高速铁路隧道施工缝破损掉块修复技术

高速铁路隧道施工缝破损掉块修复技术

陈传超

中铁七局集团武汉工程有限公司湖北武汉430074

摘要：结合现场施工情况及工程实例，介绍在高速铁路隧道施工缝掉块种类和不同工艺处理所带来的不同效果。

关键字：高速铁路隧道施工缝掉块修复

一、工程概况

汉十铁路工程已进入工程收尾阶段，随着建设单位要求第三方检测单位进行雷达检测及路局提前介入组进行敲击检测存在部分隧道施工缺陷问题。根据《隧道施工缺陷整治指导性处理措施设计图01-补充12》的设计要求：针对变形缝、施工缝破损深度或宽度（单侧）大于10cm时，需进行掉块修补，彻底凿除破损、松动的混凝土块或砂浆块后，在形成的凿槽侧面植入“U”型φ6钢筋，钢筋锚固孔分别为直孔和斜向60°孔，环向间距0.3cm，以“U”型钢筋为依托布置环向φ6钢筋，在环向筋内以环向间距10cm布设齿状短筋。采用环氧树脂砂浆填塞平整，最后用钢丝刷清理表面，并涂抹改性环氧树脂防水材料。

二、施工缝掉块现状

2.1无钢筋无止水带掉块

2.2无钢筋有止水带掉块

2.3有钢筋无止水带掉块

2.4有钢筋有止水带掉块

三、设计指导方案

3.1施工缝、变形缝破损单侧宽度或深度小于10cm处理方案

松散部分清除后，破损深度或宽度（单侧）不大于10cm时，彻底凿除破损、松动的混凝土块或砂浆块后打磨平整，涂刷水泥基渗透结晶脂防水材料。

水泥基渗透结晶型材料用量一般为1~2kg/m2；若采用机械喷涂时，其与水的比例为1：0.5，采用人工刮涂时，其与水的比例为1：0.3.喷涂及刮涂的厚度1mm。

3.2施工缝、变形缝破损单侧宽度或深度大于10cm处理方案

3.2.1凿毛

1、采用人工机械敲击配合风镐凿除不密实混凝土。

2、凿毛时，钢筋附近采用人工机械敲击清理，禁止采用风镐进行扰动。

3、凿毛完成后，采用高压水枪进行清洗，确保凿毛面不松动、干净无尘等，影响新旧混凝土粘接。

3.2.2涂抹界面剂

1、施工前，保证凿毛界面干燥，相对湿度小于70%，把界面剂搅拌成均匀的稀浆状。

2、施工时，采用小毛刷把界面剂涂刷到基面上，不能漏刷，然后让涂面干燥，工具使用前必须清洗干净方可使用。

3、施工后，必须加强通风，自然养护即可。待浆料实干（表面变灰黑色）并确认完全封闭基面后，方可开展后续的施工。

3.2.3变形缝破损处理

松散部分清除后，破损深度或宽度（单侧）大于10cm时，钢筋混凝土地段有配筋时对钢筋先进行酸洗除锈后采用高压水枪清洗，高压水枪清洗完松散部分后进行植筋。变形缝需要植筋处理具体措施如下：

1、钻孔：分别为直孔和斜向60°孔，环向间距30cm，孔深21cm（35d）。

2、清孔及表面清理：凿毛界面干燥，相对湿度小于70%。利用用钢刷对孔壁刷3次，将孔壁内疏松的混凝土残渣刷掉，刷子直径应和孔洞直径一致。然后用吹气筒进行3次清孔，从孔洞深处开始清，至少清3次，直至没有灰尘再从孔中吹出，采用高压水枪进行清洗表面，表面清理干净后涂刷界面剂。

3、植筋：将A级锚固胶正确安装在手动胶枪上面，弃掉前2次扣动扳机流出的锚固胶体。将胶枪抵入孔最根部进行注胶，保持胶枪不动，将胶均匀注入孔中，一边注胶一边向外缓慢抽出胶枪，直至注满2/3锚栓孔。针对变形缝，彻底凿除破损、松动的混凝土块或砂浆块后，在形成的凿槽侧面植入φ6钎钉，钎钉锚固孔分别为直孔和斜向60°孔，环向间距0.3m；以钢钎为依托布置环向φ6钢筋，在环向筋内以环向间距10cm布设齿状短筋，与环向钢筋进行绑扎固定。

4、处理的凿槽宽度小于18cm时，环向钢筋布置两根，处理的凿槽宽度大于18cm时，环向钢筋按6cm的间距均匀布置，环向钢筋采用钎钉或“U”型钢筋连接牢固。

5、施工前应检查止水带，严禁破坏止水带，当变形缝渗漏水时，需先止水，预埋半剖φ50聚乙烯管引水至侧沟后施工，止水带完整、埋设深度大于10cm及止水带与背后衬砌密贴无脱空无不密实时，应保留止水带的完整性，对止水带采用涂抹环氧胶再洒沙以增大止水带与聚合物砂浆的结合力。喷浆前用泡沫板预留伸缩缝。

3.2.4施工缝破损处理

松散部分清除后，破损深度或宽度（单侧）大于10cm时，钢筋混凝土地段有配筋时对钢筋先进行酸洗除锈后采用高压水枪清洗，高压水枪清洗完松散部分后进行植筋。对施工缝需要植筋处理具体措施如下：

