验确定。（5） 锚杆孔不得塌孔、流泥、积水等现象，且应保证孔道顺直。（ 6）安装前，认真检查锚杆体是否畅通，若有异物堵塞，及时 清理。锚杆体内外表面不允许有裂纹、折叠、轧折、离层、结疤和锈 斑等缺陷。（ 7）施工中应先进行选取一段缺陷地段进行试验，达到合格后 选取合理的施工参数， 一定要保证合理的水灰比， 确保注浆管路畅通 和锚杆注浆的饱满度。（ 8）注浆设备应采用锚杆专用注浆泵，不应采用普通注浆泵； 注浆后不得随意敲击杆体，也不得在杆体上悬挂重物。（9） 孔口必须封堵牢固，防止注浆压力增大，浆液从孔口喷出 伤人。（10） 钢垫板必须与二次衬砌表面密贴，
16、 保证锚杆对衬砌结构的 有效锚固作用。二衬拆除重新施工工艺421施工程序根据无损检测结果，由测量人员对拆除范围进行标识。 利用爆破 方式拆除二衬混凝土。二衬混凝土拆除后进行测量复测，并在欠挖点 上标识出欠挖范围和厚度，然后人工配风镐和铁钎对欠挖围岩进行处 理，完成后进行测量复检，直到合格为止。欠挖处理完成后，按照施 工工序依次进行修复防水板施工、二衬混凝土施工。二衬拆除施工程序框图4 22施工方法（1）施工准备1制作拆除用台车，提供工作平台2二次衬砌拆除范围由测量放线， 描绘出施工区域线， 标识出拆 除位置。3拆除需拆除二衬范围内的风水管线路及通风带，预接风水管头。4检查凿岩机、风镐的完整性和
17、转动情况，检查风路是否畅通， 各连接接头是否牢固。（2） 拆除二衬混凝土 在测量放线区域内根据现场实际情况选取爆破拆除和人工拆除二衬混凝土。混凝土爆破拆除后根据测量放样对欠挖处进行人工凿 除。在凿除过程中注意对防水板、土工布的保护，避免破坏。为保证 后期防水板恢复，二衬混凝土拆除范围边界贴近防水板 20cm 范围内 由人工持铁钎进行凿除，防止防水板被破坏不利用防水板的焊接修 复。为了保证施工安全， 爆破拆除时，采用边拆除边恢复施做的方法， 爆破拆除采用间隔拆除，每 3 米段采用一次微爆破。爆破后挖掘机配合出渣车进行出渣作业。（3） 盲管、土工布、防水板修复爆破后及时进行欠挖处理， 在破坏的初期
18、支护修补完成后， 对盲 管、土工布、防水板进行修补，对要修补区域的范围进行认真确认， 必要的地方进行重新铺挂布设， 然后按照原有参数标准进行盲管、 排 水管布设、挂设土工布及防水板，并保证质量要求。防水板铺设工艺如下：A 基面处理铺设防水层前对初期支护找平， 采用补喷及砂浆找平。 对外露的 锚杆进行切除、磨平，水泥砂浆封堵找平。B 布设盲管、吊挂土工布基面处理完毕后，先在喷层表面吊挂布设盲管、土工布，用 50 盲管环向布设间距根据渗水情况 410mL道， 80盲管纵向双侧通 长与原有盲管连接； 利用热熔垫圈和射钉将无纺布固定于基面上， 垫 圈间距拱部 ，边墙间距 1，梅花型布设；土工布搭接大于
19、 5cm。C 铺设防水板防水板采用无钉铺设方法， 铺挂土工布后， 将防水板用专用热风 枪与固定土工布的热熔垫圈粘合。D 防水板焊接防水板接缝采用热合机自动双焊缝焊缝 （单焊缝宽度不小于 2cm）进行热熔焊接，搭接宽度大于15 cm。焊接前先取小样进行焊接试验， 以确定最佳的焊接温度和走行速度。E 防水板质量检查和处理 防水板铺设均匀连续，双焊缝焊接，单条焊缝宽度不小于 2cm，搭接宽度不小于15 cm,焊接完毕后焊缝焊迹应透明、无气泡、无杂 质，接缝平顺、无褶皱、均匀连续，无假焊、漏焊、焊穿或夹层等现 象。（4）衬砌混凝土 拆除段的防水板验收合格后,需对混凝土接头位置进行凿毛处 理。二次衬砌采
