中建隧道工程常见质量通病与防治措施（2023年）

一2023年火箭军微讲堂-专业技能培训董亚东2023年7月CHINACONSTRUCTIONEIGHTHENGINEERING答自2022年以来，我局铁路业务规模爆发式增长，其中隧道工程的规模亦高速扩增，但隧道工程质量管理能力依然薄弱。自2018年国铁集团开展质量安全红线督查以来，铁路工程各类质量问题中隧道质量问题的占比高达90%(其中衬砌问题占比75%,其他问题15%)。为贯彻落焦隧道工程质量基础管理能力提升，着力降低质量通病及缺陷带来的CHINACONSTRUCTIONEIGHTHE隧道工程质量通病概述第一部分截至5月底，统计全局A类基础设施16个在建项目共有隧道82座(铁路56座，公路25座，市政1座),施工里程达146.56km,总造价为98.01亿元。其中，正常施工63座，未开工19座。施组计划131个作业面，正常施工89个，暂停施工1个，已贯通9个，未开工32个。二公司华南公司华南公司71%中国建筑第八工程局有限公司中国建筑第八工程局有限公司根据隧道不同断面大小及形状、围岩特征、埋置深度、支护条件、工期要求、机械配置能力、施工安全、经济性等相关因素综合选择，采用恰当的开挖方法，尤其应与支护条件相适应的隧道施工中，开挖方法是影响围岩稳定性的重要因素之一。钻爆法仍然是中国目前应用最广、最成熟的隧道修建方法，常用于山区隧道。概括有五种，分别为全断面法、台阶法、中隔壁法(CD)、交叉中隔壁法(CRD)、侧壁导坑法。在围岩稳定性较好的隧道内，随着施工机械的发展，全断面法与微台阶法施工是发展趋势。盾构法在新建铁路城市隧道、水下隧道宜优先使用，用于土质隧道；按照底层渗透系数分为泥水盾构，土压盾构和泥水、土压盾构。TBM掘进法在山区硬质岩层铁路隧道施工中也有应用。适用条件：围岩自稳能力较好，一般用于Ⅱ级、小断面Ⅲ级围岩隧道。中国建筑第八工程局有限公司适用条件：隧道Ⅲ级、IV级和部分V级围岩深埋段常用的施工方法中国建筑第八工程局有限公司交叉中隔壁法(CRD法)中国建筑第八工程局有限公司适用条件：松软含水地层、地面构筑物不允许拆迁，施工条件困难地段，采用盾构法施工隘道能显示其优越性中国建筑第八工程局有限公司开挖区二次衬砌区仰拱区初期支护区开挖区隧道机械化配套涵盖开挖、初期支护、仰拱、二次衬砌等各作业工区主要工序，具有系统性强、规模性大等特点。自行式仰防水板、台车自行式仰防水板、台车中国建筑第八工程局有限公司33暗挖隧道工装配置超前水平钻机超前水平钻机功能简介：能够自主行走，能够进行0～360°范围作业，钻孔定位方便可靠，能够兼做洞周和隧底岩溶钎探施工。三臂凿岩台车三臂凿岩台车适用条件：全电脑可视化操作、钻进速度快、工序时间短等特点，可自动生成断面及炮孔图，有利于超欠挖控制。中国建筑第八工程局有限公司拱锚一体台车拱锚一体台车开挖面测量、欠挖及排险处理、超前水平钻及系湿喷机械手湿喷机械手中国建筑第八工程局有限公司保持湿润，得到充分养护。中国建筑第八工程局有限公司一、隧道工程质量通病概述中国建筑第八工程局有限公司4.2隧道初支拱架支护中国建筑第八工程局有限公司一、隧道工程质量通病概述中国建筑第八工程局有限公司一、隧道工程质量通病概述中国建筑第八工程局有限公司一、隧道工程质量通病概述中国建筑第八工程局有限公司4.5隧道衬砌钢筋安装中国建筑第八工程局有限公司4.6隧道边墙施工中国建筑第八工程局有限公司4.7隧道二次衬砌施工中国建筑第八工程局有限公司4.7隧道二次衬砌施工中国建筑第八工程局有限公司3、3、防水工程1、开挖掘进钢拱架(锚杆)焊接钢拱架(锚杆)焊接4、衬砌结构2、4、衬砌结构中国建筑第八工程局有限公司常见质量通病预控措施及要求二、常见质量通病预控措施及要求(1)技术标准：1.