武汉3.6标蔡家湾站区间隧道管片修补方案.doc

武汉市轨道交通三号线土建工程第六标段蔡家湾站王家湾站区间隧道工程管片修补方案编 制： 审 核： 批 准： 2013年12月目 录1、工程概况11.1 区间概况11.2 工程地质12、管片构造23、管片破损分析33.1 管片缺陷的主要形式33.2 原因分析33.3 预防措施44、管片修补技术措施44.1 管片修补要求44.2 主要修补材料44.3 管片修补措施54.4 管片修补使用的器具74.5 人员管理75、监理报审及验收工作86、安全文明施工81、工程概况1.1 区间概况武汉轨道交通三号线六标段共两站两区间，盾构区间分别为蔡家湾站-王家湾站区间、王家畈站-蔡家湾站区间，其中蔡家湾-王家湾站区间为上下行双线隧道，区间采用“V”型纵坡，隧道埋深在9.6m14.5m。区间设置一个联络通道兼排水泵房。区间隧道左右里程均为DK8+885.800DK9+508.503。详见表1蔡王区间基本概况表。表1 蔡王区间基本概况表左线桩号曲线要素DK8+885.800DK8+886.968纵坡+2DK8+886.968DK8+932.632凸曲线R=3000DK8+932.632DK9+477.168纵坡-5.611DK9+477.168DK9+508.512凹曲线R=3000右线桩号曲线要素DK8+885.800DK8+886.968纵坡+2DK8+886.968DK8+932.632凸曲线R=3000DK8+932.632DK9+477.168纵坡-5.610DK9+477.168DK9+508.512凹曲线R=30001.2 工程地质盾构出洞段隧道基本处于（10-1）粉质粘土、（10-3）粉质粘土层、（13-3）残积土层中,盾构接收段基本处于（10-1）粉质粘土、（10-2）粘土层进、出洞口各土层分布情况和地层特征见表2。土体特性表 表2 层号土层名称层厚（m）土层描述（1-1）填土（Q4ml）1.405.20杂色，全线分布；在建筑物或拆迁场地多为建筑物垃圾或一般粘性土，在城市干道地表2050cm厚为混凝土路面，其下由碎石、砂及粘性土组成，多为压实路基填土（大部分地表有1540cm厚的砼地坪），堆积时间一般大于10年。（1-3）淤泥质土（Q4al）2.1 灰褐、黑褐色，饱和，流塑状态，高压缩性；零星分布于填土层之下的原低洼地带浅表层，厚度约2.1米不等。（6-1）粉质粘土（Q4al）2.68.5褐黄色，褐灰色，稍湿，可塑状态，中压缩性；含氧化铁，铁锰质结核及少量高岭土，零星分布于（1-1）填土层之下的局部低洼地带，其一般厚度2.68.5m。（10-1）粉质粘土（Q2-3al+pl）4.1511.60褐黄、褐红色，稍湿，可塑硬塑状态、中偏低低压缩性，含铁锰质结核及少量条带状高岭土；连续分布于汉阳段勘区上部。（10-2）粘土（Q2-3al+pl）5.426.6褐黄、褐红色、灰白色，稍湿，硬塑坚硬状态、中偏低低压缩性，含铁锰质结核及条带、网纹状高岭土或土团；局部含砾石或碎石，接近岩面断断续续见碎石土或粘土混碎石；连续分布于勘区中下部。（11-1a）含砂质粉质粘土（Q2al+pl）3.810.7褐黄色，饱和，可塑硬塑状态，中偏低压缩性；含砂量较高，局部或为砂混粘性土混砂或含粘性土细砂，局部含砾砂。