时间:2022-12-16 02:16:24
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关键词:地铁隧道;质量通病;原因分析;控制措施
虽然盾构法在地铁隧道工程中的应用非常普遍,但管片拼装仍存在一些比较常见却又尚未得到很好解决的问题,如管片的开裂、破损、错台和渗漏水等。笔者结合实践工作经验,对管片拼装时各类质量缺陷产生的主要原因进行了分析,并提出了一些控制措施。
1 管片渗漏水
1.1 原因分析
管片渗漏水是盾构隧道施工中最常见的质量通病,其产生原因可以归结为以下几个方面:
(1)管片拼装不到位。当缝隙不均匀或接缝中有夹杂物,管片纵缝有内外张角、前后喇叭时,管片外弧面接缝处产生应力集中,混凝土出现楔块状碎裂,致使止水条与管片间不能密贴。
(2)成品保护不足或止水条的粘贴不牢固。管片拼装时的错动,特别是最后封顶块(K块)的插入易使止水条移位或被挤到管片外侧。
(3)注浆效果差。注浆孔是盾构隧道防水中的薄弱环节,进行同步注浆时的漏浆、注浆量不足、注浆后封堵不到位,都会引起管片漏水。
(4)盾构机姿态控制不当。盾构与管片的姿态不好,会引起成型隧道管片错位,相邻管片止水带不能正常吻合压紧,引起管片漏水;掘进过程中推力不均匀或者推力过大,也会造成管片受力不均匀而产生裂纹。
(5)地下水影响。因施工场地地下水丰富,加之注浆量不足,部分管环上浮量较大,导致环缝止水条被扯破或移位,纵缝出现内外张角。
1.2 控制与预防措施
控制隧道渗漏水可以从管片自防水、衬砌接缝防水、盾尾填充注浆等几方面考虑。
(1)提高管片质量和混凝土防水等级,如:采用高抗渗等级(S10、S12)的混凝土,根据设计合理选择管片形式,保证盾尾间隙合理;加强管片运输过程中的成品保护工作,严格检查验收进场管片。
(2)进行管片拼装作业时,严格控制千斤顶的伸缩,避免盾构机后退破坏尾刷。拼装封顶块时保证宽度足够,封顶块插入前在止水条上涂抹一定量的剂防止拉脱。管片接缝是防水堵漏的关键部位,要使密封垫作用于接触面的压应力能长时间保持,就必须减小止水条的制作安装误差,保证其粘贴密合程度。
(3)通过保护尾刷和控制盾尾间隙,减少漏浆量。使砂浆充分填充管环和围岩空隙,增加隧道的防水厚度;合理控制盾构姿态,避免掘进中盾壳挤压管片;掘进时及时对后续几环进行连接螺栓的复紧;停止掘进时,对油压较低的管路补注盾尾密封油脂,以保持尾刷密封的良好性。
(4)做好壁后注浆与注浆孔封堵工作。填充围岩与管片之间的空隙,确保同步注浆量,及时根据管环上浮量的变化增减卸水孔,必要时可以在管片外弧面注双液浆,形成止水环以稳定管环。管片壁后注浆通过注浆孔进行,一般不通过管片吊装孔注浆,以避免注浆孔漏水。管片渗漏处理方法如下:
①混凝土结构裂缝渗漏和蜂窝麻面渗漏可采用压力注浆法,先灌注改性环氧树脂补强浆液,再用环氧树脂胶泥对混凝土进行外封闭处理;
②管片拼缝渗漏采用压力注浆法,先灌注超细水泥浆及环氧树脂,然后用环氧树脂胶泥对混凝土进行外封闭处理。堵漏材料主要有速硬微膨胀胶泥、改性环氧补强灌浆液、聚氨酯速效堵漏浆液、水泥基渗透结晶型防水材料、胶泥几种。
2 管片破损和开裂
2.1 原因分析
管片破损的原因主要有以下几个方面:
