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云南昭通市凌子口隧道施工质量控制要点及改进措施

职称驿站所属分类:建筑施工论文发布时间:2022-05-11 09:20:18浏览:

为解决对公路隧道工程进行质量控制的难题,本文以云南昭通市境内凌子口隧道提质升级改造施工为例,对公路隧道工程质量控制过程中的关键问题进行研究,总结出公路隧道施工质量控制的要点及相关改进措施,以期为相关公路隧道改造工程提供参考。

   摘要:为解决对公路隧道工程进行质量控制的难题,本文以云南昭通市境内凌子口隧道提质升级改造施工为例,对公路隧道工程质量控制过程中的关键问题进行研究,总结出公路隧道施工质量控制的要点及相关改进措施,以期为相关公路隧道改造工程提供参考。

  关键词:公路隧道;质量缺陷;质量控制;

工业工程与管理

  《工业工程与管理》(双月刊)创刊于1996年,由上海交通大学主办。应用性与学术性兼顾。致力于提高企业生产效率和产品质量,降低生产成本,加强企业对市场的快速响应能力,优化企业组织机构和运作管理方式,促成现代化企业的形成。

  1 工程概况

  凌子口隧道位于云南省昭通市昭阳区昭麻二级公路凌子口处,属于G213中的一段,隧道全长910 m,单孔双向车道,为直线隧道,隧道路线纵坡设计为2.5%的单向坡,其洞覆盖层厚2.5~193.57 m.隧道行车道宽7.5 m,人行道宽2 m×0.75 m,有效净宽10 m,有效净高5 m,为满足净空界限及通风等对空间需要,隧道净跨10.6 m,净高6.9 m三心圆拱形断面。

  2 病害种类及成因分析

  结合凌子口隧道水文地质与工程地质情况,并按照检测结果与参考相关资料信息,总结病害成因汇总分析如下:

  2.1 衬砌开裂及变形

  (1)隧道穿越的岩层主要为块石砌石结构。块石砌石结构等较软弱的岩层存在变形时间效应,将增大衬砌结构承受的荷载,且路面底部的软弱岩层使隧道路面及边墙基础不牢固,衬砌结构容易因下沉而产生裂缝、变形。

  (2)在施工缝、冷缝位置的受力相对薄弱,这些位置常出现隧道衬砌裂缝问题。

  (3)衬砌混凝土由于受温度、收缩、膨胀等因素而引起的变形、开裂。

  (4)软弱破碎岩层受到地下水的动静压作用,出现衬砌附近的空洞,也会出现约束不均匀情况,产生衬砌变形或开裂情况。

  (5)经过碳化作用混凝土的碱储备会降低,造成混凝土碱性下降,会导致钢筋表面钝化膜不稳定,因此产生破坏。碳化会导致空气与钢筋反应,钢筋受到腐蚀,钢筋与混凝土间的握裹力下降,因此衬砌的承载能力减弱,因为钢筋锈蚀产物的体积出现膨胀化,导致混凝土出现开裂问题。

  2.2 隧道渗漏水

  (1)防水层在施工时选择的防水材料不符合相关标准,施工质量不达标,或者是由于混凝土浇筑时存在防水材料破坏的情况,此类问题会导致防水施工质量无法满足规范要求。

  (2)如果防水层在施工过程中出现破损,或者在今后的营运期由于劣化造成防水效果变差,部分隧道防水层效果变差,会造成渗漏水穿过防水层渗到隧道中,出现线状或面形渗漏。

  (3)在隧道竣工之后,如果围岩压力出现变化,围岩中水的径流在局部地段出现高水压,但是衬砌结构因为设计抗渗等级、材质劣化等原因其防水功能较弱或失效,导致渗流水通过混凝土中的渗水通道,在衬砌背后高水压地段形成面形渗漏水。

  (4)混凝土的微观结构由于长期碳化产生变化,因为碳化前后混凝土的成分受到影响,物理形貌与体积出现变化,在环境因素作用下,混凝土的内部孔隙结构出现增大趋势,变得连通,因此造成抗渗性能下降,最终出现渗漏问题。

