Este capítulo presenta diferentes métodos de reparación estructurales para restablecer la capacidad estructural de un revestimiento de túnel deteriorado incluidos los métodos de demolición de poco sólida de concreto, ladrillo o acero y métodos para la restauración del revestimiento del túnel a su estado original y la función. Los detalles para la reparación del hormigón, refuerzo de acero, y elementos embebidos del sistema de revestimiento del túnel se proporcionan. La mayoría de los métodos de reparación presentados están diseñados para ser utilizados en los túneles activos que permiten mínimas paradas diarias. Las reparaciones se pueden realizar en un marco de tiempo limitado permitiendo que el túnel de ser devuelto a servicio sobre una base diaria.
Este capítulo también se aborda la unión estructural de concreto agrietado. Los detalles se presentan para ilustrar los métodos de preparación de la superficie de demolición, y la colocación de concreto para completar la reparación. Estado actual de la técnica de los materiales disponibles para la reparación de hormigón in situ y prefabricados de hormigón, acero y revestimientos de hierro fundido se discuten. Los procedimientos especiales requeridas para la reparación de cada material de revestimiento se presentan.
Este capítulo también se ocupa de los distintos métodos para la reparación de los componentes de los revestimientos segmentarias, incluyendo juntas, accesorios y elementos de fijación. Directrices para la reparación de cada tipo de revestimiento segmentaria se presentan. Los detalles del diseño del revestimiento del túnel segmentaria se discuten en el capítulo 10. La reparación de los soportes para techos suspendidos se discute.
Reparación de componentes de hierro de acero / cast dirigida en adelante incluyen vigas del techo columnas, etc rodilla llaves que son a menudo objeto de una severa corrosión y, a menudo necesitan ser actualizados, reemplazados o rehabilitados. Este capítulo comprende los detalles típicos necesarios para la restauración de las secciones remachadas, vigas de acero y laminados de acero fabricado especialmente y otros elementos de hierro fundido de un sistema de túneles, e incluye detalles sobre la preparación de superficies, recubrimientos de protección contra la corrosión y los métodos adecuados para la protección contra incendios del acero / cast elementos de hierro de un túnel.
Este capítulo también se ocupan de las reparaciones de ladrillo, la dimensión (sillar) de piedra y los elementos de mampostería de concreto que existen en muchos sistemas de túneles. Métodos de evaluación de la condición de los elementos de albañilería y métodos para la restauración de los elementos de albañilería incluyen la eliminación y sustitución, la reparación de las juntas de mortero y métodos para repointing articulaciones. Procedimientos para el apoyo de las estructuras de fábrica durante la rehabilitación se discuten.
Por último, las reparaciones estructurales de los túneles de roca sin revestir se discuten brevemente en este capítulo.
16,2 túnel de inspección e identificación
La inspección del túnel requiere multidisciplinarios personal familiarizado con los diversos aspectos funcionales de un túnel como el drenaje civil / estructural, mecánica, eléctrica, y los componentes de ventilación, así como algunos aspectos operativos tales como señales, comunicación, seguridad contra incendios de la vida y los componentes de seguridad.
Reconociendo que los propietarios de los túneles no están facultados para inspeccionar los túneles de rutina y que los métodos de inspección varían entre las entidades que inspeccionan los túneles, la FHWA y la Administración Federal de Tránsito elaborado directrices para la inspección de los túneles en el año 2003 y actualizado en 2005 conocida como "Carretera y Ferrocarril de Tránsito Túnel del Manual de Inspección ", disponible en www.fhwa.dot.gov/bridge/tunnel/inspectman00.cfm (FHWA, 2005a). Tenga en cuenta que en el momento de redactar este manual, la FHWA se propone la creación de un Reglamento que establece las Normas Nacionales de Inspección del túnel (SNIT), que establecen los estándares mínimos de inspección de túneles que se aplican a todos los túneles de carretera de ayuda federal en la vía pública.
Este manual y el capítulo se centran en el aspecto civil / estructural y asume la inspección del túnel a realizar por personal con experiencia que estén familiarizados con los tipos de materiales que se encuentran en los túneles, tener un conocimiento básico del comportamiento de los sistemas de túneles estructurales, han tenido experiencia en el inspección de las estructuras de transporte y están familiarizados con la FHWA Training Bridge Manual de Inspección (FHWA-FD-91-015), y de vías de ferrocarril y de tránsito del túnel de mantenimiento de Rehabilitación Manual (FHWA-IF-05-017) (FHWA, 2005b). Además de la información indicada en el Manual de Capacitación de Inspección del puente, los protocolos se describen en este documento que sean aplicables a la inspección de los túneles de carretera. Las siguientes sub-secciones discuten los parámetros estándar para la inspección y la documentación.
16.2.1 Inspección Selección de parámetros
Parámetros de inspección son elegidos en base a la inspección preliminar del túnel y el alcance del trabajo. Debe prestarse especial hincapié en la determinación de la presencia de estructuras especiales o únicos que requieran la adición de parámetros de inspección especiales para su inclusión en la base de datos del proyecto.