(1)设计原因。在进行管片的配筋(特别是管片接缝面的构造配筋)设计,以及确定管片设计参数、管片接头形式、接头螺栓的形式时,未充分考虑曲线半径与管片长度之间的适应性。
(2)制作原因。混凝土制作、振捣、养护等环节操作不规范,会影响管片混凝土的强度;不精细和不准确的模具经常导致管片外观和尺寸与设计不符。
(3)拼装原因。拼装不到位是管片破损的主要原因之一,管片在拼装过程中,拼装方法和拼装顺序十分关键。
(4)盾构推力和姿态原因。盾构机的推进千斤顶作用在管片上,依靠管片提供反力使盾构机向前掘进,盾构掘进过程中总推力过大或推力不均匀,均会导致管片开裂。
(5)注浆压力原因。施工过程中注浆压力过大、注浆量不足,浆液填充不均匀等因素,均会使管片局部受力不均而产生开裂和破损。注浆压力过大,还可能使面板破损、K管片产生大的变形,这种现象在隧道施工过程中多次发生。
2.2 控制与预防措施
工程实践证明,任何可见裂缝都是微裂缝发展的结果。混凝土出现裂缝很难避免,问题是如何使混凝土的裂缝范围降到最低。管片局部的裂缝不影响管片结构的使用,但是会对隧道的防水造成影响。为了提高管片安装质量,施工前应做好详细的计划,并在施工过程中严格执行计划;操作人员要经过培训后上岗,严格遵守盾构掘进方向及姿态的控制规程;此外,还应加强进场管片的外观质量检查及管片拼装过程质量控制。
根据施工经验总结,控制管片破损与开裂的主要措施有以下几个方面:
(1)合理选择管片类型,选型时以适应盾尾间隙为主,兼顾设计线形,确保盾尾间隙均匀。
(2)通过试验有针对性地选择混凝土配合比,使其与气候条件、钢模和施工工艺参数有机结合,优化施工工艺及配筋构造设计。
(3)结合盾构机机型和地层特点,合理设置掘进参数,控制盾构的扭转,选择合理的推力,做到事前控制。
(4)加强盾构操作,避免姿态纠偏过猛。正确控制好转弯地段的盾构姿态,控制原则以适应设计线形为主,适时纠偏,切忌过急过猛;总推力过大时,在土舱内注入泡沫,防止出现“泥饼”现象,减小掘进扭矩和总推力。另外,盾构机过站时尽可能把损坏的密封刷全部更换。
(5)采用合理的拼装方法和拼装顺序,提高管片的安装精度。根据人工测量管环的数据变化情况,适当增加卸水孔及管片外弧面注双液浆次数,多级测量复核以消除导向系统的误差。当管片环面不平整或千斤顶撑靴重心偏位时,要及时更换新的千斤顶撑靴,并予以调整。
(6)控制注浆压力和注浆量,确保填充质量。二次注浆时复紧注浆管片周边3环的管片螺栓。对于大断面隧道,在日进度9~20m的情况下,采用真圆保持器可以减小管片变形和破损。
3 管片错台
3.1 原因分析
(1)拼装作业不规范。管片安装时,管环面不平整,出现上翘或下翻;管片精度不足或相邻2环管片间有夹杂物;管片拼装的中心与盾尾中心不同心;管片径向内移,造成过大的环高差;另外,掘进时未能及时复紧管片螺栓,管片受力不均匀,也会引起错台。
(2)注浆控制不当。围岩裂隙发育、地下水丰富等因素会增加同步注浆难度,致使管片外弧面的束缚力较小。管片二次补注浆时,如果注浆压力控制不当,会产生注浆偏压,从而引起管片错台。
(3)盾构机姿态控制不好。掘进工程中,盾构机姿态控制不好时,千斤顶对拼装好的管片产生不均匀推力,挤压弹性密封垫,引起管片间纵向位移,导致错台发生。
