隧道结构裂缝修补专项施工方案

南昌市沿江中北大道连通工程隧道结构混凝土裂缝修补专项施工方案上海城建（集团）公司10、工程概述...............................................21、防裂设计研究...........................................32、裂缝出现原因...........................................33、预防措施...............................................54、裂缝病害整治...........................................64.3.1聚氨酯高压注浆法施工..............................84.3.1.1聚氨酯灌浆材料..................................94.3.1.2聚氨酯高压灌浆原理..............................94.3.1.3聚氨酯灌浆特点..................................94.3.1.4聚氨酯高压注浆方法.............................104.3.2环氧树酯灌浆施工.................................144.3.2.1环氧树酯灌浆材料...............................144.3.2.2环氧树脂灌浆方法...............................144.3.3涂膜封闭法.......................................155、材料的主要性能指标及技术要求..........................166、机具设备..............................................167、劳动力组织及人员配备..................................178、安全注意事项..........................................189、引用及支持性文件......................................18南昌市沿江中北大道理连通工程隧道结构混凝土修补专项施工方案上海城建（集团）公司2隧道结构混凝土裂缝修补专项施工方案0、工程概述沿江北大道与沿江中大道连通工程隧道段主要在沿江中、北大道连接线和抚河路两条道路中。沿江中、北大道连接线南起中山西路，向北出线，在江西省博物馆处向东偏转，跨越抚河，再向北偏转穿越滕王阁广场、叠山路、塘子河立交，北至八一大桥南桥头立交，与现有沿江北大道相接，分B1、B2两条线；抚河路改造南起民德路，向北出线，穿越滕王阁前广场，与叠山路平交，下穿塘子河高架桥，北至八一大桥南桥头立交，与现有沿江北大道相接，路线走向与现有抚河路一致，分A1、A2两条线，其中A2线隧道与连接线东侧隧道并线，单向四车道。A1线隧道长302.33m，结构沿纵向进行分段，共分成8段，最大分段长度42m；B1线隧道长737.301m，结构沿纵向进行分段，共分成19段，最大分段长度45m，其中在里程B1K1+320.922～B1K1+496.271m与A2线同向合并；B2线隧道长797.754m，结构沿纵向进行分段，共分成20段，最大分段长度45m。工程地理位置及线路走向简图如图所示。南昌市沿江中北大道理连通工程隧道结构混凝土修补专项施工方案上海城建（集团）公司31、防裂设计研究混凝土裂缝是城市地下隧道箱涵结构工程中最常见的工程病害，防止裂缝出现是世界性的难题。裂缝对结构的安全使用及耐久性有不同程度的负面影响。尽管设计文件对防水做了大量设计，确立以钢筋混凝土结构自防水体系，即以结构自防水为根本，采取措施控制结构混凝土裂缝的开展，增加混凝土的抗渗性能；以变形缝、施工缝等接缝防水为重点，辅以柔性外包防水层加强防水。