16.2.2 Parámetros de Inspección
Parámetros estandarizados de inspección son necesarias para acelerar el procesamiento y evaluación de los datos observados. El uso de la codificación estandarizada de la información, necesaria para la coherencia de la información, también ayuda a asegurar el control de la calidad, proporcionando las directrices para el personal de inspección y la normalización de las observaciones visuales. La deficiencia de referencias y leyendas en el Apéndice H proporciona un estándar de codificación recomendado para la catalogación de los defectos del túnel.
16.2.3 Notas Generales en los libros de campo
Todos los generales de campo de inspección / reparación de notas, que consisten en una cronología de los hechos, se debe mantener en un libro de campo enlazado. Cada miembro del equipo de campo debe llevar un libro de campo dependiente en todo momento en el sitio. La información contenida en el libro de campo debe incluir notas sobre cuestiones de seguridad y en las conversaciones con los contratistas, personal de operaciones y otras partes interesadas. Anotaciones en el cuaderno de campo debe ser cronológico por fecha y hora, y consistirá en la notificación clara, concisa y objetiva de los acontecimientos y dibujos adecuados. Registros de campo, notas y la base de datos de inspección se mantendrá en un solo lugar. Los libros de campo deben ser copiados en forma semanal para evitar la pérdida de datos.
Hoy en día los portátiles electrónicos y / o computadoras portátiles especiales a menudo se utilizan para registrar los datos de campo y bocetos digitalmente que pueden incluir también fotografías digitales y / o videos con fecha, hora e información de ubicación GPS integrado.
16.2.4 Notas de campo
Los tres tipos de notas de campo necesarios para un eficaz control de los túneles de carretera son los siguientes:
General en los libros de campoDocumentación de los defectos en las formas de datos de campo
Documentación de los defectos de fotografías y video.
16.2.5 Formas de campo de datos
Los datos de campo constituye el documento de la información necesaria para un proyecto en particular. En general, estas formas se han desarrollado para el proyecto y son específicos del proyecto. Las formas proporcionar un proyecto estándar para la tabulación de los datos obtenidos a partir de la inspección. Esta información se transmite al personal de gestión de datos para la entrada en la base de datos del proyecto.
16.2.6 Documentación Fotográfica
La documentación de los defectos del túnel es mejor complementado por el uso de una cámara digital. Se deben tomar fotografías de las condiciones típicas y atípicas. Además, las fotografías también deben utilizarse para documentar la condición especial o único.
Las fotografías deberán:
Exponer el número de proyecto, fecha, hora, lugar, fotógrafo y una descripción general del temaSer catalogados y almacenados de una manera sistemática para recuperarla posteriormente. Nota: Es útil para nombrar todos los registros de fotos de una manera consistente que se describe en un directorio, es decir, utilizando el número de la estructura como un pre-arreglo al nombre de cada foto de archivo individual.
Es imprescindible seguir el método fotográfico de la documentación mencionada anteriormente. Institución de este método en el inicio del proyecto evita que los datos mal etiquetadas o sin etiquetar de ser distribuida o mal interpretado.
16.2.7 Control de Estudio
Todas las encuestas de condiciones requieren una línea de base definitiva para la ubicación (encuesta) propósitos. En general, la mayoría de los sistemas de carreteras tiene una línea de base establecida encuesta. El estudio de referencia después de la construcción del sistema de carreteras se realiza generalmente para el mantenimiento de la calzada y la estructura del túnel. Estos sistemas de acantonamiento están bien definidos con los marcadores permanentes situados en las paredes del túnel. Algunos de los túneles que ya tenga una condición de línea de base establecida mediante técnicas de escaneo láser (capítulo 3).
La documentación de la inspección del túnel debe estar vinculado al sistema de línea de base existente estacionar por las siguientes razones:
Permita que los datos de inspección que se utilizará para vigilancia a largo plazo de la estructura del túnel por la ingeniería del propietario / personal de mantenimientoPermita que los defectos que puedan ser fácilmente ubicados para su inspección o reparación futura
Facilitar la rápida puesta en marcha de equipos de inspección
Reducir los costos del proyecto y la confusión
Además de la localización de los defectos del túnel a lo largo de la alineación, es necesario para localizar en relación con su posición dentro de la estructura. Para localizar los defectos dentro del túnel, los límites de las paredes, techo y invierten deberán estar delimitadas de la conformidad (Figura 16-1). Túneles circulares se dividen en segmentos de 30 grados en sentido horario desde el punto culminante de la corona del túnel, como se muestra en la Figura 16-2. Esta delimitación se realiza siempre en busca UPStation en la encuesta de línea de base establecida.
TÍPICO DE CORTE Y CUBIERTA sección del túnel
(UPStation BUSCANDO)
Leyenda
LC y RC: Techo izquierda y derecha; LW & OR: pared izquierda y derecha, y LR y RR: Calzada izquierda y derecha capa de rodadura
BUSCANDO UPStation
Figura 16-2 Delimitación de túnel circular típica
El desarrollo de los parámetros normales de inspección y la calibración de los equipos de inspección asociadas, prevenir muchos de los errores y omisiones que pueden ocurrir cuando el trabajo se lleva a cabo por numerosos equipos separados. Además, las revisiones oportunas por parte del comité asesor del proyecto permiten modificaciones en el programa y la ejecución rápida de los procedimientos adicionales según sea necesario.