(4)线路弧度和坡度影响。盾构机姿态控制与曲线段不匹配时容易导致管片错台;在上软下硬地层、变坡段等线路中,掘进压力容易产生偏差,刀具严重磨损后未能及时更换,导致推力过大等情况,均会产生错台。
经过调查统计发现,管片拼装错台现象主要发生在环向连接缝处,纵缝处的错台出现较少且数值较小,破损也少。区间管片环缝错台及纵缝错台统计见表1
表1管片环缝错台与纵缝错台比例统计
3.2 控制与预防措施
盾构机在掘进过程中,运动轨迹很难与设计轴线完全重合,而是围绕隧道设计轴线作蛇形运动,盾构掘进总是处于不断纠偏的过程中。减少管片错台的措施主要从以下几个方面考虑:
(1)优化线路设计,尽量避免小直径的曲线段。根据设计线路选择管片,对于曲线半径较小的路线,可以采用宽度较小的管片。
(2)合理配置各种类型的管片,转弯管片的比例必需达到实际施工的需求,严格控制管片螺栓的质量。管片在盾构内居中拼装,避免管片与盾壳碰撞,保证管片轴心与盾构机轴心一致,施工时严格控制千斤顶行程差和盾尾间隙等。
(3)盾构机姿态控制。掘进时不应对盾构机姿态作过急的调整,运动轨迹应尽量平顺。纠偏时宜慢不宜急,防止盾构机蛇形量过大,一般每环纠偏量不允许超过10mm,油缸行程差制在60mm左右为宜。
(4)安装管片时,必须加强监督管片拼装过程,规范管片安装程序。掘进时及时复紧撑靴后4环的管片螺栓,防止管片上浮。
(5)严格注浆管理,加强同步注浆控制。根据地层状况调整注浆方式,控制注浆压力,在围岩裂隙发育和地下水丰富的地层可每隔10环使用双液浆做止水环。
4结论
地铁隧道对管片拼装质量的要求很高,因此在掘进控制和管片选型时一定要谨慎。盾构隧道施工中大多数质量问题可以在施工过程中得到控制,提高盾构隧道质量最直接有效的措施就是加强施工过程的质量控制。
关键词:房屋建筑;渗漏;渗漏危害;原因;防治措施
中图分类号:TS958文献标识码: A
引言:
近年来,随着我国经济的突飞猛进,在城市建设日益发展的情况下,房屋建筑的渗漏问题及其危害性也越来越多的引起人们的注意。房屋建筑渗漏水防治,贯穿于设计、施工、监督管理、检查验收和回访保修的全过程。特别是对已经交付使用的建筑物,如果出现渗漏现象,不但恶化了工作和生活环境,而且还将会缩短建筑物的使用寿命。 所以,防治渗漏是施工单位的质量控制重点。在房屋建筑工程中, 常见的渗漏现象往往出现在屋面、卫生间管道和外墙、塑钢窗等部位。
一、建筑漏水有哪些危害
人们为了生产、居住、聚会、交易才建造房屋,“房者,防也,防风避雨也。”不渗漏的房子才能进行上述活动。房屋渗漏还会造成人员伤亡和重大的经济损失。
1、大厅、客厅渗漏;精心设计、施工的美观豪华的天棚吊顶,渗漏后会霉于湿、变色、脱落,甚至伤人,不得不重新装修,停止大厅内的正常使用。
2、卧室渗漏; 家居、衣物浸湿,装修脱落。有一字画收藏家,数箱字画置于橱柜之上,楼上洗澡水渗漏下来,使机箱字画湿入烂泥,主人见此昏死,造成两家官司。
3、厕浴间渗漏;厕浴间渗漏已司空见惯,楼上不在乎,楼下倒霉,造成邻里不和,争吵打架,竞发生过持械拼斗,发生致死伤人的严重事件。漏水问题已成为制造纠纷的“萧蔷”。
4、粮库渗漏;使数千吨乃至万吨粮食霉湿、生芽,牲畜不食,可惜农民的汗水付之东流。
5、食品库渗漏;饼干、点心霉烂,调味品变质,果品菜蔬都受损严重。
