隧道二衬防寒注浆施工方案

隧道二衬防寒注浆施工方案一、工程概况1.1项目背景本隧道为双向四车道公路隧道，设计时速80km/h，全长3120m，其中暗洞段2850m，明洞段270m。隧道穿越Ⅴ级围岩段占比35%，Ⅳ级围岩段占比45%，Ⅲ级围岩段占比20%，最大埋深168m。二衬结构采用C35防水钢筋混凝土，抗渗等级S8，设计使用年限100年。针对高寒地区冬季低温环境，需通过二衬防寒注浆施工形成保温防渗一体化结构，防止冻融破坏及围岩渗水。1.2地质水文条件隧址区地层以砂岩夹页岩为主，节理裂隙发育，局部存在溶蚀现象。地下水类型为基岩裂隙水，富水段集中在K1+200-K1+500断层破碎带，最大涌水量80m³/h。洞口段浅埋偏压，需采用超前支护措施。防寒注浆范围包括全隧道二衬背后空隙填充及防寒层加固，重点处理断层破碎带及洞口浅埋段。1.3结构设计参数围岩级别衬砌厚度（cm）主筋配置注浆孔布置（环向×纵向）防寒材料Ⅴ级45Φ22@1503孔×5m聚氨酯保温浆Ⅳ级40Φ20@2002孔×8m聚氨酯保温浆Ⅲ级35Φ18@2502孔×10m水泥基保温砂浆明洞段50Φ25@1504孔×5m复合保温板+注浆二、施工准备2.1技术准备图纸会审：重点复核二衬厚度、钢筋保护层、注浆管预埋位置及防寒材料性能指标，形成会审记录并交底至施工班组。测量放样：采用全站仪按5m间距测设隧道净空断面，建立三维坐标控制系统，确保二衬轮廓线偏差≤50mm。围岩监测：注浆前需满足围岩变形稳定条件：周边位移速率≤0.15mm/d，拱顶下沉速率≤0.1mm/d，累计位移达预计总位移的80%以上。2.2材料准备注浆材料：水泥浆：P.O42.5级水泥，水灰比1:1~1:1.2，掺加3%膨胀剂及1.2%聚羧酸减水剂，28d抗压强度≥20MPa。聚氨酯保温浆：密度≥60kg/m³，导热系数≤0.03W/(m·K)，膨胀倍率150%~200%，阻燃等级B1级。钢筋与混凝土：HRB400E级钢筋（Φ18~Φ25）进场复验力学性能，每60t为一批次；C35防水混凝土坍落度180±20mm，初凝时间≥6h，掺加20%粉煤灰改善和易性。防水材料：EVA防水板（厚度1.5mm，耐穿刺强度≥300N）、中埋式橡胶止水带（宽度300mm），背贴式止水带（宽度200mm）。2.3机械设备配置设备名称型号规格数量用途液压衬砌台车12m整体式2台二衬模板支护注浆泵ZBYS50/1203台水泥浆/聚氨酯注浆混凝土输送泵HBT80C2台二衬混凝土浇筑插入式振捣棒Φ50/Φ308台混凝土振捣地质雷达仪SIR-40001台二衬背后空洞检测恒温储浆罐500L2个聚氨酯浆液保温储存三、施工工艺3.1二衬施工3.1.1防水板铺设基面处理：初支表面平整度≤50mm/2m，尖锐物打磨处理，采用射钉枪固定缓冲层（CPE泡沫板，厚度5mm），间距1.0~1.5m。防水板铺设：从拱顶向两侧环向铺设，搭接宽度10cm，采用双缝热熔焊接（温度180~200℃，压力0.3MPa），焊缝气密性检测合格（气压0.25MPa，保压30min下降≤5%）。3.1.2钢筋安装钢筋加工：主筋采用数控弯曲机成型，允许偏差：受力钢筋全长±10mm，弯起点位置±10mm。安装固定：先立环向钢筋（间距150~250mm），后绑纵向钢筋（保护层厚度50mm），采用塑料垫块（强度≥C35）控制间距，拱部增设防下垂支撑筋（Φ20@1500mm）。3.1.3模板支护与混凝土浇筑台车定位：轨道中线与隧道中线偏差≤3mm，模板高程调整后，采用竖向支撑油缸及横向丝杆加固，端模采用钢模板+木模组合，安装止水带（中心线与施工缝对齐，固定间距≤50cm）。