隧洞质量通病防护措施
隧洞施工存在一些质量通病,列举如下并相应采取一些措施。
一、洞内渗透漏水
目前,隧洞的渗透漏水主要表现在墙、拱的渗水、滴水、漏水;其原因是隧洞在施工期间和建成后,一直受着地下水的影响。当地下水压较大,防水工程质量欠佳时,造成渗漏水,对衬砌结构的稳定性构成威胁。 隧洞的渗漏水会降低混凝土衬砌的耐久性。
形成原因:
(1)拱顶衬砌不密实 ,导致拱腰部位衬砌出现纵向拉裂,拱顶衬砌压碎掉块,导致渗漏。
(2)支护技术不过关,工程上常采用的先拱后墙法施工,循环进尺短、衬砌紧跟、以衬代支,致使衬砌接缝过多,且接缝处理不能达到防水标准,导致接缝渗水。
(3)振捣不到位在混凝土衬砌的过程中,有时存在衬砌不到位的现象,形成透水的开放性毛细管路,尤其是混凝土拌合物在密实泌水过程中,析出水分部分被挤向上面,部分聚集在集料颗粒的下面,导致衬砌混凝土存在泌水管路。
(4)混凝土中有空隙由于施工顺序不当或沉降或衬砌混凝土中存在杂物等原因, 导致衬砌混凝土中存在空隙。
(5)腐蚀性天然水对衬砌混凝土有腐蚀性,可能造成漏水孔隙,甚至导致衬砌混凝 土剥落开裂。 渗漏水整治的指导思想是以排为主、 以防助排, 引水泄压、 断绝水源, 设多道防水线。
渗漏水的预防措施:
(1)设计预防措施在隧洞设计时应首先做好水文地质勘测,根据透水性、地质构造、地下水 类型、流量、补给条件及洞顶地面形状等制定防水措施,以保证衬砌的使用寿命。 预防为主、综合治理是隧洞防排水设计的宗旨。
(2)结构自防水措施 在设计中应合理确定混凝土的抗渗标号, 不能片面强调混凝土抗压等级,一味加大单位体积混凝土水泥用量,将会使混凝土水化热和收缩量增加,导致混凝土裂缝,破孩混凝 土结构自防水能力。 对变形缝及施工缝采取有效措施进行处理是十分重要的。 因为它们往往是隧道与地下 工程防水的薄弱部位,通常变形缝形式有:嵌缝式、粘贴式、埋入式。橡胶止水带在施工 中稍有不慎易走形,导致止水效果降低,应确保施工接缝严密、不渗不漏,变形缝应密封 止水、适应变形、施工方便。本着“以防为主、多道设防”的原则,也可采用复合式橡胶 止水变形缝,复合式橡胶止水变形缝系三道设防,即首先在变形缝部位、现浇混凝土中间 埋入桥式橡胶止水带, 然后再在端部施作双组份聚硫橡胶嵌缝, 最后在预留槽涂抹焦油聚 氨酯防水胶。这样将埋入,嵌入,粘贴三种型式变形缝止水带组合在一起,形成三道防线, 防水可靠性得到很大提高。
(3)施工预防措施根据水文地质情况,水流性质,水量大小, 按设计规定, 做好洞顶地表防排水和衬砌背面的排水设施, 同时应将施工排水与永久性的 防治水统筹考虑。
渗漏水整治方法:
渗漏水的治理应采取“以排为主,截,排,堵相结合;先拱后墙,拱堵墙排,集中涌 水处设管引排,因地制宜,综合整治”的处理措施,主要包括:地表水截流,大面积渗水 的防水抹面,集中渗漏水,漏水的埋管引流以及压注浆液等方法。
(1) 衬砌背后注浆 根据渗漏水的轻重, 衬砌背后注浆采用初次注浆和检查注浆。 初次注浆采用水泥砂浆, 检查注浆材料采用纯水浆。 当地下水压力较大, 水流速度快, 渗漏严重时, 采用可灌性好, 结实率高,快凝早强,凝结时间可调的水泥——水玻璃双液浆。