La documentación de cada túnel, sección del barco, la construcción de la ventilación, el paso de la Cruz, lavadero, pozo punto más bajo, la estación de bombeo, conductos de aire u otro elemento que se hace mirando hacia la estación. El elemento objeto de inspección se divide sobre la línea central. Cada componente del elemento que tiene deficiencias y observaciones a la izquierda de la línea central tendrá un prefijo de (L), mientras que aquellos a la derecha de la línea central tendrá un prefijo de (R).
Códigos normalizados se desarrollan las deficiencias que corresponden a cada componente de la estructura del túnel. Estas deficiencias se pueden rastrear fácilmente en el campo y se amoldó a la tripulación de inspección. Códigos existentes para las deficiencias son representados por los símbolos y la identificación tanto de hormigón: astillas, las exfoliaciones, fisuras y juntas y acero: reforzar y enmarcar. , Se identifican las uniones atornilladas, y la humedad del túnel.
Resquebrajamientos y delaminaciones puede ocurrir en el concierto y se encuentran casi siempre en asociación con grietas estructurales. Hay casos documentados donde astillas son el resultado de impacto (coches, etc), una cobertura insuficiente de hormigón sobre el acero de refuerzo o el control de la mala calidad de mano de obra o materiales. Símbolos homogeneizados de los resquebrajamientos de hormigón se puede hacer referencia en la deficiencia y Leyendas Referencias, Apéndice H y en la Tabla 16-1.
Un ejemplo de los típicos defectos estructurales documentados utilizando los parámetros estándar de inspección se muestra a continuación. En este ejemplo, un esquirlas hormigón situado en una junta de construcción en el panel de pared de la derecha en la estación 250 es 2-55 pies cuadrados de superficie, de 4 pulgadas de profundidad, con el acero de refuerzo expuesto (barras) (R) que tiene una sección pérdida de aproximadamente 20% y tiene una superficie brillante de agua (GS) se documenta como sigue:
| Estación | Ubicación | Tipo | Área (profundidad) | Re-Rod | Humedad | Comentarios |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 250 +55 | RW | S-2 | 2 SF (4 ") | R-2, 20% | GS | En junta de construcción |
Nota: Las clasificaciones típicas de escama: S-1 esquirlas de concreto a menos de 2 ", S-2 esquirlas de concreto para el acero de refuerzo, S-3 esquirlas de concreto detrás del acero de refuerzo, S-4 esquirlas de concreto especial.
Las listas de los códigos de identificación estándar para las deficiencias se incluyen en el Apéndice H.
16.3 El agua subterránea de intrusiones
16.3.1 General de
Intrusión de aguas subterráneas o bien pueden ser mitigados mediante el tratamiento del suelo fuera del túnel o sellando el interior del túnel. Esta sección tratará con el sellado de un revestimiento existente en lugar de la formación de lechada fuera del túnel.
La selección del producto de reparación adecuada para las condiciones encontradas en el proyecto es clave para el éxito de un programa de contención de fugas. Cada sitio tiene sus propias características particulares ambientales y físicas. El pH, dureza, composición química, la turbidez del agua subterránea de entrar en el túnel, todo ello contribuye a la capacidad de las lechadas químicas o partículas para sellar eficazmente el defecto fugas. Las condiciones físicas que crearon el defecto, el movimiento de la grieta o junta, el potencial para la congelación y la cantidad de entrada de agua están todas las limitaciones específicas del sitio para la selección del material de reparación y todos estos parámetros deben ser evaluados. Idealmente, si cualquier movimiento de la grieta o junta se sospecha que es mejor para controlar el defecto durante un período de tiempo suficiente para permitir una estimación de movimiento real.
La selección de la lechada adecuado para sellar un revestimiento del túnel es dependiente del grado de fugas en el túnel del defecto.Típicamente, los defectos del túnel que causan fugas son juntas de construcción juntas de revestimiento, y las grietas que son toda la profundidad del revestimiento. Términos estandarizados se han desarrollado para describir la entrada de agua. Términos estandarizados son útiles en la selección de la boquilla, ya que permiten a todo el personal, incluyendo las personas que no han visitado el túnel para conocer el grado de entrada de agua. Esta familiaridad de todo el personal, incluyendo el fabricante lechada facilita la selección del producto adecuado y el procedimiento para el sellado de las listas de fugas comunes términos utilizados para la identificación de fugas en los Estados Unidos.
| Artículo | Símbolo | Descripción |
|---|---|---|
| Húmedo | M | La decoloración de la superficie del revestimiento, húmeda al tacto |
| Humedad pasado | PM | Zona mostrando indicios de humedad anterior, etc calcificación |
| Superficie brillante | GS | El movimiento visible de una película de agua sobre una superficie |
| Corriente | F | El flujo continuo de agua a partir de un defecto, requiere la medición de volumen |
| Seque | D | Defecto estructural no muestra signos de humedad |
16.3.2 Reparación del materialismo
La selección del producto de reparación adecuada para la condición específica de sitio es clave para el éxito de la reparación de un túnel o fuga estructura subterránea. La forma más común para sellar un revestimiento del túnel consiste en inyectar una sustancia química o lechada de cemento. La lechada se puede aplicar a la parte exterior del túnel para crear una "ampolla" reparación tipo que sella la fuga, cubriendo la zona afectada con lechada. La selección de la lechada es dependiente de la afluencia de agua subterránea y propiedades químicas del suelo y agua.