混凝土浇筑：分层对称浇筑（每层厚度≤50cm），先浇边墙至拱腰，后从拱顶预留孔（Φ125mm）连续浇筑，附着式振捣器（频率200Hz）与插入式振捣棒（振捣时间15~30s）配合，确保密实度。3.2防寒注浆施工3.2.1注浆管预埋布置原则：拱顶1根管（Φ32mm，L=衬砌厚度+20cm），左右拱腰各1根（纵向间距5~10m，根据围岩级别调整），管口设阀门及压力表接口。安装固定：注浆管与二衬钢筋焊接固定，外露端采用丝堵密封，防止混凝土堵塞。3.2.2注浆工艺水泥浆回填注浆：时机：二衬混凝土强度达70%后进行，顺序从低里程向高里程推进，单孔注浆压力0.2~0.4MPa，终止标准为压力达设计值且吸浆量≤2L/min，稳压10min。工艺控制：采用纯压式注浆，注浆管每30min转动一次，防止凝固堵管；串浆时采用间隔注浆法，待相邻孔水泥浆初凝后再施工。聚氨酯保温注浆：材料混合：A、B组分按1:1比例在静态混合器中混合，注浆压力0.1~0.2MPa，流量控制在10~15L/min，避免压力过高撕裂防水板。质量检测：注浆后24h采用地质雷达检测填充密实度，空洞面积＞0.2m²时需补注浆。3.3特殊段处理断层破碎带：加密注浆孔（环向间距2m），先注水泥浆封堵裂隙水，再注聚氨酯保温浆，形成“堵水+保温”双重屏障。洞口段：二衬内侧增设5cm厚复合保温板（岩棉+铝箔），接缝处采用聚氨酯密封胶填充，注浆管纵向间距缩短至3m，确保防寒层连续。四、质量与安全措施4.1质量控制注浆质量：每50m取3组注浆试块（70.7mm立方体），检测28d抗压强度；采用钻孔取芯（每100m一个孔）检查保温层厚度及密实度，芯样完整性≥90%。混凝土质量：留置标准养护试块（每100m³一组），抗渗试块（每500m³一组），确保28d强度及抗渗等级达标；表面平整度≤5mm/m，蜂窝麻面面积≤0.5%。防寒性能：冬季施工期间监测隧道内壁温度，洞口段温度损失≤2℃/100m，满足设计防寒要求。4.2安全措施高空作业：台车顶部设置防护栏杆（高度1.2m）及安全网，作业人员系双钩安全带，平台脚手板满铺且固定牢固。注浆安全：聚氨酯注浆时佩戴防毒面具及耐酸碱手套，作业区通风量≥3次/h；注浆泵压力表定期校验（每月1次），管路连接采用防脱卡扣。用电安全：洞内电缆架空敷设（高度≥2.5m），配电箱设漏电保护器（动作电流≤30mA），潮湿环境采用防水型灯具（IP65级）。4.3环保措施废水处理：施工废水经三级沉淀池（容积50m³）处理后回用，污泥外运至指定弃渣场。噪声控制：注浆泵、振捣棒等设备采取减振措施，昼间噪声≤70dB，夜间≤55dB，临近居民区设置声屏障。固废回收：废弃注浆管、防水板边角料分类回收，聚氨酯空桶由厂家回收处理，严禁随意丢弃。五、施工监测与验收5.1施工监测二衬应力监测：在拱顶、拱腰及边墙埋设钢筋应力计（量程0~300MPa），监测混凝土浇筑后14d内应力变化，预警值≤20MPa。注浆压力监测：每孔注浆全程记录压力-流量曲线，当压力骤升（＞0.5MPa/min）时立即停泵检查，防止爆管。5.2验收标准分项验收：二衬钢筋安装允许偏差：主筋间距±10mm，保护层厚度±5mm；注浆饱满度≥95%，无脱空现象。竣工验收：隧道净空尺寸允许偏差+100mm/-50mm，防水性能满足无渗漏，防寒层导热系数≤设计值的1.1倍。六、应急预案堵管处理：注浆过程中发生堵管，立即停泵拆卸管路，采用高压水冲洗（压力≤5MPa），聚氨酯堵管需用专用溶剂清洗。防水板破损：发现防水板撕裂（面积＞0.1m²）