20、用液压模板衬砌台车浇筑成形, 液压模板台车应准确 定位,支撑牢固,保证刚度,浇筑中不变形,不走移。采用砼输送车 运送砼, 混凝土输送泵泵送砼入模板台车内, 振捣棒及附着式振捣器 捣固,浇筑砼时必须对称分层浇筑,两侧高差不超过。砼浇筑必须连续施工，拆模时，混凝土强度不应少于 8MPa混凝土要求表面颜色 一致，无蜂窝麻面。落模后及时养护，养护时间不少于 14 天。4.2.3 施工注意事项（ 1）混凝土强度不足部位爆破拆除二衬混凝土时，严格控制装 药量，避免爆破面过大破坏防水板。（ 2）爆破前，待爆破拆除部位与保留部位用风镐或者无齿锯切 割一条预裂缝，防止爆破部位的振动对预留部位造成扰动。（3）二衬
21、厚度拆除时，保留部位采用人工拆除20cm长二衬混凝 土板，保证防水板的完整性，方便防水板的搭接施工。为保证混凝土 衔接效果，保留部位采用倒楔形凿除（如图 6）。图 6 倒楔形凿除（ 4）拆除二衬后，存在欠挖时，根据现场状况确定处理范围及 方法，及时进行二衬施工，保障施工安全。二衬背后注浆加固工艺431注浆施工工艺流程图图7注浆工艺施工流程图432施工准备施工作业平台施工作业平台采用拼装式脚手架，脚手架搭设底座带有轮式走行系统和自锁系统，脚手架每节搭设高度2m并挂设人行上下梯步，梯 步步距高度不得大于30cm为了加快施工进度，梯步采用挂钩式梯步， 同时梯步设置高度不得小于1.0m扶手，顶部工作平
22、台满铺5cm厚的木 板，木板采用绑丝绑扎牢固，严禁出现探头板，顶部工作平台四周设 置高度不小于 1.0米的围栏，确保作业人员的安全。钻孔及安设注浆管 利用搭设好的作业平台，首先对检测处空洞或不密实处采用红油 漆进行标识，注浆管采用马牙扣型注浆管，如图 2。图 8 马牙扣型注浆管注浆管布设示意，如图 9：图 9 注浆管布设示意图4.3.3 处理措施：（1）在空洞位置每设置一个钻孔，每处不少于 3个。（2） 安设直径42mm马牙扣形钢花管，钢花管顶端距空腔顶面不 大于 2cm。（3） 在管口安设灌浆嘴，从低到高灌注注浆材料，灌浆压力， 正常施工前应进行试验， 选取一段缺陷处进行注浆试验， 确定注浆
23、配 比及注浆压力， 施工过程中应逐步增加注浆压力， 直至高端钻孔冒浆 为止，然后拆除灌浆嘴，封闭低端孔口，从相邻高端钻孔处继续向内 灌浆，直至所有钻孔灌浆完成，最后一处灌浆时，应适当增加压力至 （素砼，钢筋砼）左右，当继续加压不再进浆时结束注浆。（ 4）注浆材料采用水泥砂浆和水泥浆，注浆材料先采用水泥砂 浆，水灰比（重量比） :1 1:1 ，灰砂比 1:1 1: ，再用 1：1 的纯水 泥浆进行二次压注、密实。水泥选用 425 号普通硅酸盐水泥，砂子选 用中细砂，粒径不大于，使用前应过筛。注浆前应进行配合比试验， 用秒表记下注入和流出时间，据此确定注浆量、注浆压力，检查管路 设备运行情况。在未
24、进行注浆试验前，注浆压力可参照如下进行：初 压为，终压为（素砼，钢筋砼）。水泥砂浆注浆完成后再用 1： 1 的纯水泥浆进行二次压注、密实。（5） 浆液凝胶时间：25分钟。如不满足，注浆过程中可适当 添加一定数量的速凝剂。（6） 注浆结束标准：注浆压力达到设计终压后稳定 10分钟，注 浆孔不进浆或很少进浆，即可结束注浆。（7） 封孔作业：停泵后立即封闭孔口阀门，拆卸和清洗管路，割除外露钢管，待浆液凝固后用塑胶泥封堵孔口，保证封孔后结构不 渗、漏水。434 施工注意事项（1） 隧道轴线分左右逐段压注，由两端向中央，由低处向高处 依次注浆。（2） 注浆是一项连续作业，不得任意停泵，以防堵塞管路。（3