El método más común de sellado de grietas y articulaciones que se fuga es inyectar una lechada de partículas químicas o directamente en la grieta o junta. Esto se logra mediante la perforación de agujeros en un ángulo de 45 grados a través del defecto. Los agujeros están espaciados alternativamente a cada lado del defecto a una distancia igual a 1/2 del espesor del elemento estructural. Los agujeros de perforación intersectan el defecto y convertirse en el camino para la inyección de la lechada en el defecto. Todos los agujeros se debe lavar con agua para limpiar los escombros del agujero y para limpiar los lados de la grieta o junta antes de la inyección para asegurar la correcta adherencia de la lechada al hormigón. Puertos típicos de inyección se muestra en la Figura 16-3. Figura 16-4 muestra la inyección de lechada de campo. Figura 16-5 se muestra la ubicación típica de los puertos de inyección y el detalle con fugas reparación de la grieta (FHWA, 2005b).
Figura 16-3 puertos de inyección típicos de Química lechada
Figura 16-4 inyección de fugas, Tuscarora túnel de autopista de peaje AP
La selección de la lechada es dependiente de la anchura, el contenido de humedad, y el potencial de circulación dentro de la grieta o junta. Para las articulaciones que se mueven, sólo la lechada química es la adecuada. El movimiento de la junta o grieta se romperá cualquier lechada de partículas y hará que la fuga vuelva a aparecer. Agua individual componente reactivo de poliuretano lechada química es la lechada más eficaz para el sellado de la profundidad total de grietas y juntas que tienen la humedad presente dentro del defecto.Si el defecto está sujeto a la humedad estacional y está seco en el momento de la reparación una lechada hidrófilo debe ser utilizado.Cuando se utiliza una lechada hidrófilo, el agua debe ser introducido en el defecto para catalizar la lechada. Lechadas hidrófobos tienen un agente catalizador inyectada con la lechada química o premezclada en la lechada antes de la inyección. En ambos casos, el agua o el catalizador se utiliza para un gel de la lechada. Alternativamente, la lechada químico hidrófobo puede ser utilizada. Lechadas químicas hidrófobos confiar en una reacción química para curar mientras que la lechada hidrófilos químicas requieren agua para catalizar. Lechadas comunes son hidrófobos y acrilatos de poliuretano de celda cerrada. La instalación de ambos tipos de lechada es similar a la descrita aquí.
Figura 16-5 Ubicación típica de los puertos de inyección y de Detalle fugas reparación de la grieta (FHWA, 2005b)
En situaciones donde el defecto no es objeto de un movimiento y está seco en el momento de la reparación una lechada epoxi puede ser inyectado en el defecto de la misma manera que el hormigón está estructuralmente rebonded. Las lechadas se muestran en la tabla 16-2 son típicos de las lechadas de inyección de las grietas y juntas en un revestimiento de túnel. Las lechadas de partículas se utilizan a menudo para la formación de lechada exterior del revestimiento del túnel o en las grietas secas muy grandes y las articulaciones. Las lechadas más comúnmente utilizados para el sellado de grietas en los revestimientos del túnel son los poliuretanos y acrilatos.
| Descripción | Viscosidad | Toxicidad | Fuerza | Comentarios |
|---|---|---|---|---|
| Lechada de partículas | ||||
| Cenizas volantes tipo F, C | Med. (50cps-2: 1) | Bajo | Alto | No flexibles |
| Cemento Tipo I | Med (50Cps-2.1) | Bajo | Alto | No flexibles |
| Tipo III Cemento | Med (15cps, 02:01) | Bajo | Alto | No flexibles |
| Microfino de cemento | Bajo (8cps-02:01) | Bajo | Alto | No flexibles |
| Bentonita | Med. (50 cps 2:1) | Bajo | Bajo | Semi flexibles |
| Química lechada | ||||
| Acrilamidas | Bajo (10 cps 2:1) | Alto | Bajo | Flexible |
| Acrilatos | Bajo (10 cps) | Bajo | Alto | Semi-flexible No se encoge: registro de Buen Suceso |
| Silicatos | Bajo (6cps) | Bajo | Alto | No flexibles de alta contracción |
| Lignosulfatos | Bajo (8 cps) | Alto | Bajo | Flexible no se utiliza ampliamente |
| Poliuretano (MDI) | Alto (400 cps) | Med. | Bajo | Flexible: Bueno el éxito del registro (hidrofílico) |
| Poliuretano (TDI) | Alto (400 cps) | Med. | Bajo | Flexible: Buen Suceso de registro (hidrofóbico) |
Hormigón poroso puede ser sellado del interior (lado negativo) del túnel para proporcionar un sello impermeable dentro del túnel.Cristalinos lechadas de cemento que se aplican al interior del túnel y se mantiene húmeda durante 72 horas después de solicitud un enlace químico con la cal libre en el hormigón y reducir el tamaño de los poros de la tales concreta de que el vapor de agua libre en el hormigón no puede pasar a través. El éxito de estos materiales es variada y se va a utilizar cuando no hay otra alternativa disponible.