方向角：2°;2.孔距：±50mm;施工人员过程监督不认真，现场交底和监控不够到位。1.严格按照设计要求进行布点、施作，对标检查，并经监理工程师检查符合设计即验标要求后方可进入下道工序施工；2.加强技术交底，使一线施工操作人员心理明白；3.严格工序质量责任制，严格奖罚兑现。中国建筑第八工程局有限公司1.2锚杆施工不符合设计要求(1)质量通病现象：锚杆数量、长度不够，类型不符合要求，锚杆垫板未施作，拉拔力不足(2)规范标准：1.安装前应将孔内清理干净；2.水泥砂浆锚杆杆体应除锈、除油.安装时孔内砂桨应灌注饱满，锚杆外露长度不应大干3.楔缝式和胀壳式锚杆应将杆体与部件事先组装好，安装时应先楔紧锚杆后再安托板并拧紧螺栓；4.检查合格后应填写记录。中国建筑第八工程局有限公司1.现场管理人员质量意识不强或对设计图纸不清楚；2.注浆(或锚固剂)不饱满，孔内空气未排尽或压力不够；3.锚杆钻孔深度不够；4.锚杆长度不够。满足设计要求；2.严格钻孔深度和孔径检查，保证钻孔满足设计要求；3.调整注浆(锚固)工艺，保证排气畅通，适当加大注浆压力；中国建筑第八工程局有限公司二、常见质量通病预控措施及要求(1)技术标准：隧道不应欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌。2.岩石隧道爆破施工不到位或围岩坍落；3.挖掘机开挖时直接开挖到设计预留的开挖轮廓边缘；4.地质情况较差、土体垂直节理发育、稳定性差、局部出现坍塌；5.掌子面开挖后架设拱架前不进行初喷，导致粉质黄土失水松散掉块。中国建筑第八工程局有限公司>1.测量放样时要精确标出开挖轮廓线，在开挖过程中控制好开挖断面，做到测量精确；>2.岩石隧道爆破开挖时要严格按照爆破施工技术交底进行提前准备，精确控制好炮眼间距，并严格按照技术参数装入药量，不能忽多忽少；>3.在开挖过程中还需根据实际情况确定预留变形量，应将施工中可能发生的围岩变化情况(掉块或坍落)进行考虑；>4.在施作超前小导管时要控制好外插角，防止因外插角过大造成超挖；>5.预留开挖轮廓边缘线，在开挖过程中采用人机配合，避免机械开挖造成超、欠挖现象；>6.地质情况较差、局部出现坍塌时根据实际情况尽快施作初期支护进行封闭处理；>7.开挖到设计轮廓线位置后立即进行初喷封闭开挖面，再架设型钢拱架。中国建筑第八工程局有限公司(1)技术标准：2.拱顶喷混凝土由于是垂直作业，在自中国建筑第八工程局有限公司二、常见质量通病预控措施及要求(3)预防措施>1.首先要在开挖前加强超前小导管施工，开挖后尽快封闭掌子面，喷射混凝土前>2.喷混凝土作业时要严格按照施工工艺施作喷射混凝土；>3.对在施工后产生的空洞，应采取打眼压浆处理，用水泥浆进行回填，以填补空中国建筑第八工程局有限公司1.4喷射混凝土平整度差(2)原因分析：1.地质条件复杂，围岩较差；2.光面爆破效果差；3.操作手熟练程度；4.混凝土所用材料不稳定；5.养生不及时或养生时间不足；6.爆破影响。中国建筑第八工程局有限公司二、常见质量通病预控措施及要求(3)预防措施>2.在施喷之前，先对喷射的岩石表面的松动岩石进行清理，表面进行修整。