在建高速铁路隧道衬砌施工冷缝缺陷综合整治技术

在建高速铁路隧道衬砌施工冷缝缺陷综合整治技术
摘 要:本文对新建贵阳至南宁铁路客运专线贵州段上寨一号隧道在贵阳工务段敲击检查中所发现的疑似冷缝的验证及消缺过程进行了简要论述,并对施工冷缝的成因、验证、处理原则及流程进行简述,总结能够用于施工冷缝缺陷综合治理的措施,也为隧道施工中施工冷缝的整治提出指导意见。
关键词:高速铁路 ;缺陷综合整治;施工冷缝;新建贵阳至南宁铁路客运专线贵州段
前言
高铁作为我国物资运输、国民出行的常见交通工具。中国高铁发展为世界铁路发展提供了有力的借鉴作用。中国高铁快速发展加快了铁路现代化建设发展的进程,对世界铁路发展产生了重要的推动作用。中国在高速铁路的建设方面同样有着丰富的经验,但是在隧道施工过程中难免会出现一系列不可控制因素导致隧道出现可视及不可视缺陷,其中施工冷缝则为可视缺陷中中最具代表性的缺陷之一,施工冷缝的存在会给隧道的结构及后续行车安全带来巨大的隐患,本文根据新建贵阳至南宁铁路客运专线贵州段上寨一号隧道疑似施工冷缝病害整治
案例,施工冷缝的整治及预防进行了研究,对今后类似隧道病害整治及预防具有很重大的意义。
1 工程概况
1.1概况
上寨一号隧道位于贵州境内贵定县~都匀东车站区间,设计时速350km,单洞双线,进口DK63+300,出口DK63+773,全长473m,进出口均接桥梁工程。隧道内线路为23.3‰的单面下坡。最大埋深约81m。隧址区属属侵蚀、溶蚀中低山地貌,段内岩溶弱至中等发育。洞身通过灰岩、白云岩为主的可溶岩地层,可溶岩段落长153m,岩溶弱至中等发育;非可溶岩地层位于进口段,长约320m,主要为石英砂岩夹页岩、泥质灰岩偶夹赤铁矿(D2d 1+2)。洞身穿越1处可溶岩与非可溶岩接触带。
1.2支护及施工方法
上寨一号隧道进、出口明洞段施工应按设计坡率从上至下分级开挖、随挖随护,施工期对挖坡面稳定性进行监测,确保洞口施工安全;暗洞段按新奥法原理组织施工,光面爆破,
喷锚初期支护。
(1)为保证喷射混凝土施工质量,改善作业环境,喷混凝土采用湿喷工艺。
(2)衬砌结构应仰拱先行,拱墙二次衬砌一次灌筑;仰拱混凝土应纵向分段整幅连续浇筑,严禁横向分幅;仰拱填充应整体浇筑,严禁分层施工。
(3)衬砌结构应严格按设计形状、尺寸及设计参数施工,保证结构承载能力。
(4)DK63+312~DK63+330进口段18m及DK63+740~DK63+763出口段23m设置大管棚超前支护,取消拱部锚杆,施工中应严格按要求施做大管棚,保证拱部支护效果,确保施工安全。
(5)上寨一号隧道Ⅳ级围岩采用台阶法开挖,Ⅴ级围岩采用台阶法加临时仰拱开挖,施工中可根据地质条件、监控量测及设备配置等情况,必要时对施工工法进行调整。
(6)本隧DK63+495~+570段洞身浅埋,且地表育有沟槽,为防止施工期间地表水下渗导致塌方,应对地表沟槽上下游各20m范围采用M10浆砌片石铺砌,厚30cm。
2 施工冷缝
2.1施工冷缝情况
上寨一号隧道在贵阳工务段敲击检查中于DK63+340-DK63+346右拱顶发现长度为6米的疑似冷缝一条。
2.2施工冷缝的定义
施工冷缝是指在混凝土施工过程中,因施工不当或其他原因导致混凝土浇筑中断,且前后混凝土浇筑间隔时间超过混凝土初凝时间,前后混凝土形成连接的薄弱结合面,形成不规则的施工质量缝,是一种概念性缝。[1]
2.3施工冷缝的形成原因
(1)施工方面:在施工过程中各个工序之间衔接不到位,现场未能合理安排施工程序。
(2)混凝土方面:现场对于混凝土的质量检测不到位导致混凝土的质量不合格,采用不合格的骨料进行拌制,混凝土配比不符合要求导致混凝土的和易性差,不满足浇筑的要求。
