XX隧道衬砌

厚度不足处理专项方案

编制：＿＿＿＿＿＿＿＿＿

审核：＿＿＿＿＿＿＿＿＿                

审批：＿＿＿＿＿＿＿＿＿                

中国XX工程有限责任公司

京沈客专辽宁段XX标段项目经理部

二〇一五年十二月

目  录

一、工程概述    - 1 -

1、编制依据    - 1 -

2、施工情况    - 1 -

3、水文地质    - 1 -

二、缺陷段整体情况    - 2 -

三、处理范围及方案选定    - 4 -

四、施工方案及施工方法    - 5 -

1、施工方案    - 5 -

2、 施工工艺及方法    - 6 -

五、施工计划    - 9 -

六、劳动力组织计划    - 9 -

七、主要施工机械计划    - 10 -

八、质量与安全保证措施    - 10 -

1、质量保证措施    - 10 -

2、安全保证措施    - 11 -

九、预防措施与环境保护措施    - 12 -

1、二衬厚度不足预防措施    - 12 -

2、环境保护措施    - 12 -

附件：    - 12 -

一、工程概述

1、编制依据

（1）《高速铁路路桥隧建筑物修理规则》(试行)2011；

（2）《混凝土结构加固设计规则》GB50367-2013 ；

（3）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010；

（4）施工图《双线隧道防排水及辅助工程措施参考图》、《双线隧道复合式衬砌参考图》；

（5）施工图《三棱山隧道设计图》；

2、施工情况

三棱山隧道进口里程为DK493+415，出口里程为DK502+303，总长为8888m，最大埋深217.56m。隧道全部位于直线上，隧道内纵坡为“人”字坡，DK493+415～DK496+950段3535m为4.8‰的上坡，DK496+950～DK502+250段5300m为6‰的下坡，DK502+250～DK502+303段53m为0‰的平坡。三棱山隧道设置1处斜井，与正线相交于DK498+000。三棱山隧道2014年5月开工，截至2015年11月25日进口累计完成开挖支护1133m，仰拱施工1080m，二衬施工1020m；斜井北京方向累计完成开挖支护1076m，仰拱施工1013m，二衬施工977m；斜井沈阳方向累计完成开挖支护590m，仰拱施工540m，二衬施工492m。本次检测衬砌里程段为：进口DK494+055～DK494+330，斜井北京方向DK497+227～DK497 +755，斜井沈阳方向DK498+200～DK498+360，出口段DK501+795～DK501+605。

3、水文地质

三棱山隧道洞身范围多为侏罗系上统吐呼噜组凝灰岩夹凝灰质砂页岩，检测段进口围岩为凝灰岩，局部夹凝灰质砂页岩，弱风化，灰色，凝灰质结构，块状构造，岩体较完整，大块状结构，为Ⅲ级；检测段斜井北京方向为凝灰岩，局部夹凝灰质砂页岩，弱风化，灰色，凝灰质结构，块状构造，岩体较完整，大块状结构，为Ⅲ～Ⅱ级；检测段斜井沈阳方向为凝灰岩，强～弱风化，浅棕色夹绿色，节理发育，岩体较破碎，为Ⅲ级。无不良地质现象，自然条件较好。隧道基岩裂隙水分布广泛，以浅部为主，含于基岩分化带、风化裂隙及构造节理裂隙中，水位和水量受季节降雨量影响明显。

二、缺陷段整体情况

1、第三方检测结果

2015年10月23日至30日，兰州交通大学工程检测有限公司对三棱山隧道进口、斜井二衬已完工段落，进口DK494+055～DK494+330，斜井北京方向DK497+227～DK497 +755，斜井沈阳方向DK498+200～DK498+360，出口DK501+795～DK501+605进行质量检测，对拱墙采取7条测线、仰拱4条测线进行无破损检测，检测结果如表1所示。