仅在勘区尾段靠近王家湾车站段有揭示，分布于王家湾古河道沉积物上层。（11-1）粘质粉土夹粉质粘土12.6褐黄色，饱和，中密密实状态，低压缩性；含石英、长石，粘粒含量较高，局部或为粘性土混砂或含砂质粉质粘土。仅在勘区尾段靠近王家湾车站段有揭示，分布于王家湾古河道沉积物上层。（12-2）碎石土（Q1al）5.710.6杂色，主要成分为石英砂岩碎石、角砾以及粘性土，呈密实状，局部石英砂岩块含量较高，块径较大，岩芯呈柱状、短柱状，该层呈透镜体状分布在（10-2）层下部，主要分布在桩号9+4609+560区间。（20c-1）强风化泥岩、泥质砂岩（S）2.317.1褐黄色、瓦灰色，岩芯呈土柱状、夹碎块、片块，粘土化作用明显。该层主要在汉江沿线一带范围钻孔揭示，埋深14.545.0m，受构造挤压作用，岩石裂隙密集、破碎，风化作用强烈，粘土化作用明显，局部夹有硬质风化岩块体。（20c-2）中风化泥岩、泥质砂岩（S）23.5褐黄色、褐灰色，岩芯呈短柱状、碎块状，部分呈长柱状，薄至中厚层状；部分钻孔岩芯为砂质泥岩或泥质砂岩交互分布（SQJc3-10-8为石英砂岩）。该层主要在汉阳蔡家湾站至王家湾站一带钻孔揭示，埋深16.851.8m。2、管片构造本工程蔡家湾站王家湾站区间1号线，区间左线长622.602米（415环），区间右线长622.703米(416环)，区间总环数831环。（1）衬砌采用预制钢筋混凝土管片，错缝拼装。（2）隧道内径5400mm，隧道外径6000mm，环宽1500mm，管片厚度为300mm。（3）管片采用强度等级42.5MPa的P或P型水泥以及坚固耐久、级配合格、粒形良好的骨料为原料；添加优质粉煤灰（级灰）等超细矿物掺合料、高效减水剂（减水率18%），配制耐久性为重点的地高性能混凝土。混凝土保护层厚度为50mm。（4）管片强度等级C50、抗渗等级为S12。管片纵向和环向均采用弯螺栓连接。管片环与环之间用16根8.8级M30的纵向螺栓相连接。每环管片块与块间以12根8.8级M30的环向螺栓连接。（5）管片厚度采用30cm。衬砌环全环由1块小封顶，2块邻接块及3块标准块构成。小封顶施工时可先搭接2/3环宽径向推上，再行纵向插入。（6）管片间防水采用两道防水层，一道是三元乙丙橡胶和遇水膨胀橡胶复合而成的弹性橡胶密封垫，另一道为遇水膨胀止水条。弹性橡胶密封垫设置在管片的止水槽内，遇水膨胀止水条设置在弹性橡胶密封垫的外侧。3、管片破损分析3.1 管片缺陷的主要形式（1）管片表面存在不同程度的气泡、裂纹等现象；（2）管片内外环面的边、角存在缺损、碎裂等现象；（3）管片密封圈边缘存在不同程度的缺损、破碎等现象；（4）管片吊装孔螺孔未能清理干净，螺栓孔处的预埋件垫片表面未清理干净。3.2 原因分析（1）管片在转移堆码储存、运输、安装过程中对管片外表尤其是棱角的碰撞损坏；（2）管片地面吊装和井下安装时，未按操作规程要求作业，造成螺栓孔砼崩裂、吊装孔砼崩、裂缝等；（3）盾构机在掘进施工过程中，22个推进油缸分A、B、C、D四个区进行推进工作。由于在小半径曲线上的推进、盾构机姿态的调整、管片的拼装误差以及推进油缸行程差等因素的影响，各分区油缸对管片施加的纵向推力会产生不均匀的分布，导致管片在环面上的受力不均和应力集中等复杂受力现象，管片产生局部压碎、拉裂、崩角、崩边等少量外观缺陷；（4）盾构机推进过程中，由于盾构姿态未能及时调整，致使盾尾间隙太小，特别是在左转弯的曲线上，使得管片右半边接缝处产生局部压碎、崩角等外观缺陷；（5）管片出场时就存在部分缺陷，并在边、角以及密封圈等部位未能及时修补。