  2.3 衬砌混凝土病害

  衬砌混凝土出现腐蚀、掉块等病害,导致结构耐久性下降,因此引发相关病害。导致衬砌混凝土出现病害主要是以下因素:

  (1)衬砌混凝土处于侵蚀性环境介质之中,包括酸、碱、盐及有害气体等,这些和混凝土的部分组分产生化学反应,出现化学反应侵蚀,比如出现分解性(或酸型)侵蚀、油类侵蚀等。

  (2)配制混凝土过程中,原材料包括碱或者"碱活性"骨料,因此由于反应生成物吸水膨胀,最终出现混凝土开裂。

  (3)因为碳化作用导致的钢筋钝化膜受到破坏,一旦混凝土的湿度适当,钢筋会出现锈蚀,导致混凝土顺筋胀裂,或者出现边角脱落问题。

  (4)衬砌混凝土在温度、收缩等问题的影响下,会出现变形裂缝,导致混凝土强度降低,结构的安全性下降。

  3 公路隧道施工质量控制关键技术

  3.1 裂隙渗水及渗迹处治

  为降低边墙衬砌内大量渗水水压及降低水位,本项目采用边墙梅花型钻孔引排水(如图1所示),钻孔深度2~3 m不等,渗水严重段钻孔深5 m或错位设置排水孔,以降低水位及水压。该隧道提升处治中共采用梅花型钻孔约360个,排水长度延米达1200 m,通过处治已超过5年时间,效果较明显,未出现渗水痕迹。施工中关键控制点:放线定位→钻孔→除渣、清洗→安装软式排水管→水泥基渗透结晶型防水材料灰浆→夯实、刷浆→检验→养护。

  施工缝、变形缝渗漏水部位的处理采用凿槽埋管引排方式,施工关键是凿槽深度要到位,凿槽要认真清理槽内不稳定块体与碎屑,通过M10防水膨胀水泥砂浆敷设铝膜舌片,进行引水,埋设凿槽中半剖准110双壁波纹管排水,使水向下引到排水沟。施工工艺控制点:凿槽→槽内清理→安装软式透水管及双壁波纹管→涂刷E380封边胶→除渣、清洗安装软式排水管→防水膨胀水泥砂浆、水泥基渗透结晶型防水材料灰浆夯实→刷浆→检验→养护。

  图1 边墙钻孔

  拱部一般渗水较小裂缝堵水应按照裂缝凿5 cm宽、5.3 cm深的倒梯形槽,通过钢丝刷除掉浮碴,用水浸湿基面。根据倒梯形槽内边缘涂刷0.3 cm厚E200界面胶,充填M10防水膨胀水泥砂浆封闭凿槽,最后抹至与原衬砌表面齐平。

  3.2 初期支护背后脱空处治

  初期支护背后脱空处治需要按照专项检测报告在脱空位置设置注浆孔,在施工过程中,应通过地质雷达仪按照注浆段落桩号与隧道的脱空部位确定空洞,然后按照空洞位置布孔注浆。在注浆前应该确保初支背后空洞填充密实。在注浆前,需要清理注浆孔,并检查注浆泵与压力表,安装注浆管时进行压水试验。注浆工作不可以任意停泵,防止管路堵塞。在注浆时,应按拱脚向拱顶的次序,防止浆液被水稀释离析。初期支护背后脱空部位纵向每隔1.5 m左右设置1根注浆管,注浆管通过准42无缝钢管,充填材料为水泥净浆及42.5普通硅酸盐水泥,通过低压注浆,在注浆压力稳定至0.5 MPa后,在注浆孔不进浆后停止注浆。在钻孔过程中,需要按照检测报告,并根据地质雷达仪探测的脱空深度、脱空部位与衬砌厚度严格控制钻孔深度,如果注浆后存在渗漏水,需要封堵处理。在注浆过程中,需要观察衬砌变形情况,出线异常时停止注浆,并进行补救。如果出现空洞,需要第一时间压注水泥浆充填,如果无空洞,需要采用M10水泥砂浆充填封闭钻孔。在注浆时,如果施工缝出现少量跑浆,可以采用快凝砂浆勾缝后进行注浆,一旦冒浆严重,则应该关泵停压,在1~2 d后注浆。注浆关键控制点:地质雷达仪确定空洞注浆位置→布孔→钻孔→清孔→注浆管加工制作→埋设注浆管→拌制浆液→注浆→注浆结束、封堵孔口。