Impermeabilización lado interior también se realiza cubriendo la superficie interior de la pared con un revestimiento de cemento que consta de dos capas gruesas 1/8-inch aplicados a una superficie de hormigón húmedo. La figura 16-6 ilustra el éxito de este tipo de recubrimiento en un túnel en Pennsylvania con una presión hidrostática externa de aproximadamente 400 pies de agua.
16.4 Reparación Estructural - Concreto
16.4.1 Introducción
La reparación de delaminaciones de hormigón y astillas en los túneles ha sido tradicionalmente realizado por la forma y vertido método para la colocación del hormigón, o mediante la aplicación de mano morteros cementosos que han sido modificados mediante la adición de polímeros. Ambos de estos métodos no son muy adecuadas para los túneles de carretera que esté en operación diaria continua.Esta operación diaria por lo general permite que el túnel para estar fuera de servicio por períodos muy cortos de tiempo. Por lo tanto, el proceso de reparación debe ser rápido, no infringe en la envolvente de funcionamiento del tráfico diario y ser un duradero a largo plazo de reparación monolítico.
Figura 16-6 Recubrimiento lado negativo de cemento, Tuscarora túnel de autopista de peaje AP
Hoy en día, la reparación de elementos estructurales de hormigón se realiza normalmente mediante dos métodos: el uso de la mano de aplicar morteros para reparaciones pequeñas y el uso de hormigón proyectado para grandes reparaciones estructurales. En cualquier caso, la preparación del sustrato es el mismo, sólo el tipo de material diferente.
Shotcrete (también discutido en los capítulos 9 y 10), es la aplicación neumática de productos cementosos que pueden ser aplicados para restaurar las estructuras de hormigón. Este proceso ha estado en uso durante décadas más en los EE.UU. para la construcción y reparación de estructuras de hormigón por encima y por debajo de la tierra. Hormigón proyectado se define por el American Concrete Institute como un "mortero u hormigón proyectado neumáticamente a gran velocidad sobre una superficie." Desde la década de 1970 el uso de baja presión, aplicación de mortero de cemento ha sido un lugar común en Europa y es conocido como el enyesado. Durante los años, los avances en los materiales y métodos de aplicación han hecho que el uso de productos de polímero de hormigón proyectado de cemento para la reparación de defectos en los revestimientos del túnel en túneles de carretera activos rentable. La selección del tipo de proceso, y el material a ser aplicado es dependiente de las condiciones específicas para el acceso del túnel y el tiempo disponible para la instalación de la reparación. Shotcrete se prefiere a otros métodos de reparación ya que la reparación es monolítica y se convierte en parte de la estructura. El uso de hormigón proyectado es un proceso que permite la instalación rápida aplicación, y la facilidad de transporte dentro y fuera del túnel sobre una base diaria.
Esta sección sólo proporciona los procedimientos utilizados para delinear la extensión de las reparaciones a la camisa, y el trabajo necesario para poner en práctica las reparaciones de hormigón proyectado. Consulte el Capítulo 10 para una discusión más general sobre hormigón proyectado. Tabla 16-3 enumera los materiales más comúnmente utilizados para la reparación de los revestimientos del túnel.
| Aplicación | Dos componentes auto mortero de nivelación | Polímeros Proceso de hormigón proyectado húmedo | Dos componentes Mortero | Polímero de hormigón proyectado Proceso Seco |
|---|---|---|---|---|
| El Grado, arriba, abajo | sí | sí | sí | sí |
| En horizontal, | sí | sí | sí | sí |
| En vertical, | no | sí | sí | sí |
| Superposición del sistema | sí | No | sí | no |
| Reparación estructural | sí | sí | sí | sí |
| Nivelación de material | sí | sí | no | sí |
| Relleno: vacíos | no | sí | sí | sí |
| La profundidad máxima | 3 pulgadas | ilimitado | 1 pulgada / ascensor | ilimitado |
| La profundidad mínima | 1/2 pulgada | 1/4 pulgada | 1/4 pulgada | 1/4 pulgada |
| Extendido w / agregado | sí | No | sí | no |
| Abrasión | sí | sí | sí | sí |
| Buena fuerza de adherencia | sí | sí | sí | sí |
| Coeficiente de expansión compatible w / hormigón | sí | sí | sí | sí |
| Resistente a las sales | sí | sí | sí | sí |
| Alta resistencia inicial | sí | sí | sí | sí |
| Alto a la flexión | sí | sí | Sí | sí |
| Buena congelación-descongelación | sí | sí | sí | sí |
| Barrera de vapor | sí | No | no | no |
| Inflamable | no | No | no | no |
| El agua potable Ok | sí | sí | sí | sí |
| Abierto a las horas de tráfico 1-2 | sí | sí | sí | sí |
| Bajo el polvo de rebote | sí | sí | sí | no |
| Preenvasados | sí | sí | sí | sí |
16.4.2 Preparación de la superficie
La preparación de la superficie para la reparación de concreto requiere la eliminación de todo el concreto que ya sea por el uso de martillos de picar o el uso de hidro-demolición. Concreto en mal estado se retira hasta la profundidad total del concreto en mal estado.En los casos en cinceladores se utilizan, se ha encontrado que la limitación del tamaño de los martillos en peso es la mejor manera de controlar durante la excavación. La limitación del peso de los cinceladores con poco, a menos de 30 libras. (13,6 kg) se reduce el riesgo de excavación más de hormigón. Estos martillos son demasiado débiles para excavar concreto en exceso de 4,000 psi. (27.580 KPa).El uso de Hidro-demolición requiere pruebas en el lugar, en el inicio del proyecto para determinar qué presiones están obligados a excavar el concreto en mal estado sin necesidad de retirar el soporte de sonido (Figura 16-7).