由于温差和生产时间等问题，管片表面存在不同程度的气泡、裂纹等现象。3.3 预防措施（1）要求管片厂加强管片出厂时的监管力度，按照规范要求严格筛选合格管片，并及时修补部分管片的外观缺陷；（2）管片吊运时由桁车指挥和地面人员协调一致，尽量避免吊钩发生摆动而造成管片间的碰撞。吊装绳采用专门的管片吊装带，吊运时应套在管片适中的位置，以免在吊运时因吊装带滑落而致使管片损坏。（3）地面上管片应按要求最高不超过三层堆放。最下面的管片必须放置在专门的管片托架上，上面的管片之间必须用方木衬垫，且方木厚度不小于10cm；井下管片吊运除放置在钢轨上之外，在拼装过程中必须用方木衬垫，以防止管片外环面损坏。（4）盾构掘进过程中，特别是曲线段掘进及变坡区段，应加强盾构姿态控制。在切口土压正确设定的前提下，应严格控制各区域油压及千斤顶的行程，同时盾构司机根据盾构姿态监控系统提供的有关盾构空间位置及方位的连续更新的信息，随时调整盾构推进方向及姿态，合理纠偏，做到勤纠，减小单次纠偏量，实现盾构沿设计轴线方向推进。4、管片修补技术措施4.1 管片修补要求（1）由专门修补人员进行修补，修补前必须对修补人员进行安全技术交底。（2）修补要做到及时，修补完后要做到修补处和管片整体平整、光滑成一体，边角处要求修补后符合设计的边角外形。（3）修补后管片的混凝土表面应保持平整、光滑成一体，修补后的填充物应与相邻的混凝土粘结良好，无开裂及脱落现象，对大的修补后棱角破损处保证达到设计强度。（4）修补区域和相邻的混凝土应尽量避免明显色差。4.2 主要修补材料（1）普通硅酸盐水泥管片生产用水泥，强度高。本工程采用52.5号普通硅酸盐水泥。（2）丁苯乳胶（界面处理剂）砼界面处理剂由水泥、骨料、高分子聚合物粘结材料及各种助剂配制而成，是一种由高聚物改性后的新型结合层处理材料，外观呈灰色固体粉末，经水化反应后能形成与混凝土有较大粘附力并具有一定韧性的高强硬化体。（3）SKNBS丙烯酸酯共聚乳液（丙乳）SKNBS丙烯酸酯共聚乳液是一种水泥基高分子聚合物的水分散体；其与水泥混合搅拌组成聚合物水泥砂浆。该聚合物砂浆具有优异的粘结、抗裂、防渗、抗氯离子渗透等性能，可用于砂浆和砼的修补来提高其防水性、抗磨耐久性及粘接性能。（4）细骨料采用洁净无污染的细砂，细度模数1.6-2.2，粒径小于2.5mm；含泥量3%。4.3 管片修补措施隧道管片拼装后，在盾构向前推进一段距离后，由班组组长和工程质量员对管片进行外观质量检查，并做好相应的记录，包括缺陷的位置、对缺陷特征的文字描述及照片记录。再由现场监理根据记录对隧道管片进行检验，最后再进行管片的修补。（1）气泡 止水条部位气泡修补范围：对止水条部位的全部气泡进行修补。修补方法：先把气泡处的基层混凝土用刷子清理干净，使其表面无尘、无松散颗粒、油污等；用水充分浸透空隙，然后以丁苯乳胶：普通水泥=1：3，再配以适量的水配成修补浆，用抹刀将修补浆抹到经过处理的气泡上，干燥后，用细砂皮打磨修补面，使修补处和管片整体平整、光滑成一体，减小修补处与管片本体的色差。 