(2) 衬砌内部压注丙凝化学浆液 主要用于隧洞渗漏水量较小,水流分散,不利于引排的拱部施工缝,衬砌裂缝及个别 出水点。 进行衬砌内部注浆, 以封闭水流通道及衬砌裂隙, 或使水流相对集中, 便于引排。
(3) 喷抹砂浆防水层法 主要用于拱部大面积出现面漏,网状裂缝渗漏水,对主要出水点在凿槽引排,嵌缝堵 漏后,喷抹砂浆防水层,防水层厚度 20mm-25mm。
(4) 嵌缝堵漏法 主要用于局部施工缝浸水, 渗水等水量较小的部位处理。 隧洞环向施工缝堵漏采用嵌 复合式膨胀橡胶条,结合凿槽埋管,将水引入侧沟。隧道纵向缝堵漏,采用嵌入式自粘型 止水条,进行封堵。
(5)可排水止水带预防施工缝渗漏 可排水复合橡胶止水带是能对环向施工缝中的渗水进行“先排后堵” 的新型止水带。 可排水复合橡胶止水带为内置式止水带, 设置在衬砌厚度的中间, 横断衬砌环向施工缝。 当环向施工缝内出现渗水时,渗水沿环向施工缝流至止浆滤水带,由于止浆滤水带可渗 水,渗水很容易进入排水通道,并由其排入隧道的排水系统。如果部分渗水在穿越止浆滤水带时沿 与混凝土之间的间隙横向流动, 则会遇到粘贴在止水带翼缘上的遇水膨胀橡 胶条的阻挡。遇水膨胀橡胶条遇水后膨胀,使止水带翼缘与混凝土之间的间隙密实,渗 水沿横向流动,阻力增大,从而提高了止水带的止水能力。
二、 衬砌裂缝
隧洞出现裂缝轻则缩短使用寿命,重则产生毁灭性的破坏。隧洞应进行动态施工。
形成原因:
(1)设计局部与实际地质不符、处置不当。由于多种原因,设计单位在设计勘察时无法 深入地开展地质勘察工作, 进行隧洞支护结构设计时缺乏必要的准确的依 据, 再者实际地质情况并不是与设计截面相适应的, 这就造成了结构受力与设计的严重不 符而埋下开裂隐患。
(2)施工方法和现场操作不规范、管理不到位。
①隧洞开挖控制不严格,监控量测检查不到位,现场管理不严格,个别部位衬砌厚度 严重不足,衬砌混凝土厚度严重不均匀,从而造成局部应力集中产生混凝土的开裂。
②不严格执行相关规范要求,盲目追求施工进度,过早拆除模型,拆模后不进行有效 的养生(特别是靠近洞口的地段) ,造成混凝土水化热不能有效循序散发、混凝土自身承 载不足,局部混凝土在不能有效抵抗外力的情况下,产生局部变形。
③混凝土机械拌和过程中原材料不严格计量,外加剂的掺加更是随意性大,没有严格或者不能严格根据现场砂、 碎石的实际含水率及时调整施工配合比, 造成混凝土水灰比与 设计不符,混凝土质量不能满足设计要求;
④灌注过程控制不严格,没有严格控制混凝土灌注速度,造成模型压力的巨变,局部 变形引起初凝混凝土破化产生开裂。
防治措施:
(1)严格控制混凝土的拌和质量,主要是混凝土配合比和混凝土和易性的控制;
(2)及时进行断面检测,确保开挖轮廓符合设计,杜绝严重侵入衬砌现象的发生。对模型就位时发现的侵入不得存在侥幸、偷懒心理,必须认真进行返修,很多局部开裂均是 由于个别位置侵入未处理引起;
(3)对于地质变化处和设计沉降位置不符的,一定要及时通知设计单位现场核实、进 行衬砌参数调整。
三、钢筋保护厚度合格率低
形成原因: 钢筋加工质量不合格。
防治措施:
(1)严格控制混凝土的质量。
(2)钢筋网要有架立筋等,确保不下沉。