Hydro-la demolición no se debe utilizar en áreas que el equipo eléctrico de la casa, los cables, o cualquier otro equipo mecánico que puede ser efectuada por el proceso de excavación. La zona a reparar no deben tener bordes de plumas, y debe tener un borde vertical de al menos 1/8 pulgadas de altura. Este hombro vertical es necesario para evitar astillamiento en el borde de la reparación nuevo.
Figura 16-7 sustrato después de Hydro-demolición, Jct Shawmut. Boston
Después de que el concreto en mal estado se retira, cualquier grieta fugas o juntas de construcción deben ser sellados antes de la aplicación de los revestimientos de acero de refuerzo y la gunita. Este sellado debe llevarse a cabo utilizando una lechada químico adecuado para el tipo y la magnitud de la fuga. En general solo lechadas de poliuretano de un componente son los más exitosos en sellando efectivamente la mayoría de las fugas del túnel. Consulte la Sección 16.3.2 para más información sobre las fugas de sellado.
16.4.3 Acero de Refuerzo
Una vez que el concreto en mal estado se ha eliminado, de acero de refuerzo debe ser limpiado y si una pérdida de sección es evidente que el acero de refuerzo dañado debe ser eliminado y reemplazado. Todo el óxido y la escala deben ser removidos de acero de refuerzo y los perfiles de acero expuestas de línea u otros elementos estructurales de acero. La limpieza es generalmente a una limpieza de grado comercial de metal blanco. Una vez limpiado el acero de refuerzo debe ser evaluada por la pérdida de sección y si la pérdida de sección es mayor que 30% un análisis debe ser realizada. Si los resultados del análisis indican que el revestimiento no tiene suficiente resistencia con el acero de refuerzo restante, entonces el acero dañado debe ser reemplazado. Acopladores mecánicos se utilizan en el empalme nuevo acero de refuerzo a los actuales. Acopladores mecánicos eliminar la necesidad de empalmes de vuelta en el acero de refuerzo y con ello reducir la cantidad de eliminación de revestimiento necesario para reemplazar el acero de refuerzo. (Figura 16-8)
Figura 16-8 Acoplador típico mecánico de Acero de Refuerzo
Después de que el acero se ha limpiado un recubrimiento debe ser colocado sobre el acero para proteger el acero contra la corrosión acelerada debido a la formación de una célula electrolítica. Numerosos productos existen para este propósito, incluyendo epoxi y revestimientos de zinc ricos. Zinc revestimientos ricos son más adecuados para esta aplicación debido al hecho de que no forman un enlace automático como lo hacen muchas epoxis. Esto es importante ya que estos materiales se aplican por el uso de un cepillo de pintura y es difícil evitar que la superficie de hormigón de forma accidental recubierta. La aplicación del recubrimiento rico en zinc se va a realizar dentro de las 48 horas de la limpieza y no más de 30 días antes de la aplicación del hormigón proyectado.
16.4.4 Reparaciones
Pequeñas astillas superficiales son reparados por el uso de un mortero modificado con polímeros parche mano como se muestra en la Figura 16-9. Mortero de mano parche es un polímero de envasados de mortero modificado que se aplica en capas de 1 a 2 pulgadas.Las áreas de conexión son generalmente menos de 2 metros cuadrados de superficie y requieren manipulación en el sustrato por el uso de "J" ganchos y mallas de alambre soldado o barras de refuerzo. Concreto en mal estado se elimina por cualquiera de una varilla de hidro-demolición o por un martillo astillado con un peso de menos de 30 libras, incluyendo bits. La limitación del tamaño de martillo prevé la eliminación de hormigón de resistencia inferior a 4.000 psi a la compresión y los límites sobre excavación ya que la energía martillo no es suficientemente fuerte para eliminar mayor fuerza de hormigón.
Aparte de las pequeñas reparaciones que utilizan los morteros de reparación, el material más utilizado es el hormigón proyectado (o específicamente de polímero modificado preenvasados fibrosa hormigón proyectado). La figura 16-10 muestra los detalles de las reparaciones de concreto típicos de profundos resquebrajamientos. Las discusiones sobre las reparaciones más profundas esquirlas se incluyen en la sección 16.4.5 Reparación de hormigón proyectado.