(3)运输方面:现场运输战线太长导致哦施工过程中混凝土到场不连续,当前一批混凝土已到初凝期后一批混凝土才到场。
(4)机械方面:现场设备配备不满足浇筑条件,且现场对于突发故障的处理不足,发现故障后未能及时进行处理。
(5)人员方面:现场作业人员配置不能满足现场浇筑要求,主要表现于现场分配负责振捣的人员不足导致振捣不充分。
(6)场地方面:现场物料堆放杂乱导致混凝土运输不能及时到达浇筑现场,延误浇筑时间。
(7)环境方面:现场出现大风、雨等自然因素。
2.4施工冷缝的危害
施工冷缝的形成会对混凝土的结构造成巨大影响,导致混凝土出现上下分层情况,混凝土的相互咬合力基本丧失,且混凝土的上下结合面很脆弱极易出现隧道渗漏水情况,影响整
体结构的防水性,极易对钢筋造成锈蚀,造成混凝土的强度降低,对后续高铁的行车安全造成严重影响。
3 施工冷缝的处理
目前针对施工冷缝在施工过程中有着表面修补法、灌浆法、嵌逢封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等方法进行缺陷整治。具体情况见表1施工冷缝缺陷治理表。其中灌浆法为目前运用最普遍的方法,注浆法在处理该缺陷方面也有着显著的成效。
灌浆法灌注流程:(1)确认现场裂缝的基本情况(位置、长度等)。(2)组织人员钻孔并安装灌注针头(3)使用清水冲洗冷缝保证冷缝周边无灰尘,碎石等(4)采用压力设备灌注水泥浆或具有封堵防渗作用的化学浆液。(5)确认灌注物固化后拔出针头,并清理周围多余灌注浆液(6)确认裂缝封堵成功。(7)表面恢复到混凝土原和平整度。灌浆法灌注方向:从下至上,左右相互交替灌注。灌浆法注意事项:(1)从下至上以不大于45°的角度在混凝土结构中进行钻孔。(2)钻孔深度应大于混凝土结构厚度一半、且应穿过裂缝。(3)孔距宜为15 ~20 cm。(4)冷缝内及冷缝周围要清理干净。(5)使用的材料具有
与混凝土粘结性强,一定的抗拉抗压性,凝固时间短等特点。
4 施工冷缝的预防措施
施工冷缝对于建筑物的结构有着巨大的危害,特别是在隧道施工过程中,施工冷缝给隧道带来的危害是不可逆转的,也对高铁行车安全造成巨大的影响,由施工冷缝所引发的一系列隧道缺陷及事故也常有发生,因此在施工过程中预防施工冷缝的出现是每个工程人值得深思的问题,下面结合施工过程中的问题总结了几条关于预防施工冷缝的措施。详情见表5施工冷缝预防措施表。
5 结语
自愈混凝土通过新建贵阳至南宁铁路客运专线贵州段上寨一号隧道施工冷缝缺陷的研究,形成了对于隧道施工冷缝的预防、验证、处理的流程,此流程将用于标段内相同问题的处理中,也可为后续铁路施工缺陷整治提供参考。在混凝土施工中,不可避免地遇到施工冷缝,施工冷缝的出现会降低结构的抗渗性并引起钢筋锈蚀,影响结构的耐久性及使用。施工冷缝对于隧道的安全质量有着很大的影响,尤其是对之后高速列车的运行造成的影响是我们无法想象
的,因此对于施工冷缝的控制是我们每位铁路建设者值得深思的,需每一代铁路人的努力,为我们所肩负的责任关系着国家的崛起、民族的复兴、此事仍重而道远。
参考文献:
[1]贾志超.简析施工冷缝的形成、预防及处理[J].企业科技与发展,2015(06):55-56.
[2]闫振林.浅谈混凝土“冷缝”[J].四川水泥,2014(10):78.

本文发布于:2024-09-22 18:23:07,感谢您对本站的认可!

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