20龟山隧道维修加固方案设计说明

巢湖市2017年度市政大中修工程项目设计二标段C-20-1安徽国顺交通咨询设计研究院有限公司1龟山隧道维修加固工程初步设计说明一、隧道概述新滨湖大道龟山隧道位于健康西路上，该隧道为为双线隧道，隧道南幅长536m，右幅长547m，隧道断面形状为三心圆拱形，高7.08米，宽10.8米，西端削竹式洞门，东端为端墙式洞门。图1为该隧道的地理位置示意图。图2为隧道正面实景图，图3为隧道内部实景图。图1龟山隧道地理位置图图2隧道正面实景图图3隧道内部实景图二、设计采用的规范及标准（1）《公路隧道养护技术规范》(JTGH12-2015)；（2）《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)；（3）《公路隧道设计规范》JTGD70/2-2014；（4）《工程测量规范》(GB50026-2007)；三、隧道主要病害1、衬砌接缝渗水泛碱（见图4），南北半幅衬砌均出现裂缝（见图5），南北半幅所有衬砌接缝处裂缝（见图6）。2、检修道盖板破损（见图7）。巢湖市2017年度市政大中修工程项目设计二标段C-20-1安徽国顺交通咨询设计研究院有限公司2图4衬砌接缝渗水泛碱图5衬砌裂缝图6衬砌接缝裂缝图7检修道盖板破损四、隧道评估：根据《公路隧道养护技术规范》(JTGH12-2015),该隧道总体技术状况评分为81.5分，评定等级为二类隧道，存在轻微破损，现阶段趋于稳定，对交通安全无不利影响。五、维修方案此方案主要包括：隧道衬砌裂缝修补、衬砌砼表面缺陷修复、衬砌渗水裂缝处理、更换检修道盖板。1、隧道衬砌裂缝修补对于宽度小于0.15mm的微细裂缝采用涂膜封闭法；宽度介于0.15mm和1.5mm之间的裂缝采用自动低压渗注法；宽度大于1.5mm的裂缝采用环氧树脂砂浆压注充填。2、衬砌砼表面缺陷修复在修补前应先对混凝土病害区表面砼进行处理，凿除松散砼，并进行处理、凿毛。如发现钢筋生锈，应对钢筋进行除锈。清理砼表面，并保持湿润、清洁，采用环氧砂浆对砼表面脱落，空洞等病害进行处理。最后对砼表面进行打磨，对不平整处进行修复处理。。3、衬砌渗水裂缝处理堵漏剂是一种新型刚性防水堵漏材料（又名堵漏王、堵漏灵）。其特点是凝结硬化快，初终凝时间间隔极短，终凝后迅速产生强度，15分钟强度大于10Mpa，1小时强度大于20MPa。可带水作业，并迅速止水堵漏。该产品施工简单，与基层粘结力强，不收缩、不脱落，可广泛应用于房屋、地下、隧道、矿井等工程的堵漏止水、抢修、灌注等。该产品无氯、无毒、不燃、不爆。4、检修道盖板更换洞内两侧部分盖板损坏，本次设计予以更换。巢湖市2017年度市政大中修工程项目设计二标段C-20-1安徽国顺交通咨询设计研究院有限公司3六、主要加固材料材料规格以设计图纸中标明的数据为准。一般材料规格如下：1.裂缝修补胶裂缝修补胶用于裂缝宽度小于0.15mm的裂缝压力注浆，裂缝修注射或压力灌注修补胶的安全性能指标应符合下表要求：裂缝修补胶（注射剂）的安全性能指标性能项目性能指标胶体性能抗拉强度（Mpa）≥20抗拉弹性模量（Mpa）≥1500抗压强度（Mpa）≥50抗弯强度（Mpa）≥30，且不得呈脆性破坏黏结能力钢—钢拉伸抗剪强度标准值（Mpa）≥12不挥发物含量（固体含量）（%）≥99可灌注性在产品说明书规定的压力下，能注入宽度为0.1mm2.裂缝修补注浆料裂缝修补注浆料用于裂缝宽度大于0.15mm的裂缝封闭，裂缝修补用聚合物水泥注浆的安全性能指标应符合下表要求：裂缝修补用聚合物水泥注浆料的安全性能指标表性能项目性能指标浆体性能竖向裂缝抗拉强度（Mpa）≥5抗压强度（Mpa）≥40抗折强度（Mpa）≥10注浆料与混凝土的正拉黏结强度（Mpa）≥2.5，且为混凝土破坏3、环氧砂浆本工程桥梁维修所用的环氧修补砂浆宜采用水性环氧砂浆添加剂；配置本工程桥梁维修用环氧砂浆（混凝土）的水泥强度等级不应低于42.5级，且应符合聚合物砂浆产品说明书的规定。