然后再用水清晰喷射岩石表面提高岩石表面的粘附力。>3.根据工程地质及水文地址、喷射量等条件选择喷射工艺，施工前做好人员培训和混凝土试喷。混凝土需具有良好的流动性艺要求。一次喷射混凝土的最大厚度，拱部不得超过10cm,边墙不得超过中国建筑第八工程局有限公司2.1防水板松弛度不足2.1防水板松弛度不足(2)原因分析：1.施工及监管不到位2.喷射混凝土基面平整度差；4.未按照方案或设计施工(粘贴不到位、间距不足);(1)技术标准：中国建筑第八工程局有限公司二、常见质量通病预控措施及要求(3)预防措施>1.加强施工监管力度。根据初期支护表面的平整度情况确定松弛度，无论是纵向>2.岩面处理：所有的的应铺设防水材料的表面都应该平滑、清洁、并清除任何有>4.>4.按照方案和设计要求进行防水板铺贴。中国建筑第八工程局有限公司二、常见质量通病预控措施及要求(1)技术标准：1.土工布挂设采用带射钉的热塑性圆垫圈进行固定，热塑性圆垫圈与EVA防水板无法焊接，或焊接时烧坏。2.拆除的中隔壁和临时仰拱工字钢接头没有抹平处理，容易造成防水板损坏；3.焊接二次衬砌钢筋对防水板不进行防护，造成防水板损坏；4.当衬砌施工时，由于砼自身的重量将土工布及防水板拉裂；5.衬砌钢筋定位时，焊渣及明火易损坏防水板，以及钢筋安装时，钢筋端头戳破防水中国建筑第八工程局有限公司1.热塑性圆垫圈与EVA防水板无法焊接，防水板与土工布之间挂设采用射钉进行固定，射钉处再用防水板采用手持焊枪进行补焊；2.拆除的中隔壁和临时仰拱工字钢接头处，要求采用喷射混凝土或砂浆抹平，平整度用2m靠尺检查，表面平整度允许偏差：侧壁5cm、拱部7cm;3.挂设防水板前，仰拱预埋钢筋采用塑料管套在钢筋头上，防止钢筋头损坏防水板，焊接钢筋时在其周围用石棉水泥板进行遮挡，以免溅出火花烧坏防水板，灌筑二衬混凝土时输送泵管不得直接对着防水板，避免混凝土冲击防水板引起防水板被带滑脱，防水板下滑；>4.二次衬砌钢筋绑扎完成后，要从新进行防水板进行复查，发现有损坏现象及时进行修补焊接处理，确保防水效果。中国建筑第八工程局有限公司2.3止水带变形、偏位(1)技术标准：中埋式止水带及外贴式止水带埋设位置应准确，固定应牢靠。(2)原因分析：止水带安装后固定措施不到位，混凝土灌注时的外力作用引起止水带变形、位移。(3)预防措施：止水带安装后，还应设置用金属制作的止水带固定架，将止水带固定在支架上，防止外力作用变形。对浇注混凝土时局部发生位移的，在混凝土初凝前修复。中国建筑第八工程局有限公司二、常见质量通病预控措施及要求(2)原因分析：1.钢筋在绑扎前未进行除锈处理，绑扎后在施做二次衬砌前未对已绑扎钢筋进行合理保护；2.在绑扎二次钢筋过程中垫块数量不够或位置布置不正确；3.钢筋绑扎工技术力量差或工作责任心(1(1)技术标准：范5.2.4。4.未按照方案或技术交底要求施工。中国建筑第八工程局有限公司二、常见质量通病预控措施及要求(3)预防措施>1.二次衬砌钢筋下料前要把钢筋弯出角度，确保搭接焊接钢筋长度，焊工上岗前>2.钢筋原材及半成品下雨天要采用防护措施，明洞二次衬砌钢筋要搭设防雨棚防止钢筋锈蚀。对已经锈蚀的钢筋要采取除锈处理，锈蚀严重的钢筋必须更换处>3.二次衬砌钢筋间距不符合设计及规范要求必须进行返工处理，要求施工单位加>4.按要求做好钢筋焊接、绑扎连接，提前对预埋件处钢筋进行处。