6、厂房渗漏;造成废品,降低质量。一织布厂渗漏,渗水滴落在织布机上,白布有斑点,花布更添花,只能当废品处理,损失很大。
7、高精尖实验室渗漏;使昂贵的仪器进水失灵,不得不重新花巨额外汇再购买,损失之大超过实验室的建筑造价。
8、变电间渗漏; 发生短路、起火、毁坏家庭常用电器,工厂停产,商店停业。
9、地下室渗漏; 严重影响建筑寿命。堵漏花费比初次防水多花五倍的费用。而且常有堵漏不成功的事例。
10、博物馆、书库渗漏; 使举世无双的、独本、珍藏本、竹木丝织品毁于一旦,损失不可估量。目睹几千册手抄珍藏本成了纸泥,痛心疾首。
二、房屋易出现渗漏原因与部位
引起房屋工程渗漏的原因很多,设计失误、选材不当、施工工艺不规范、细部做法不认真、交付使用后装修不当、自然环境条件的影响等因素造成。而在房屋建筑工程中,渗漏现象往往出现在以下部位:①屋面,主要集中在山墙和女儿墙泛水部位、屋面天沟、檐沟与落水口、变形缝、出屋面的管道边缘、屋面板等;②洗手间管道和地面;③外墙;④地下室。
(一)房屋渗漏的原因分析。
1.屋面
(1)山墙和女儿墙泛水部位的渗漏。 山墙、女儿墙与钢筋混凝土屋面板连接泛水部位的裂缝。 该裂缝与屋面平行,其渗水原因主要有两个:一是材料方面。山墙、女儿墙一般采用的是砖砌体,而屋面板采用的是钢筋混凝土板。 由于这两种材料的温度线膨胀系数不同,在相同的温度下,使砖砌体和混凝土的变形值不同,致使其连接部位就产生裂缝。 该部位防水一旦受到破坏,雨水沿裂缝渗入室内。二是施工方面。山墙、女儿墙与屋面板连接处一般设计要求做泛水,而且防水层都应按泛水节点构造进行施工。但在处理渗漏时,常常发现施工并没按要求进行。
(2)屋面天沟和檐沟和落水口的渗漏。 在现场察看时,经常发现屋面天沟檐沟的纵向坡度太小,有的甚至有倒坡现象,有的落水口高于沟面,这就使屋面天沟、檐沟排水不畅或积水,因而产生渗水。 另外,施工时落水口的短管没有紧贴基层。 落水口没有采用密封材料封口,做防水层时又增设附加层,这些都会造成渗水。
(3)变形缝的渗漏最常见发生渗水的是采用铁皮顶盖的变形缝,原因是有的镀锌铁皮顶盖未能按流水方向搭接或接口未加焊,有的顶盖固定不牢。有的因堆放杂物,顶盖被压坏或变形,产生雨水渗漏。也有少数变形缝渗水是防水层卷材未断开被拉裂,有的是变形缝未加干铺卷材封盖或加了而未达到规定要求,有的是未做附加层等原因而产生渗水。
(4)穿过屋面板管道的渗漏。 穿过屋面板的渗水经常出现在卫生间的排气管道,保温层排气管和厨房的排烟道。原因是管道周围没填嵌密封材料防水,并且多数用水泥砂浆填缝而且又不饱满。也有的是基层没处理好就做防水及其它构造层,造成构造层与管道壁连接处发生裂缝。
2.卫生间
卫生间渗水主要是施工与材料的原因或卫生器具排水口与排水管连接的质量问题造成的。如:大小便器、地漏下水管、上水开关、水龙头等,排水立管未预埋防水套管,“ 毛坯”卫生间在装修时钻洞损坏暗埋管,使用的塑料或铝塑复合管质量差等。
3.外墙
目前的住宅工程,框架结构中起围护作用的外墙砌体使用的基本上为非承重空心砖,空心砖由于壁薄,中间多为大孔洞,空心率大(最大达 48%),在运输与施工过程中易产生破损,缺棱掉角等缺陷。若在外墙施工中用了上述破损砖或由于设备管暗装的需要对已砌外墙砌体进行凿打,人为地造成外墙砖砌体破损,较易在外墙形成渗水处,且一旦有水渗入外墙砌体,空心砖内孔洞又形成积水槽或水的通道,让人们无法正确判断渗水处,一旦发生渗漏,整改起来极其不易,易形成顽症;