但由于温差的关系、施工工期的关系、地基不均的关系、施工时空的关系，在新老混凝土交界面、在变形缝甚至结构突变的部位会出现裂缝，形成漏点（漏水）。当然，我们也大可不必“谈缝色变”,如果能从根本上认识了这些裂缝的诱发成因,从而采取有效的针对性措施,原本很多容易出现的结构裂缝还是可以避免和控制的。通过研究统计，95%的结构裂缝是非结构的，对结构的安全性、耐久性没实质上的影响。大部分裂缝发展趋于稳定后，通过修补可恢复结构的整体性和原有功能，耐久性和抗渗性达到设计要求。对于结构承载力不足引起的裂缝除采用修补处理外，还应采取相应的的加固措施，确保结构安全可靠。2、裂缝出现原因南昌市沿江中北大道理连通工程隧道结构混凝土修补专项施工方案上海城建（集团）公司4致使结构产生裂缝的原因很多，也比较复杂。主要有：⑴水泥用量多，水灰比大。在满足强度的前提下，应尽量减少水泥用量。但现有设计规范和施工规范规定了最小水泥用量，使得减少水泥用量的努力得不到法规的支持。GB50119-2003《混凝土外加剂应用技术规程》规定：有抗渗要求的补偿收缩混凝土水泥用量不小于320kg/m3，当掺入掺合料时，不得小于280kg/m3。同样，在满足流动度、和易性、稠度的前提下，尽量使用水灰比小的混凝土。但出于泵送的原因，往往水灰比较大，因此在泵送的条件下，出现裂缝的机会比不用泵送的大得多。⑵养护不到位。混凝土浇筑成型后水泥硬化时，需要一定的水分。一般在混凝土浇筑完成后立即全封闭的状况下，按配合比所加的水分数量足够满足水泥硬化需要。但实际上，当混凝土浇筑完成后，会有一段时间暴露在空气中，天然空气中一般湿度较低，远远不能满足混凝土水分蒸发的补充量，如不能及时补给水，则混凝土会因干燥而产生收缩裂缝，甚至使混凝土的硬化停滞。因此，使混凝土长期处于湿润或蓄水养护是减少混凝土裂缝最有效的途径之一。⑶集料含污量越标，级配不良，混凝土振捣密实性差，会造成混凝土蜂窝麻面或空洞，影响混凝土强度，导致裂缝产生。⑷结构过早承受外力。应尽量使结构在满足设计强度的条件下拆除支架及模板，特别是箱涵靠围护桩部位的侧墙，由于施工过程中长期的动载作用，会使箱涵靠围护结构侧的侧墙过早承受或过多承受外载，出现裂缝。⑸支架变形或下沉。减少支架接头或采用单杆支架（立杆不要搭接）会减少支架压缩沉降。同时，支架要有足够的强度、刚度以保证支架能承受足够的荷载。⑹气候环境变化，混凝土内外温差较大，导致混凝土表面出现裂南昌市沿江中北大道理连通工程隧道结构混凝土修补专项施工方案上海城建（集团）公司5缝。夏季或冬季施工时，在混凝土结构内布置适当的温控管。大体积混凝土尤其要采取温控防裂措施。本工程计划对箱涵顶底板、侧墙厚度B≥1.0米的节段，采取温控防裂措施，使最大水化热温升＜300C，内外温差＜250C，降温速度在1.50C/d之内。⑺结构本身设计有缺陷，如结构突变、结构尺寸偏小或分布钢筋布置不适当等。大体积混凝土应依据结构受力情况可合理地确定混凝土评定验收龄期,打破正常标准28d的评定验收龄期,改为60d或更多天,评定验收龄期充分考虑混凝土的后期强度,从而减低设计标号,达到减少混凝土水泥用量减低水化热的目的。应重视合理有益作用,可采取增配构造钢筋,配筋应尽可能采用小直径、小间距,全截面含筋率控制在0.3%～0.5%之间,在混凝土表面增设金属扩张网等有效措施,有效地提高混凝土抗裂性能。⑻箱涵结构持力层落在不同的岩土上，容易出现不均匀沉降。本工程箱涵结构底板持力层落在不同的岩土上，有砾砂层、杂填土层、复合地基层（淤泥质粉质粘土+高压旋喷桩），在外荷载、动水（来自赣江）及可能冻融（极端低温）作用下，由于不均匀下沉可能导致箱涵结构出现裂缝。⑼“长墙效应”的影响由于工期的关系，每一节段设置后浇筑带控制在规范允许的长度范围内（25米左右）很难实现，结构超长施工很难控制裂缝的产生。