16.4.5 Reparación de hormigón proyectado
Como se discutió en el capítulo 10, hay dos procesos para la aplicación de hormigón proyectado; proceso seco y vía húmeda. Ambos procesos han estado en uso durante muchos años y son igualmente aplicables para su uso en rehabilitaciones túnel. El proceso húmedo crea un poco de polvo y es aplicable para su uso en los túneles, cuando el cierre parcial del túnel que permita el tráfico dentro del túnel durante el trabajo de reparación. El proceso seco crea polvo amplia y no es adecuado para el cierre del túnel parcial debido a la visibilidad limitada creada por el polvo.
La aplicación con éxito de hormigón proyectado, independientemente del proceso elegido se basa en la habilidad del nozzleman (Figura 6.11) (En el caso del proceso húmedo tanto el nozzleman y el obrero mezclando el mortero). Un programa de reparación exitosa requiere de la nozzleman y los demás miembros de la tripulación de hormigón proyectado para ser calificada y probada en el lugar utilizando maquetas de los tipos de áreas que deban ser reparados. Estas maquetas de cerca debe duplicar la forma y las superficies que deban ser reparados. Este programa de pruebas se utiliza a menudo para certificar la habilidad de la tripulación proyección de hormigón y proporciona mejor control de calidad durante el progreso de la obra. El programa de pruebas se desarrolla un entendimiento entre el Ingeniero, Propietario y el Contratista, que define un producto aceptable para el trabajo.
Una vez que los elementos de acero de refuerzo estructural y se han limpiado y revestido, malla de alambre soldado se va a colocar sobre el área a ser shotcreted (Figura 16-12). La malla se coloca a un plazo de 2 pulgadas del borde de la reparación. La malla de alambre está unido al refuerzo existente y al sustrato por el uso de "J" ganchos.
Figura 16-9 Reparación superficial Spall (FHWA, 2005b
Figura 16-10 secciones típicas de Reparación (FHWA, 2005b)
El propósito de la malla de alambre es ayudar en la acumulación de la gunita y para proporcionar una reparación monolítica que se convierte en parte de la estructura principal. La malla de alambre debe ser galvanizado en caliente después de la fabricación y es mejor si se envía a la página en las hojas en lugar de en una buena racha. Si malla epoxi se utiliza debe ser en hojas con el fin de eliminar el campo de retoque de los extremos cortados de la malla. El tamaño de malla de proceso seco es un 2 X 2 pulgadas y malla de proceso húmedo 4 x 4 pulgadas de malla. La malla más grande es necesario para el proceso por vía húmeda para evitar la obstrucción de la malla por el hormigón y por tanto la creación de huecos detrás de la superficie de la malla.
Figura 16-11 Nozzleman La aplicación de hormigón proyectado húmedo Proceso, USPS túnel de Chicago
Figura 16-12 Acero de Refuerzo para la reparación, Sumner Tunnel Boston
Después de toda la zona a reparar se llena con hormigón proyectado el material se deja curar durante 20-30 minutos, en cuyo momento se maestreado la mezcla y llana para el acabado deseado (Figura 16-13). Tratar de trabajar el hormigón antes de este momento se traducirá en el desgarro de la superficie y crea acabado muy difícil. Se debe tener precaución para controlar la velocidad de secado del hormigón proyectado desde los tiempos que aquí se puede variar dependiendo de las condiciones del viento y la humedad relativa.Después de la reparación se ha llana para el acabado deseado un compuesto de curado debe ser rociado sobre la superficie del hormigón proyectado nuevo para evitar el secado rápido. El fabricante del hormigón premezclado se recomienda un compuesto de curado más adecuado para las condiciones de la obra.
Figura 16-13 hormigón proyectado acabado, Shawmut Jct. Boston
16,5 inyección estructural de grietas
El agrietamiento es el defecto más común encontrado en los revestimientos de los túneles de hormigón. Aunque la mayoría de las grietas son el resultado de la actividad termal, hay grietas que son el resultado de las tensiones estructurales que no se contabilizaron en el diseño. Es importante señalar que las grietas también se producen como resultado de la contracción y esfuerzos térmicos en la estructura del túnel. Las grietas que presentan las tensiones térmicas no deben ser estructuralmente rebonded ya que sólo se moverá y volver a romper. Sin embargo, las grietas estructurales que se producen como resultado de movimientos estructurales, como la solución y se están moviendo ya no debe ser estructuralmente rebonded. Cualquier grieta siendo considerado para rebonding estructurales deben ser monitoreados para determinar si cualquier movimiento que está ocurriendo. Un análisis estructural del revestimiento del túnel se debe realizar para determinar si la grieta tema requiere reafianzamiento.
Hay tres tipos de resina suelen estar disponibles para la inyección de grietas estructurales en los túneles. Ellos son:
Resina de éster vinílicoAmine Resina
Resina de poliéster
Resina de vinilo éster es el tipo más común de resina utilizada para trabajos de reparación del puente y no suelen ser idóneas para el trabajo del túnel ya que la mayoría de grietas en los túneles estén húmedas o mojadas. La resina de éster de vinilo no se adherirá a la superficie de hormigón saturado y no estructuralmente Rebond una grieta húmeda o húmeda. Sin embargo, si la grieta es totalmente seco durante el proceso de inyección esta epoxi proporcionará una Rebonding adecuado del hormigón.