4.塑钢窗下雨时, 雨水沿塑钢窗的框边缝隙流入室内,污染了墙面和下层顶棚。 原因是塑钢窗与洞口墙体间的缝隙灌注发泡胶时, 两侧未封死,发泡胶自由流动,导致发泡胶不够密实,雨水沿缝隙渗入室内。
三、防治措施
(一)屋面渗漏的防治。
1.加强屋面构造层施工质量管理屋面构。
造施工时必须按工序分层分项进行检查和验收,做好检查验收的记录并整理归档。要改变以往靠班组自检的做法, 在分项验收中应有监理工程师、施工单位技术负责人参加验收并签证。
2.山墙和女儿墙渗漏对于山墙、 女儿墙部位的渗漏, 建议设计在结构上加强屋面与山墙、女儿墙的拉结,增加拉结钢筋。
3.天沟和檐沟及变形缝等渗漏渗漏原因虽各有不同,但也有共同之处,如坡度太小,收口处不密实而产生渗水。所以建议在天沟、檐沟、变形缝的施工时适当增大其坡度(>2%),在做防水层时都应增设附加层,并采用密封材料嵌填收口处。
4.屋面穿管漏水。 除了按要求做出圆弧和高台外,也应先进行放水检查,再做防水层,注意做好泛水。
(二)卫生间渗漏的防治。
首先要把好备品、备件关,即在施工中加强检查样品。 为防止地漏管道和大便器渗漏水,下水管穿过楼板的封堵, 应作为一道工序检查签证,合格后才允许进行地面施工。 对于蹲式下卧安装的大便器,除检查下水管封堵外,尚需通过试水,检查结构是否漏水。 一定要在结构和封管处不出现渗漏水时, 才允许安装蹲式大便器,这样即使大便器破碎或接口处渗水,也不至于渗入楼下
(三)外墙使用的砌体砖建议使用三排孔多孔或其它轻质实体砌块,当使用空心砖或多孔砖砌筑外墙时,为提高砌体防水能力,砖之朝外面应选择棱角齐全的砖,当墙的长度与砖模数不符时,不足模数部分由实心砖或素砼调整。外墙砌体砌筑完毕应尽量避免凿打,如有预埋暗管,砌筑砌体时可事先于安装管道位置两侧留通缝,缝间竖向每隔 600mm留拉结钢筋,拉结筋伸入墙内各 250mm,砌后浇 C20 细石混凝土;同时对诸如脚手架眼、缆绳孔等造成的墙体缺陷要先修补完成后方可打底粉刷,不留隐患。抹灰前应检查墙体孔洞,封堵墙身的各种孔洞,不平整处用 1:3 水泥砂浆找平,如遇太厚处应分层找平或挂钢筋网,对脚手架,塔吊施工电梯的拉结杆等在外墙留下的洞口应清洁湿润,用素水泥浆扫充分,再用干硬性混凝土分2次各半封堵,先内后外,充分捣固密实。
(四)塑钢窗渗漏的防治。
1.灌注发泡胶时,两侧要用夹具封死,确保发泡胶受挤压密实。
2.加强操作人员的管理,确保塞缝密实。发泡胶发泡完毕,取下夹具,用小抹子收边勾缝。
结束语: 随着建筑事业的发展,防渗问题已越来越为人们所关注。房屋渗漏成因复杂,环节众多,而且环环相连, 只要其中有一个环节没有处理好而出现问题,都可能产生渗漏。因此,房屋渗漏问题应引起各方面的足够重视。根据实际操作过程的经验总结和原因分析, 对各种渗漏均应认真研究探讨,抓好设计、施工、管理中的各个环节,切实为提高建筑工程质量把好关。 努力解决房屋的渗漏问题,提高建筑工程质量。
参考文献:
[1]黄庆鹏《.房屋外墙渗漏的预防及治理浅论》