(3)存在跑浆现象时,底模必须用砂浆等封底,确保不跑浆。
(4)钢构件加工架立注意事项:
①钢筋成型截料前,必须按设计图纸进行计算,制定下料表,经相关技术员及监理工程 师批准后方可截料。
②钢筋加工过程中,现场技术员必须加强检查,及时向监理工程师报检,监控施工过程 质量;
③不得使用塑料、石子、钢筋头等材料做垫块,应使用高强度砂浆或混凝土垫块,垫块 应做成弧形、三爪或四爪型,并且垫块上应埋绑丝,垫块的尺寸在使用前必须严格和图纸对 应。
④水平放置垫块每平方米不得少于 6 个,竖直放置垫块每平方米不得少于 4 个。
⑤钢筋混凝土构件的临时空面都应安置垫块,并进行检测(防治弯折变形) 。
四、 混凝土浇筑质量差
具体问题原因分析和防治措施:
1、 砼结构构件裂缝、裂纹 形成原因:
(1)砼配合比控制不严格,原材料质量控制不严格
(2)砼振捣不严格,未按照要求进行收浆
(3)没有及时养护
防治措施:
(1)加强原材料质量控制,严格混凝土组成设计,特别要控制使用外掺剂;主要受力构 件的骨料要进行机械水洗,水洗后骨料及其然砂要库存。
(2)对水泥的技术性能加大频率检验,使用安定性已到期的水泥。
(3)严格控制混凝土的拌合,使用可以自动计量且可以逐盘打印级配数据的拌合设备, 严格按规范标准控制施工级配。
(4)浇筑混凝土方案必须经过监理工程师批准,浇筑过程中监理人员必须旁站。
(5)振捣工艺应程序化,杜绝随意性振捣,保证振捣均匀密实。
(6)所有混凝土构件浇筑,必须严格收浆工艺。
(7) 拆模时间要通过试验确定, 不能过早或过晚, 拆模时注意不得强烈扰动混凝土构件。
(8)必须严格养生工艺,不得采用塑料薄膜直接覆盖或包裹养生,要采用透水性材料覆 盖或洒水养生,养生时间不得小于 7 天。
2、结构物表面施工裂缝明显 形成原因:
⑴整体构筑不连续,下一层构筑的混凝土已经凝固在浇筑上一层混凝土。
防治措施
⑴应增加搅拌能力和运输能力,提高砼供应速度。
⑵改善浇筑工艺,在下层混凝土的初凝前进行上一层混凝土的浇筑。
3、 混凝土表面蜂窝、麻面 形成原因:
(1)集料级配差
(2)分层太厚。混凝土浇筑时漏振、欠振。
(3)模板清洁度差、隔离剂质量差。
(4)模板接缝漏浆
防治措施:
(1)集料应分筛、分规格堆放,确保良好的集料级配。
(2)混凝土浇筑过程中插入式震动其得移动间距不应超过其作用半径的 1.5 倍,其与侧距 离应保持 5-10cm,采取分层浇筑混凝土时,上层振捣应插入下一层混凝土 5-10cm。
(3)表面振动器移位应覆盖全部已震实的部分。
(4)控制混凝土分层浇筑厚度,对于采用插入式及附着式振动器施工不宜超过 30cm。
4、 混凝土表面不平整
形成原因:
(1)模板周转次数多、表面不平整。
(2)模板刚度不够而造成变形
防治措施:
(1)必须使用没有变性的新模板;
(2)采用平整度好、刚度符合要求的模板。
5、混凝土表面模板裂缝明显
形成原因:
(1)模板陈旧变形、拼装后产生间隙。
(2)模板刚度不够,接缝变形。
(3)部分位置隔离剂未刷,造成粘模。
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