贴合面气泡修补范围：直径3mm以上气泡全部修补，3mm以下不作修补。修补方法：同。 其它结构面气泡修补范围：对其它结构面直径5mm以上的气泡全部进行修补。修补方法：同。（2）混凝土剥落修补范围：对结构面上由于粘模等原因产生的混凝土剥落，长度在10cm、宽度5cm、深度在5cm以内的 必须进行修补。修补方法：先把管片破损处的基层混凝土用刷子清理干净，使其表面无尘、无松散颗粒、油污等；然后将砼基层预湿，用水充分浸透孔隙，用丁苯乳胶：双快水泥=1：3的比例，再配以适量的水配成的修补浆液进行修补。用抹刀将修补砂浆抹到经过处理的破损混凝土基层上；干燥好后，用细砂皮打磨修补面，使修补处和管片整体平整、光滑成一体，减小修补处与管片本体的色差。（3）缺角掉边修补方法：先把管片破损处的基层混凝土用漆刷清理干净，使其表面无尘、无松散颗粒、油污等；然后将砼基层预湿，用丁苯乳胶和普硅水泥按1：3比例加适量水拌匀，直接用抹灰工具将界面剂涂抹在基层面上，厚度约1.53mm；待520分钟（视气温高异）后，采用专用修补砂浆进行修补，修补砂浆配比为丙乳：普硅水泥：砂：水为1：3：:2：适量水（以满足操作要求的稠度）。待修补浆初凝后对其表面进行洒水保湿，保湿时间不少于2小时，保湿结束后待修补浆终凝后用细砂皮打磨修补面，使修补面和管片整体平整、光滑成一体，减小修补处与管片本体的色差。（4）凹槽部位缺损修补方法：同混凝土剥落修补方法。（5）裂缝对0.05mm0.10mm的裂缝进行修补；修补材料：水泥基渗透结晶型防水材料修补方法：对裂缝处混凝土表面进行预处理，除去基层表面上的浮灰、水泥浮浆、油渍和污垢等物，并用水冲洗干净；对于表面上的突起、疙瘩以及起壳、分层等疏松部位，应将其铲除，并用水冲洗干净；对表面上的蜂窝、麻面的松动石子应剔除，然后用水充分浸透基层混凝土。配置修补剂，按干粉：水=5：2拌制，涂料应搅拌均匀，拌制好的涂料，从加水时起计算，材料宜在25分钟内用完。用半硬的尼龙刷子将涂料采用圆形涂刷办法，涂到经处理的修补表面，控制涂层的厚度，均匀地涂刷，涂刷后至表面手触干时（约24小时）应开始湿润养护，时间不少于2天，每天向涂层喷水56次。4.4 管片修补使用的器具刷子用于对管片破损处的基层混凝土的清理。洒水器用于对已清理好的管片破损处的基层进行预湿。泥桶用于使用修补材料的拌合。泥灰刀用于修补装饰及抹面，由于泥灰刀的常规尺寸用于管片修补不方便，因此需对泥灰刀进行改进，效果如下图所示： 砂皮纸用于对已修补好的管片部位表面打磨，使修补处和管片整体平整、光滑成一体。4.5 人员管理（1）修补操作工修补操作工必须有一定的修补工作经验，对本职工作尽心尽职，听从现场管理人员的安排指导。（2）修补材料调配人员要求熟知管片不同外观缺陷修补缩使用材料的配比，在配料过程中做到认真、严谨、负责的工作态度。（3) 修补质量管理人员质检员负责对现场管片修补质量的监督管理工作，质量主管对修补质量进行复查和评定，修补质量管理人员需熟知管片修补程序，对修补质量认真负责，严格管理。5、监理报审及验收工作工程质量员对管片进行外观质量检查，并做好相应的记录，包括缺陷的位置、对缺陷特征的文字描述及照片记录；然后由现场监理工程师根据记录对隧道管片进行检验，最后再进行管片的修补；完成管片修补后，由质检人员验收合格后报监理工程师，再由监理工程师抽查管片修