中国建筑第八工程局有限公司二、常见质量通病预控措施及要求GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范：混凝土外观质量缺陷的规定。(2)原因分析：1.温差和砼的干缩；2.碱骨料化学反应；3.边墙基础下沉；4.洞身偏压；5.仰拱和边墙结合部位因应力集中而开裂；6.拱部混凝土灌注困难或灌注中断而引起的开裂；7.拆模时间太早，衬砌强度不足以支撑自身自重而开裂。中国建筑第八工程局有限公司>2.改进砼的浇注工艺，加强振捣和养护；>3.放慢边墙混凝土浇筑速度，并分层浇筑，待边墙稳>5.边墙基础浮碴必须清理干净，使边墙底部与衬砌紧密结合；>6.结构交叉部位应作加强处理，防止因应力集中而引起的开>7.控制拆模时间，对不受围岩应力的衬砌混凝土的强度达到10Mpa,对承受围岩应力较大的混凝土强度应达到设计强度的100%方可拆模；中国建筑第八工程局有限公司(1)原因分析：1.衬砌开裂；2.防水、排水、引水设施不完善；3.环向施工缝、变形缝处理存在质量缺陷，止水条、止水带安设不规范；4.防水板破损、穿孔，焊缝不严密；5.衬砌捣固不密实，存在孔洞或蜂窝；6.防水材料不合格；7.泄水孔数量不够或排水不通。中国建筑第八工程局有限公司1.严格按照设计和规范要求对防排水工程实施质量监控；>2.铺设防水板前应对基面钢筋头、尖锐突出物进行清理，并用砂浆把基面基本找平；防水板紧贴基面，对有较大坑凹处，应增加固定铆钉数量，确保防水板与基面之间紧贴不留空洞；3.根据基面实际情况适当留有松弛度，防止浇注混凝土时挤裂；>4.防水板与暗钉圈焊接要牢固，两幅防水板搭接宽度满足设计要求，双焊缝搭接，焊接时温度适合，焊机行走速度均匀，不得焊穿；5.铺设及搭接顺序应遵循先拱部后边墙，下部防水板压住上部防水板；6.加强防水材料质量控制，确保各项指标符合要求；7.严格按施工规范处理施工缝，加强衬砌浇注过程控制；>8.加强施工缝、变形缝的防水工程质量控制，确保止水条安装位置在施工缝的中间；9.因地制宜采取附加排水措施(暗沟、盲沟);10.必要时对洞身地层、衬砌背后实施防水注浆处理；11.做到环向、纵向盲管通畅，对水量大的地段增设泄水孔的数量，确保水流通畅。中国建筑第八工程局有限公司3.4衬砌混凝土麻面、花脸(1)原因分析：1.模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理于净，拆模时混凝土表面被粘坏；2.模板未浇水湿润或湿润不够，构件表面混凝土的水分被吸去，使混凝土失水过多出现麻面；3.模板拼缝不严，局部漏浆；4.模扳隔离剂涂刷不匀，或局部漏刷或失效.混凝土表面与模板粘结造成麻面；5.混凝土振捣不实，气泡未排出，停在模板表面形成麻点。6.混凝土配合比不合理。中国建筑第八工程局有限公司二、常见质量通病预控措施及要求(2)预防措施>1.混凝土表面在露出的瞬间进行必要的处治；>2.优先使用技术好责任心强的混凝土工人；>3.防止混凝土表面被污染特别是养护过程中带来的人为污染；>4.同一个结构宜使用同品牌水泥；>5.通过工艺实验选择最佳配合比；>6.做好拱顶冲顶、混凝土布料及振捣等施工过程控制。中国建筑第八工程局有限公司3.5衬砌的厚度不满足设计要求(1)原因分析：1.承包人质量意识不严，过程监控不到位；2.开挖断面偏小或预留沉降量不足，为满足净空减少支护和衬砌的厚度；3.对欠挖的部分没有进行处理。中国建筑第八工程局有限公司二、常见质量通病预控措施及要求(2)预防措施>1.