表1  XX隧道二衬缺陷统计

进口段（DK494+055～DK494+330）围岩为凝灰岩，局部夹凝灰质砂页岩，弱风化，灰色，凝灰质结构，块状构造，岩体较完整，大块状结构，为Ⅲ级。第四系孔隙潜水、基岩裂隙水。段落正常涌水量Q=200m3/d，最大涌水量Q=350m3/d，地下水以接受雨水和地表水渗入补给，季节性变幅明显。在施工过程中缺陷段落围岩无渗水及裂隙水。

斜井北京方向段（DK497+227～DK497+755）围岩为凝灰岩，局部夹凝灰质砂页岩，弱风化，灰色，凝灰质结构，块状构造，岩体较完整，大块状结构，为Ⅲ～Ⅱ级。第四系孔隙潜水、基岩裂隙水。段落正常涌水量Q=1300m3/d，最大涌水量Q=5379m3/d，地下水以接受雨水和地表水渗入补给，季节性变幅明显。在施工过程中缺陷段落围岩无渗水及裂隙水。

斜井沈阳方向段（DK498+200～DK498+360）围岩为凝灰岩，强～弱风化，浅棕色夹绿色，节理发育，岩体较破碎，为Ⅲ级。第四系孔隙潜水、基岩裂隙水。段落正常涌水量Q=488m3/d，最大涌水量Q=1241m3/d，地下水以接受雨水和地表水渗入补给，季节性变幅明显。在施工过程中缺陷段落围岩无渗水及裂隙水。

出口段（DK501+795～DK501+605）原设计为凝灰岩，局部夹凝灰质砂页岩，强~弱风化，灰色，凝灰质结构，块状构造，节理发育~较发育，岩体较破碎，块石碎石状镶嵌结构。安山岩，暗褐色，岩体较破碎，碎石状压碎结构。第四系孔隙潜水、基岩裂隙水，可能突水。段落正常涌水量Q=450m3/d，最大涌水量Q=982m3/d，地下水以接受雨水和地表水渗入补给，季节性变幅明显。在施工过程中缺陷段落围岩无渗水及裂隙水。

3、超前地质预报情况

超前地质预报采用地震波探测和掌子面素描相结合的方法，对照现场开挖揭露的地层围岩情况，其结果与原设计基本一致。（见附件2）

4、设计衬砌类型参数及支护情况

本次检测段衬砌类别为:Ⅲa型复合式衬砌类型，二衬厚度设计为40cm，二衬无钢筋。Ⅳa-1型复合式衬砌类型，二衬厚度设计为45cm，二衬无钢筋。现场严格按照设计进行施工。基本设计参数为见表2。

表2  复合式衬砌参数

本项目采用信息化测量数据实时上传，在监控量测作业、测点布置、量测频率、量测断面布置、变形管理级别等严格按照监控量测规范及信息化要求执行。均符合规范规程要求。（见附件5）

6、衬砌施作强度情况

初期支护：本隧道全部采用湿喷工艺，湿喷机械手施作，拌合站采用信息化系统控制，集中拌合，喷射混凝土质量有保证，强度均满足设计要求（见附件3）。

二次衬砌：混凝土集中拌合，12m整体式衬砌全液压台车，拖泵浇筑。4处缺陷

均达到28d龄期后，现场回弹强度均满足设计及规范要求（见附件4）。

7、隧道第三方检测情况

全隧道均采用地质雷达无损检测，拱墙共设7条测线，其中拱顶1条，左右拱腰各1条，拱顶与拱腰之间各1条，左右边墙各1条；仰拱共设4条测线。经检测初期支护厚度、仰拱厚度均合格，缺陷部位初期支护及二次衬砌均无不密实及空洞现象。

三、处理范围及方案选定

表1内缺陷部位初支断面满足设计要求，初期支护厚度满足设计要求，初期支护也无不密实或脱空现象。根据隧道施工情况和检测结果分析造成二衬结构局部厚度不足的原因为：在施工初期支护时，初支平整度不达标，多次进行补喷混凝土，补喷采用湿喷机械手喷射混凝土，机械功率较大，加之操作手技术水平有限，导致局部喷射混凝土过厚。