1、钻孔：分别为直孔和斜向60°孔，环向间距30cm，孔深21cm（35d）。

2、清孔及表面清理：凿毛界面干燥，相对湿度小于70%。利用用钢刷对孔壁刷3次，将孔壁内疏松的混凝土残渣刷掉，刷子直径应和孔洞直径一致。然后用吹气筒进行3次清孔，从孔洞深处开始清，至少清3次，直至没有灰尘再从孔中吹出，采用高压水枪进行清洗表面，表面清理干净后涂刷界面剂。

3、植筋：将A级锚固胶正确安装在手动胶枪上面，弃掉前2次扣动扳机流出的锚固胶体。将胶枪抵入孔最根部进行注胶，保持胶枪不动，将胶均匀注入孔中，一边注胶一边向外缓慢抽出胶枪，直至注满2/3锚栓孔。针对施工缝，彻底凿除破损、松动的混凝土块或砂浆块后，在形成的凿槽侧面植入φ6钎钉，钎钉锚固孔分别为直孔和斜向60°孔，环向间距0.3m；以钢钎为依托布置环向φ6钢筋，在环向筋内以环向间距10cm布设齿状短筋，与环向钢筋进行绑扎固定。

4、处理的凿槽宽度小于18cm时，环向钢筋布置两根，处理的凿槽宽度大于18cm时，环向钢筋按6cm的间距均匀布置，环向钢筋采用钎钉或“U”型钢筋连接牢固。

5、施工前应检查止水带，严禁破坏止水带，当变形缝渗漏水时，需先止水，预埋半剖φ50聚乙烯管引水至侧沟后施工，止水带完整、埋设深度大于10cm及止水带与背后衬砌密贴无脱空无不密实时，应保留止水带的完整性，对止水带采用涂抹环氧胶再洒沙以增大止水带与聚合物砂浆的结合力。

3.3灌浆工艺

环氧砂浆配比：6101环氧树脂：二丁酯：乙二胺：水泥：砂子=100：15：8：200：500。

将环氧树酯加热融化后，按比例加入二丁酯搅拌均匀，冷却后加入乙二胺搅拌均匀，然后倒入以混合均匀的水泥砂子中，再充分搅拌后使用，环氧砂浆施做时间为30~40min。

四、施工技术方案及控制要点

4.1喷浆工艺

喷射操作程序应为：打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加混凝土。

4.2控制要点

喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。喷射时先将低洼处大致喷平，再自下而上顺序分层、往复喷射。

喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可能接近90°，以使获得最大压实和最小回弹。喷嘴与受喷面间距宜为1.5～2.0m；喷嘴应连续、缓慢作横向环行移动，一圈压半圈，喷射手所画的环形圈，横向40～60cm，高15～20cm。如果喷嘴与受喷面的角度大小，会形成混凝土物料在受喷面上的滚动，产生出凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷混凝土的质量。

（1）喷射作业完成后，使用规尺等对表面凹凸部分进行粗略调整；

（2）收光面应保持较为平整的状态；

（3）喷射混凝土终凝2小时后，应进行养护。养护时间不小于14d。当气温低于5℃时，不得洒水养护。

五、建议

我们从人、机、料、法、环、测现场管理六个要素来进行灌浆工艺与喷浆工艺的对比。

5.1人员情况

灌浆工艺钢筋、凿毛工5人，灌注混凝土工5人，模板工3人。

喷浆工艺钢筋、凿毛工5人，喷浆工5人。

5.2机械情况

灌浆工艺需要采用主要的机械设备有：灌浆填缝枪、小型振动器。

喷浆工艺需要采用主要的机械设备有：速凝剂泵、PM5X邦慕恩砂浆喷涂机。现场喷射流量为：0.57m3/h，回弹率为15%。

5.3材料情况

灌浆工艺需要采用的材料为环氧树脂砂浆：6101环氧树脂：二丁酯：乙二胺：水泥：砂子=100：15：8：200：500，需要现场加热，7天强度可达到60MPa。

喷浆工艺需要采用的材料为聚合物水泥喷射砂浆，配合比为速凝剂：聚合物水泥喷射砂浆：水=78：1950：254。可现场调配，喷射存在回弹有所损耗。

5.4方法情况

灌注工艺需要采用的灌注环氧砂浆，需要进行封模振捣，不需要收面，采用木模板进行封膜，拆模后外观不美观，存在漏浆跑模的现象。

喷浆工艺需要采用的材料为聚合物水泥喷射砂浆，配合比为速凝剂：聚合物水泥喷射砂浆：水=78：1950：254。可现场调配，不需要封模，需要最后收面，不易喷射钢筋过密的区域，可能形成喷射不密实。

5.5环境情况

灌注工艺采用灌注砂浆，灌注在模板内完成，产生污染物少，事后易及时清理。

喷浆工艺需要采用自拌砂浆，喷射混凝土对周边环境有一定污染，事后清理范围大。

5.6测量情况

灌注工艺需要对模板定位准确，防止错台，现场量测各材料的配放情况。

喷浆工艺需要在现场量测各材料的配放情况，施工前对速凝剂泵流速及喷浆机流速的调配，量测出正确的施工配合比后方可施工

六、结论

从以上对比中我们发现灌浆工艺与喷浆工艺各有优劣，但喷浆工艺可以在有限的时间内大大加快施工进度，并且质量有保证。