加上工序衔接的关系，箱涵结构底板、侧墙顶板间砼浇筑相距时间太长，收缩徐变不同步，造成底板对侧墙约束太大，当超过砼拉应力时，侧墙很容易产生裂缝。3、预防措施⑴为避免或减少干缩裂缝的出现，应在配制混凝土时，做到配合比合理，在满足强度的前提下，尽量使水泥用量减少至最低。在出现裂缝后，项目部针对不同商品混凝土供应商的配合比，对南昌市沿江中北大道理连通工程隧道结构混凝土修补专项施工方案上海城建（集团）公司6配合比中水泥用量明显超标的进行了调整。水泥用量控制在不超过290kg/m3，混凝土坍落度控制在160-180间。⑵混凝土振捣要密实。分层振捣，每层厚度不超过30cm。新老混凝土界面加强振捣，振动棒要插入下层混凝土15cm左右，新老混凝土界面作接浆处理，在浇筑混凝土前，先浇筑一层3-5cm同标号（减石）砂浆。⑶避免高温（或冬期）浇筑混凝土。如需在冬期或高温期间浇筑混凝土，也应安排在最佳时段浇筑混凝土，浇筑后严格按《混凝土浇筑专项施工方案》进行施工与养护。⑷浇筑完成后，要及时养生，及时补充水分，使混凝土保持湿润状态。顶底板覆盖土工布浇水养护，侧模带模养护2天，拆模后立即挂土工布浇水养护。⑸养护期间防止振动，避免过早承受荷载。受力模板（顶板模板）必须做混凝土强度检测，混凝土强度达到设计要求后方可落架拆模。⑹支架搭设要牢固，尽量少用搭接钢管或短钢管。所有用于本项目的钢管支架均为定制，为定长钢管，不需搭接。⑺设置一定的预拱度，在混凝土初凝前完成支架、模板及附属设施的下沉与变形，消除对结构混凝土的影响。根据设计要求结合其它工程实践，本项目标准单箱设置30mm预拱度，其它单箱设置50mm预拱度。⑻在结构突变处设置施工缝或将变形缝设置在结构突变处，消除结构应力集中可能产生的裂缝。4、裂缝病害整治4.1裂缝分布情况箱涵结构拆模后，项目部在例行检查时，发现部分箱涵存在裂缝。项目部商请华东交通大学对裂缝情况进行了检测与评估，目前发现的裂缝大部分位于侧墙上，近围护结构一侧裂缝较多，两箱中间侧墙裂缝较少。大部分为不规则竖向裂缝，没发现横向裂缝。从目前发现的南昌市沿江中北大道理连通工程隧道结构混凝土修补专项施工方案上海城建（集团）公司7表1裂缝情况统计表裂缝编号位置长度（cm）缝宽（mm）缝深（mm）B1-12-1西侧外墙B1K1+7652500.2557B1-12-2西侧外墙B1K1+7683850.25107B1-12-3西侧外墙B1K1+7733700.24168B1-14-1西侧外墙B1K1+8345010.1143B1-15-1西侧外墙B1K1+8765230.38245B1-15-2西侧外墙B1K1+9063570.4302B2-14-1西侧外墙B2K1+8404330.1897B2-14-1东侧内墙B2K1+8324900.1558B2-14-2东侧内墙B2K1+8324800.26111B2-14-3东侧内墙B2K1+8433700.38203B2-14-4东侧内墙B2K1+8493500.38448B2-14-5西侧内墙B2K1+8593700.25274B2-14-6西侧内墙B2K1+8544300.19265B2-14-7西侧内墙B2K1+8514200.15220B2-14-8西侧内墙B2K1+8494400.3207B2-14-9西侧内墙B2K1+8415000.22229B2-14-10西侧内墙B2K1+8393000.2195B2-13-1西侧内墙B2K1+8083820.3182B2-13-2西侧内墙B2K1+8024000.12137B2-13-3西侧内墙B2K1+7932000.35325B2-13-4东侧内墙B2K1+7953000.11172B2-13-5西侧内墙B2K1+8252200.23270B2-13-6西侧内墙B2K1+8194900.24249B2-13-7西侧内墙B2K1+8124000.19137B2-13-8西侧内墙B2K1+8102000.1526025条裂缝分析，缝宽大于0.2mm居多，缝宽最大0.