目前我项目通过第三方雷达无损检测，确定检测线上下范围（宽度）、前后范围（长度）二衬厚度不足区域（具体见缺陷统计表）。

通过对缺陷部位混凝土进行回弹（监理见证），强度均满足设计及规范要求，第三方检测缺陷部位也无不密实或脱空情况，加之新奥法施工靠围岩自稳能力，且监控量测及沉降观测显示围岩稳定性较好。

综上所述，我部拟采取对缺陷部位距离施工缝大于3m的素混凝土拱墙全环拆除处理，纵向缺陷宽度两侧各增加0.5m范围内拆除，陷部位距离施工缝小于3m时，拆除宽度至施工缝位置，采取环向切割与小型破碎锤相结合拆除混凝土，风镐处理侵限的喷射混凝土，径向注浆、修补防水板和重新浇筑，达到保证二衬厚度满足设计要求的目的。具体拆除里程见表3

1、施工方案

根据兰州交通大学工程检测有限公司提供的隧道地质雷达检测结果，确定具体存在二衬厚度不足范围，对缺陷范围采用以下处理的方法。

2、施工工艺及方法

（1）施工工艺见施工工艺里程图

施工工艺里程图

（2）施工方法

①施工准备

A、准备工作

制作支架平台或搭设脚手架平台，将各种风管和水管接好，保持各种管路畅通。将空压机、混凝土切割机、风镐等机具准备好。切割前对现场施工人员进行详细的技术交底，检查设备是否正常。

B 、技术准备

缺陷部位浇筑的混凝土比原设计C30衬砌混凝土提高2个标号，采用C40，配比如表4所示。

表4 混凝土配合比

使用Φ16螺纹钢筋，间距15cm*15cm，植筋深度不小于30cm，植筋满足《工程结构加固材料应用安全性鉴定规范》GB50728-2011要求。

② 混凝土表面切割及混凝土凿毛处理

使用切割机对混凝土进行环向切割，切割深度至防水板表面2~3cm。小型破碎锤将混凝土凿除，人工对底部进行清凿钝化处理。

③欠挖初支面处理、径向注浆加固及防水恢复

将欠挖部位防水板打开，用风镐将欠挖的初期支护凿除，并用水泥砂浆抹平。测量复核厚度是否满足要求，确认合格后，进行径向注浆加固，注浆管采用Φ42无缝钢管，长度3m，孔底纵环向间距根据拆除宽度确定，不大于1m，浆液采用1:1水泥浆，最后对防水板进行修补，保证焊接质量，并检查确认。

④植筋

植筋使用Φ16螺纹钢筋，纵向间距20cm，内外双排设置。采用改性环氧树脂胶，A级胶。植筋深度不小于30cm（大于10d，0.3Ls），使用20mm钻头，钻完孔后采用高压风进行清空。用钢刷对钢筋进行除锈处理，将A级植筋注入孔内，锤击钢筋打入孔底，要求植筋胶填充量应保证插入钢筋后周边有少许胶料溢出。固化和保护，植入钢筋后24小时内不得扰动钢筋。

⑤安装模板

在模板支立前对混凝土面刷水泥基界面剂处理。采用二衬台车浇筑。

⑥浇筑

在混凝土浇筑前，在施工缝位置环向设置两道橡胶止水条进行防水，位置分别设置在衬砌厚度的1/3、2/3处，用毛刷将水泥基界面剂涂刷混凝土面，涂完界面剂后快速恢复加固好模板，进行混凝土浇筑。混凝土采用拌合机拌合，混凝土运输车水平运输，采用大型湿喷机械手将混凝土注入模板内，直至自密实砼在排气孔流出为止。同时做好试件3组，作为拆模强度控制及强度评定使用。同时拱部预留注浆孔，注浆孔采用Φ42mm*3.5mm热轧无缝钢管，混凝土达到设计强度后，回填0.8:1的水泥浆，注浆压力0.1Mpa-0.2Mpa，注浆完毕后用速凝水泥封堵。