环氧砂浆性能指标强度类别抗压强度（Mpa）抗折强度（Mpa）粘接强度（Mpa）环氧砂浆7d28d7d28d7d28d4、防腐纳米涂层材料配比1）环氧清漆：B组分质量:A组分质量:水的质量=1.5:1:3先倒入B组分（固化剂），再倒入A组分（树脂），将A、B组分用平底搅拌器搅拌均匀，然后加入少量水搅拌至环氧完全融化，再边搅拌边加入剩余的水，搅拌均匀后1小时内须用完2）环氧面漆：B组分质量:A组分质量:水的质量=3:1:1.2先倒入B组分（固化剂），再倒入A组分（树脂），将A、B组分用平底搅拌器搅拌均匀，然后加入少量水搅拌至环氧完全融化，再边搅拌边加入剩余的水，搅拌均匀后1小时内须用完。3）纳米涂层：A组分质量:B组分质量=3:1巢湖市2017年度市政大中修工程项目设计二标段C-20-1安徽国顺交通咨询设计研究院有限公司4先倒入A组分（带颜色的），再倒入B组分（透明的），将A、B组分用平底搅拌器搅拌均匀，静置3小时后方可涂刷4）纳米性能指标：5、拌和用水要求污水、PH值小于5的酸性水含硫酸量按SO42-计超过水的质量0.27mg/cm3的水不得使用。供饮用的水，一般能满足上述条件，使用时可不经试验。七、施工要点1、衬砌裂缝修补衬砌裂缝的主要工序如下1）涂膜封闭法在混凝土表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝的修补方法称涂膜封闭法，适用于宽度小于0.15mm的微细裂缝的修补，并用于混凝土外表面的装饰和防水处理，同时防止混凝土保护层的碳化和有害离子对混凝土的腐蚀。（1）材料:ZV型混凝土修补胶，ZB型罩面胶，修补粉料或水泥。（2）修补工艺a、清扫混凝土表层的浮浆和起砂层要用砂轮打磨机磨去，并清扫或冲洗干净。b、刮腻子混凝土表面裂缝、气孔和缺陷应用腻子填充补平，待干后用砂布磨平。腻子配方为：ZV型混凝土修补胶:粉料＝1:1.8～2.0。c、涂刷底层涂料配方为ZV型混凝土修补胶:粉料=1:0.7～0.8。可用羊毛辊子辊涂，也可用刷涂，或者边辊边刷，涂刷1遍。涂料在使用前要通过铁窗纱过滤，除去杂质和团块。d、涂刷主层涂料主层涂料配方为ZV型混凝土修补胶:粉料=1:0.8～1。采用刷涂和辊涂方法涂刷3遍，每遍涂刷都要等上遍涂料指干后再涂，另外，两次涂刷方向最好是互相垂直。e、涂罩面层在主层涂料干后，在外罩涂1～2层ZB型罩面胶。2）自动低压渗注法适用于宽度为0.1～1.5mm的混凝土裂缝修补。（1）材料和机具：a、TK型注缝胶；b、TZ型封缝胶和封缝粉：按一定比例可配制粘咀用浆和封缝用浆用于粘贴注巢湖市2017年度市政大中修工程项目设计二标段C-20-1安徽国顺交通咨询设计研究院有限公司5浆咀和封闭裂缝。下表为粘咀用浆和封缝用浆参考配比：粘咀用浆和封缝用浆参考配比（重量比）c、T型弹力补缝器：低压注浆修补裂缝的专用器具。d、TQ型注浆咀。（3）修补工艺低压注浆法修补混凝土裂缝的工序如下：裂缝清理→粘贴注浆咀和封闭裂缝→试漏→配制注浆液→压力注浆→二次注浆→清理表面。a、裂缝清理：缝中如被泥土粉尘堵塞，可用小型工业吸尘器吸出。沿裂缝两边约5cm的混凝土表面要用湿布擦去尘土，但要注意缝中不得进水。b、粘贴注浆咀和封闭裂缝：TQ型注浆咀宜用粘咀用浆骑缝粘贴，注浆咀的间距与裂缝宽度有关，其间距参考下表。当裂缝数量较多时，具体作法如下。首先，在预计要贴咀的裂缝位置贴上医用白胶布，再用窄毛制将封缝用浆沿裂缝来回涂刷，使裂缝封闭。大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝。然后，用粘咀用浆将注浆咀在预留的小缝处骑缝粘上，整个底座都要用粘咀用浆包严，固化后周边可能有裂口，必须反复用封缝用浆补上，以免注浆时漏浆。注浆咀间距参考表c、试漏试漏要逐条裂缝进行。每条连通的裂缝，先将注浆咀用铝铆钉堵上，留一个咀用补缝器压气，在封闭的裂缝上涂肥皂水进行试漏。对于有经验的操作者，也可不必试漏。d、配制注浆液注浆操作一般在粘咀的第二天进行，气温在30℃以上时，半天时间就可注浆。注浆前先配注浆液，在塑料杯中分别倒入TK型注缝胶甲液和乙液，按重量比甲液:乙液＝2:1混合均匀备用。