25、） 注浆时应时刻注意注浆压力、衬砌变形观察和储浆筒的浆 液下降情况。若注浆时间较长而不升压，可能浆液流窜太远，应缩短 浆液凝胶时间或停注，若跑浆严重，可间歇注浆。（4） 注浆期间应有专人记录浆液消耗量，注浆时间及注浆压力 等数据。（5） 注浆后，应设置检查孔，检查注浆效果。五、缺陷处理里程统计钢带加固里程统计表表4需钢带加固数量统计表序 号隧道名称里程围岩 级别加固范围长度1下山头隧道斜井DK57+892-904n全断面钢带加固122下山头隧道斜井DK58+027-039n全断面钢带加固123下山头隧道斜井DK58+139-151n全断面钢带加固124下山头隧道斜井DK58+381-393IV
26、全断面钢带加固125下山头隧道斜井DK58+645-657IV全断面钢带加固126下山头隧道斜井DK58+880-889V全断面钢带加固187下山头隧道斜井DK58+975-982V全断面钢带加固78下山头隧道斜井DK59+302-314IV全断面钢带加固129下山头隧道出口DK61+211-219出全断面钢带加固810下山头隧道出口DK61+227-235出全断面钢带加固811下山头隧道出口DK61+441-453出全断面钢带加固1212下山头隧道出口DK61+571-582V全断面钢带加固1113下山头隧道出口DK61+594-606V全断面钢带加固1214下山头隧道出口DK61+678+
27、680V钢带局部加固215下山头隧道斜井DK58+453-465V全断面钢带加固1216下山头隧道斜井DK58+477-489V全断面钢带加固1217下山头隧道斜井DK58+501-513V全断面钢带加固1218下山头隧道斜井DK58+597-609V全断面钢带加固1219下山头隧道斜井DK58+762-775V全断面钢带加固1320下山头隧道斜井DK58+921-930V全断面钢带加固921下山头隧道斜井DK58+369-381V全断面钢带加固1222下山头隧道出口DK61+082-094出全断面钢带加固1223下山头隧道出口DK61+200-205出全断面钢带加固5合计249二衬拆除里程统
28、计表表5拆除处理数量统计表序号隧道名称里程缺陷名称围岩级别长度（m1下山头隧道斜井DK58+097-109强度不足n122下山头隧道斜井DK58+621-633强度不足V123下山头隧道斜井DK58+935-948强度不足V134下山头隧道斜井DK59+165-177强度不足V125下山头隧道斜井DK59+225-237强度不足V126下山头隧道岀口DK61+618-630强度不足V12合计73二衬注浆加固里程统计表表6注浆处理数量统计表序号隧道名称里程缺陷名称缺陷部位长 度围岩备注1下山头隧道斜井DK58+562+574欠厚、空隙拱顶12m空 5-102下山头隧道斜井DK58+803+806
29、欠厚、空隙左拱腰3IV +空 5-103下山头隧道斜井DK58+804+806欠厚、空隙右拱腰2IV +空5-10、重合4下山头隧道斜井DK58+804+814欠厚、空隙拱顶10V +、V空5-10、重合5下山头隧道斜井DK58+833+836欠厚、空隙拱顶3V空 5-106下山头隧道斜井DK57+892+894空隙拱顶2n空 5-107下山头隧道斜井DK57+919+923空隙拱顶4n空 5-108下山头隧道斜井DK57+926+930空隙拱顶4n空 5-109下山头隧道斜井DK57+934+940不密实拱顶6n10下山头隧道斜井DK57+949+954空隙拱顶5n空 5-1011下山头隧道斜井DK58+040+044不密实拱顶4n12下山头隧道斜井DK58+050+053不密实拱