⑦养护

采用喷水保湿养护14天。

⑧检查验收：

A、目测，是否有裂纹，特别是新旧混凝土结合面，有无渗水。有无较大错台。

B、敲击检查，是否有无空响。

C、现场回弹强度，试件强度检测，是否符合强度要求。

D、第三方进行复检，是否存在缺陷。

若出现以上任何一项问题，需提升缺陷等级进行重新处治。

五、施工计划

根据施工进度安排，隧道二衬缺陷处理施工计划如表5。

表5  隧道厚度不足处理工期计划安排

劳动力组织计划见表6。

表6  施工劳动力组织计划（每工点）

主要施工机械设备配置见表7。

表7 缺陷处理机械设备配置

1、质量保证措施

（1）组织措施

成立质量缺陷处理领导小组。成立以项目经理为第一责任人，各职能部门参加的质量缺陷处理领导小组，日常管理办公室设在安全质量部，由安质部兼任，遵循全面质量管理的基本观点和方法，开展全员、全过程的质量管理活动，建立施工质量保证体系，并在体系运行过程中不断完善。建立质量缺陷处理领导小组组织机构如图2所示。

图2  质量缺陷处理领导小组组织机构

（2）确保施工质量措施

a强化施工质量意识，健全规章制度，做好培训工作；

b严格现场材料质量管理，做好原材料复试取样、送样工作；

c现场的各测量仪器和计量设备按规定周期进行校验。认真做好现场的施工试验工作，做好施工技术资料的收集、整理工作，资料编制要及时、准确、真实、齐全、并与工程进展同步进行不得后补。

（3）浇筑质量控制

严格按照配比生产混凝土，严格控制各种原材的质量，确保材料合格。控制好浇筑量，确保混凝土密实饱满。

2、安全保证措施

（1）抓好安全教育，建立安全检查制度；

（2）以建设安全标准工地为载体，强化施工现场作业控制，在施工现场要布设安全警示牌、警告牌和宣传牌等。非施工人员不得进入施工现场，注浆时注浆人员必须佩戴防护眼镜，戴安全帽、防护手套、穿工作服；

（3）加强现场用电管理，生产、生活用电按照有关规定架设线路、建立变电站和安装变压器级配电箱。临时用电符合供电安全运行规程，并定期检查和防护，电工、电焊工等持证上岗，规范作业。不得带电作业；

（4）定期检查机械设备的安全保护装置和安全指示装置，以确保以上两种装置的齐全、灵敏、可靠。

（5）施工过程中坚持以“安全生产”为中心，实行全员安全管理，定职、定责，使施工安全始终处于受控状态，确保施工安全。

（6）特别关注取芯和风镐处理期间，通行安全，设置专门的安全员，观察危险源和指挥交通。

九、预防措施与环境保护措施

1、二衬厚度不足预防措施

（1）认真做好隧道开挖前的测量放样工作，准确控制隧道的平面坐标、高程及开挖断面。加强对二衬模板台车的检验矫正和安装调试工作，每次二衬混凝土浇注之前都要详细检验模板台车的表面平整度以及变形、变位情况并及时予以调整。

（2）严格控制超欠挖，争取最佳的光面爆破效果。根据不同地段围岩的性质，随时调整光面爆破的各种设计参数，制定严密详细的钻爆计划，控制光面爆破施工工艺，确保开挖断面与设计相吻合。

（3）注重喷射混凝土喷射平整度，对鼓包，整体多喷部位要及时处理掉。

（4）防水板挂设前应先对初期支护喷射混凝土进行检测，欠挖部位应先加以凿除，对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平。

2、环境保护措施

在注浆过程中防止水泥浆污染周围的环境，及时清理浆液污染物，作好临时排水设施，对施工废物采取运输到指定地点进行集中处理，不污染草地及周边环境水源。

附件：

附件1、关于三棱山隧道近期检测问题说明

附件2、超前地质预报

附件3、初支混凝土强度报告

附件4、回弹法评定衬砌混凝土强度检测记录

附件5、监控量测数据下载本文