e、注浆用补缝器吸取注浆液，插入注浆咀，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆咀压入裂缝，当相邻的咀中流出浆液时，就可以拔出补缝器，堵上铝铆钉，将补缝器移到相邻注浆咀重复注浆。垂直缝，一般由下往上注浆，水平缝，从一端向另一端逐个注浆。如果裂缝较细时，可以使用补缝器上的弹力装置对注浆液自动加压，此时，一个人可以同时照看若干个补缝器。f、二次注浆为了保证浆液充满，在注浆后约半小时，可以对每个注浆咀再次补浆。g、检查注缝胶的强度发展与环境温度有很大关系，一般情况（20～25℃）1天后开始固化，1个月后达到要求强度。检查注缝质量可以用小型空心钻机，跨缝钻取芯样，进行检查。3）压力灌浆法适用于较深、宽度≥1.5mm的裂缝处理，混凝土结构裂缝压力注浆使用环氧树脂砂浆为材料。压力灌浆施工时必须按以下工艺流程逐一进行：裂缝检查及清理→钻孔埋管→裂缝止浆→压气实验→灌浆→收尾处理及质量检查。（1）裂缝的检查和清理修补前，对修补部位的裂缝情况进行详细的检查、记录，对结构受损部位的所巢湖市2017年度市政大中修工程项目设计二标段C-20-1安徽国顺交通咨询设计研究院有限公司6有裂缝做好定量和定性的分析。据此进行有关化学灌浆材料的配量、埋嘴、灌浆注射等方面的具体计算和安排。（2）钻眼埋嘴嘴子是化学灌浆材料的注入口，也是裂缝的排气口，嘴子布置的原则是：宽缝稀，窄缝密，断缝交错处单独设嘴。（3）嵌缝止浆嵌缝止浆的目的是防止浆液流失，确保浆液在灌浆压力下将裂缝填充密实。（4）压气试验试验检查，认定嵌缝质量良好，无渗漏现象后，即可配置浆液。（5）灌浆灌浆顺序应先行标定，其原则是：竖向裂缝先下后上；水平裂缝由低端逐渐灌向高端；贯通裂缝宜在两面一先一后交错进行。在整个灌注过程中应随时注意排气。当灌好一个嘴子往下一个嘴子之前，必需在已灌好的嘴子上绑扎一段透明塑料软管，以备该嘴溢浆时弯绑扎死。灌浆或注射结束后最好稳压几分钟，不要急于转移，以使被处理的裂缝尽量吃浆饱满。（6）收尾处理，灌浆完毕待浆液聚合固化后，即可将灌浆嘴一一拆除，并用环氧树脂胶泥抹平。最后对每一道裂缝表面再刷一层环氧树脂水泥浆，确保封闭严实，并使其颜色与原砼结构尽量保持一致。2、衬砌砼表面缺陷修复衬砌砼表面缺陷修复的具体实施工艺如下：1）处理方法（1）表面抹浆修补a、对数量不多的小蜂窝、麻面、露筋的混凝土表面，可用钢丝刷或加压水洗刷基层，再用1:2～1:2.5水泥砂浆填满抹平，抹浆初凝后加强养护。b、对于有错台现象的混凝土，需用角磨机或砂轮机对混凝土表面进行打磨，再用1:2～1:2.5水泥砂浆泥浆修补。c、当表面裂缝较细，数量不多时，可将裂缝用水冲并用水泥浆抹补；对宽度和深度较大的裂缝应将裂缝附近的混凝土表面凿毛或沿裂缝方向凿成深15～20mm，宽100～200mm的V形凹槽，扫净并洒水润湿，先用水泥浆刷第一层，然后用1:2～1:2.5的水泥砂浆抹2～3层，总厚度控制在10mm～20mm左右，并压实抹光。d、对未渗漏水的冷缝要用粗砂轮首先磨毛后再进行表面抹浆修补。6)伸缩缝的安装应在厂方技术人员现场指导下方可进行。（2）细石混凝土填补a、当蜂窝比较严重或露筋较深时，应按其全部深度凿去薄弱的混凝土和个别突出的骨料颗粒，然后用钢丝刷或加压水冲洗表面，再用比原混凝土等级提高一级的细骨料混凝土填补并仔细捣实。b、对于孔洞，可在旧混凝土表面采用处理施工缝的方法处理：将孔洞处不密实的混凝土突出的石子剔除，并凿成斜面避免死角；然后用水冲洗或用钢丝刷清刷，充分湿润后，浇筑比原混凝土强度等级高一级的细石混凝土。细石混凝土的水灰比宜在0.5以内，并可掺入适量砼膨胀剂，分层捣实并认真做好养护工作。c、对于比设计标高底的仰拱（相差5cm以上），先对仰拱进行凿毛处理，用加压水冲洗干净。浇筑细石混凝土并认真捣实、抹面，初凝后加强养护。巢湖市2017年度市政大中修工程项目设计二标段C-20-1安徽国顺交通咨询设计研究院有限公司7（3）环氧树脂修补当裂缝宽度在0.1mm以上时，可用环氧树脂灌浆修补。修补时先用钢丝刷清