加强开挖净空检查，严格按照设计和规范预留沉降量；>2.加强初期支护和衬砌过程的旁站监理；>3.对欠挖的部分严格按照规定的要求进行处理，达标后方可进行支护和衬砌；>4.适时开孔检查支护和衬砌的厚度，对衬砌厚度不足部分应开天窗，凿除欠>5.台车安装加强定位精度控制。中国建筑第八工程局有限公司第三部分常见质量缺陷治理措施1二衬欠厚、局部二衬空洞(欠厚>15%)2衬砌露筋(保护层厚度不足)3及以上)、裂纹导致渗漏水4严重掉块(深度或宽度大于15cm及以上)56类1局部二衬空洞(欠厚<15%)2裂纹(宽度小于0.2mm)3掉块(深度或宽度小于15cm)4麻面(需凿除，凿除厚度大于10cm)56衬砌夹杂物(止水带外露)C类1麻面(需凿除，凿除厚度小于10cm)2、常见质量缺陷及病害某隧道拱墙衬砌病害统计表面砂线山水画掉块掉块3、质量缺陷治理措施如裂缝宽度在0～0.2mm之间，且无明显的剪切滑移、渗水迹象，对结构的强度、刚度、稳定性会产生一定的影响，但不影响结构安全和正常使用，可采用直接涂抹法进行处理，涂抹材料建议用水泥基渗透结晶型材料或环氧树脂混凝土修补，且要加强养护。中国建筑第八工程局有限公司(2)埋管注浆法如衬砌混凝土裂缝宽度在0.2～0.5mm之间，无明显错动迹象，但有渗水现象发生，可采用埋管注浆法修补。浆液可采用环氧树脂、聚氨酯浆材等，可加入适量稀释剂以降低浆液粘度，便于灌注。如裂缝有明显的剪切滑移迹象，除采用埋管注浆法外，还应进行锚固注浆。击不在多断中国建筑第八工程局有限公司三、常见质量缺陷治理措施(3)凿槽嵌补法如衬砌混凝土裂缝宽度0.5～1mm之间，且无明显的剪切错动渗水迹象，可采用凿槽嵌补法修补。凿槽槽宽2～5cm,槽深根据裂缝深度确定，最大深度不得超过三分之二衬砌厚度。二次衬砌聚硫密封胶中国建筑第八工程局有限公司三、常见质量缺陷治理措施衬砌拱墙渗水仰拱填充(底板)渗水中国建筑第八工程局有限公司引排普通速凝砂浆及聚氨酯密封胶等，底板渗水采用横向开槽处理，反扣角钢中国建筑第八工程局有限公司注浆封堵对处于水位线以下的结构渗水裂缝，只用凿槽封堵的方式治理不能彻底，复发率很高，采用注浆封堵的方式较为合理。同混凝土有较好粘结密封性。采用超细水泥进行注浆封堵；②水泥-水玻璃双液注浆：对拱墙大面积渗水、施工缝渗水等情况采用水泥-水玻璃双液注浆施工；③其它新型、高性能化学浆液。中国建筑第八工程局有限公司中国建筑第八工程局有限公司涂抹防水涂料水泥基渗透结晶型防水涂料是一种由硅酸盐水泥、硅砂和活性化学物质配制前世界上先进的刚性防水材料。针对部分地段混凝土表面湿渍和施工缝渗漏主要采用注浆和涂抹防水涂料的方法进行处理。水泥基渗透结晶型防水涂料的物理性能1凝结时间初疑时间(min)终凝时间(min)2抗折强度(MPa)3抗压强度(MPa)45抗渗压力(MPa)一次抗渗压力(28d)二次抗渗压力(56d)6中国建筑第八工程局有限公司三、常见质量缺陷治理措施3.3施工缝施工不规范2混凝土易漏浆，造成松散不密实月牙形闭环裂5中国建筑第八工程局有限公司将偏位的止水带割除，混凝土打磨平顺，切记修补。