  3.3 衬砌裂缝处治

  对于衬砌裂缝处治,施工前需要通过裂缝宽度测试仪测量裂缝宽度,裂缝宽度<0.2 mm时,可以通过表面封闭处理法实现修补,需要在衬砌表面刷涂水泥基渗透结晶型防水材料灰浆,确保衬砌裂缝封闭,防止有害离子对钢筋混凝土产生腐蚀。

  对于裂缝宽度≥0.2 mm的情况,需要通过低压注浆法进行处理,采用压注TZS-Ⅱ型水溶性聚氨酯堵漏剂充填封闭裂缝,对裂缝进行粘接。在裂缝封闭后需要养护,在封缝胶与砂浆具有强度后,应该进行压气试漏,检查封缝与灌胶底座密闭效果,在漏气时应该进行修补密封。在压力注浆时,通过手压注浆泵于进浆口处灌注TZS-Ⅱ型水溶性聚氨酯堵漏剂与丙酮的混合液,注浆过程保持缓慢。

  质量关键控制点:裂缝宽度测量→基层处理→基面湿润→制浆→涂刷→检验→养护→验收。

  3.4 衬砌部分脱落、掉块及衬砌出现纵向、斜向裂缝及变形部位

  局部破损面积较小位置,需要凿除衬砌出现掉块、剥落、松动及空鼓部位,并保证露出新鲜混凝土,清除浮浆碎屑,寻找高压水进行冲洗。应该拌制P-31聚合物改性水泥基修补砂浆,在修补处刮涂,在第一层砂浆开始初凝硬化后,需要抹第二层砂浆,每一层厚度应保持在2 cm以内,最后保证砂浆和衬砌表面平整,在五天内进行喷雾水养护管理。

  局部破损面积较大,或者衬砌出现纵向、斜向裂缝及变形部位,这种情况下需要通过W钢带、加设锚杆实现补强,应该进行人工凿槽,然后锚杆孔位放样,接下来制作钢带、锚杆,完成后准备钻孔设备,确定孔位、钻锚杆孔,需要充填树脂药卷、安装锚杆,验收封孔,以上工作完成后安装W钢带、锚杆盘,在钢带后注浆,通过P-31聚合物改性水泥基修补砂浆封闭凿槽,最后进行表面处理工作。

  3.5 防火涂层剥落处治

  在病害处理后进行验收,在验收合格后进行防火涂料施工。需要对防火涂料剥落位置进行基层处理,采用高压水对浮尘与油污进行冲洗并润湿。对凹凸不平的地方进行修补,保证隧道混凝土表面平整。需要对混凝土表面特别光滑地方采用砂浆抹面,对漏水的位置进行补漏。在基层处理工作完成后,保证平整与坚固。隧道防火涂层的饰面层应该满足国家现行标准要求与符合设计标准,使用隧道专用防火涂料,具备足够的隔热性与耐水性,防火涂料填充组分的最大粒径应该小于2.5 mm,二饰面涂料应该保证与原隧道涂料的颜色相同。

  4 结语

  综上所述,在隧道改造施工工程中对质量进行控制,可以提升工程建设质量,对关键工艺重点进行质量控制,可以保证落实质量控制措施,为隧道施工提供安全条件,确保工程建设质量,保障施工人员安全,应该基于实践不断总结施工时存在的不足并改进,持续为公路工程质量做好有效保障。

  参考文献

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