中国建筑第八工程局有限公司将施工缝切成2*2cm“V”型边，废边、掉块部位凿除，打磨平顺，不予修补；月牙形裂纹纵向宽度小于等于15厘米，存在掉块风险的，须凿除处理，与二衬结合部位打磨平顺；中国建筑第八工程局有限公司第四部分隧道工程质量控制要点四、隧道工程质量控制要点1、铁路隧道施工质量要求初支钢架数量不少于设计要求，间距合格率≥90%;喷射混凝土强度合格率空洞、夹渣等缺陷；二衬钢筋数量不少于设计要求，主筋间距合格率≥90%,钢筋接头合格率100%;二衬混凝土强度合格率100%,且强度控制在1～1.5倍中国建筑第八工程局有限公司2、超前支护和锁脚施工超前小导管及锁脚导管均采用φ42mm热轧无缝钢管，每循环根数必须满足设计要求。搭接长度不得小于1m,重点控制角度和间距，外露管体不得架空，管壁以上喷砼密实，管内注浆或回填密实，经常破检检查。钢筋与钢架焊接牢靠，焊缝应满焊。四、隧道工程质量控制要点3、初支平整度深长比D/L≤1/20的规定；喷射中国建筑第八工程局有限公司3、防排水施工热熔垫片挂点间距拱部40-50cm、边墙60-80cm,梅花形布置；防水板爬焊机使用三缝焊机，搭接宽度不小于15cm。严禁钢钉无垫片固定土工布，不允许在防(排)水板外面直接用钢钉+垫片固定。注意钢钉与塑料垫片间要中国建筑第八工程局有限公司在环向盲管处在环向盲管处两侧，采取加密垫片固定盲管，同时防水板也密贴盲管，减少脱空。中国建筑第八工程局有限公司端头模板端头模板环向中埋式止水带位于二衬环向中埋式止水带位于二衬端头，离内弧度砼面不小于20cm。台车配置端头模板，用于止水带施工。此止水带为橡胶止水带，比较柔软，因此施工时需要用“U”型钢筋或“筷子筋”将它夹紧，防止下板二衬砼施工时，打弯、卷切割砼。中国建筑第八工程局有限公司仰拱钢筋必须使用角钢定位卡具控制间距、内层钢筋位置、层距；衬砌钢筋必须安装保护层垫块，使用合格的轮型垫块，每平方4个，梅花形布置。仰拱衬砌钢筋预留效果图仰拱衬砌钢筋预留效果图衬砌钢筋绑扎效果图中国建筑第八工程局有限公司衬砌台车进入浇筑段衬砌台车进入浇筑段槽道从衬砌台车侧模、窗口递入将槽道定位于台车模板上合格检测衬砌脱模、检查槽道埋设参数中国建筑第八工程局有限公司四、隧道工程质量控制要点5、接触网槽道安装 中国建筑第八工程局有限公司(1)隧道衬砌台车环、纵向搭接端必须按要求配置10cm宽、20mm厚的橡胶板软搭接，固定橡胶板的螺栓必须低于橡胶板面10mm以上。(2)环向搭接端必须按要求设置“等腰到形”预留槽，预留槽尺寸为：内底宽30mm、外口宽80mm、高度50mm;要求在钢端模与台车面板交界部位预先采用薄钢板焊制半梯形预留装置，下模搭接时在槽口处用防水板条固定与设计预留槽相吻合的梯形橡胶条。中国建筑第八工程局有限公司(1)必须严格落实逐窗分层浇筑要求，混凝土浇筑最大下落高度不能超过2m,台车前后混凝土高度差不能超过0.6m,左右混凝土高度不能超过0.5m。(2)衬砌混凝土浇筑应连续进行，两层混凝土浇筑间隔不得大于2小时，每板衬砌混凝土浇筑时间控制在10小时内，不宜超过12小时。(3)为保证衬砌拱顶混凝土浇筑有序进行，在拱顶中心左右1.5m处分别设置两个泵送管标准接口，泵送口设置在从搭接端开始第2和第6块面板中心位置。(4)拱部混凝土浇筑时交替接拱顶两侧泵送管将混凝土浇筑至泵管位置，然后才可允许接拱顶中心距搭接端0.75m处的顶管浇筑封顶混凝土至结束，非浇筑困难时不应更换浇筑顶管，更换顶管时应按顺序由近至远换管。(5)浇筑过程要按局隐蔽工程要求留存视频影像资料，以备检查。中国建筑第八工程局有限公司(6)衬砌混凝土封顶浇筑过程应严格执行“二次振捣、二次溢浆”工艺，即：拱顶混凝土铺满整个拱部至20cm时，第一次开启拱顶附着式平板振动器进行振捣