Resinas de amina y poliéster son más adecuados para la Rebonding estructural de grietas en los túneles. Ambas resinas no son afectados por la humedad durante la instalación y se enlace saturado superficie de hormigón. Las grietas con agua que fluye debe ser cuidadosamente inyectado y consejo del fabricante se debe obtener para asegurar la correcta instalación de la resina.
En todos los casos las recomendaciones del fabricante debe ser seguido para la inyección de resinas epoxídicas, particularmente en el caso de instalación por encima. La figura 16-14 ilustra una instalación típica de resina epoxi para el rebonding estructural de grietas en el concreto. El procedimiento para el reafianzamiento de albañilería y elementos de hormigón prefabricado es similar.
Figura 16-14 inyección típico crack Estructural (FHWA, 2005b)
16.6 Reparación de Revestimientos segmentaria
Como se discutió en el capítulo 10, forro de segmentos puede estar compuesta de uno, prefabricados de hormigón, acero o hierro fundido. Un revestimiento segmentaria es generalmente el revestimiento primario de un túnel. Los segmentos están bien atornilladas o enchavetado. Los trazadores de líneas sólo segmentarias que se afinan son los revestimientos prefabricados. Los problemas más comunes con los revestimientos segmentaria es la deformación de las bridas en el caso de los revestimientos de acero y fundición de hierro y de la esquina desprendimiento de segmentos prefabricados de hormigón. El desprendimiento de segmentos prefabricados y la deformación de las bridas de los segmentos de acero de hierro / fundido ocurre generalmente en la instalación o como resultado de daño por impacto de vehículos. Además, la oxidación a través de la placa de revestimiento de los segmentos de hierro de acero / fundición de vez en cuando ocurre.
16.6.1 Prefabricados de Hormigón Liner segmentaria
La reparación de resquebrajamientos en segmentos prefabricados de revestimiento de hormigón se realiza mediante el uso de un alto rendimiento mortero de reparación polímero modificado que se forma para recrear las líneas originales del segmento. En el caso de la junta segmento está dañado función de la junta de impermeabilización se restaura mediante la inyección de una lechada química de poliuretano como se describe anteriormente. Dañadas las conexiones de los pernos de dovelas prefabricadas de hormigón de revestimiento se reparan con cuidado quitar el tornillo y la instalación de un nuevo perno, arandela, junta de estanqueidad y tuerca. Los pernos deben ser apretados a la especificación original y con una llave de torsión.
16.6.2 Acero / hierro fundido de línea
La reparación de revestimientos de hierro / acero fundido varía según el tipo de material de revestimiento. De acero, si se hace después de 1923, se puede soldar hierro fundido, mientras que no lo es. Defectos comunes en estos tipos de revestimientos se deforman las bridas y la penetración del segmento revestimiento debido a la oxidación. Deformado bridas pueden ser reparados mediante la remodelación de las bridas con martillos o de calor. Los agujeros en los segmentos de línea de acero pueden ser reparados por soldadura en una nueva placa. Conexiones empernadas a menudo tienen la corrosión galvánica que es causada por el contacto de metal diferente y con frecuencia requieren toda la conexión atornillada a ser reemplazado. Cuando la conexión atornillada se sustituye una junta de aislamiento de nylon se utiliza para evitar el contacto entre el perno de alta resistencia y la placa de revestimiento. La figura 16-15 muestra la reparación de un segmento de acero oxidado a través de una conexión y reparado atornillada.
Figura 16-15 Acero Reparación de línea segmentada (Russell, 2000)
Reparación de emitidos segmentos de línea de hierro es similar a las de acero. Sin embargo, porque la fundición no se puede soldar la placa de reparación para el segmento se instala de soldadura de la placa de reparación para el hierro fundido o taladrado y roscado del segmento de línea y atornillar la placa de reparación para el segmento de revestimiento original. En algunos casos es más fácil para rellenar el área entre las bridas con hormigón proyectado. La figura 16-16 muestra un panel de prueba para el llenado de una placa de revestimiento con hormigón proyectado.
Figura 16-16 Cast Iron segmentaria del segmento Maquetas de llenado con hormigón proyectado, la MBTA de Boston
16.7 Reparación de acero
16.7.1 General de
Estructuras de acero se utiliza comúnmente en los portales de los túneles, el apoyo de los techos interiores, columnas, revestimientos segmentarias y como separadores para los acabados del túnel. Las reparaciones de elementos de acero es ser sitio específico y que se realizan de acuerdo con la norma adecuada (Figura 16-17). La Sociedad Americana de Soldadura Standard Código estructural de acero de soldadura AWS D1.1/D1.1 estructural Guía de Soldadura versión más reciente debe ser utilizada para la construcción de todas las conexiones de acero con costura. Las reparaciones de remaches y pernos deben cumplir con la especificación AASHTO.
Figura 16-17 de reparación de averías en el Steel Framing temporal Incline
16.8 Reparación Masonary
La restauración de los revestimientos de mampostería compuesto por arcilla de ladrillo o sillar (dimensión) de piedra consiste en el rejuntado de mortero de deficiente. Como se muestra en la figura 16-18, el rejuntado de las juntas de mampostería consiste en rastrillar la articulación hasta una profundidad de aproximadamente una pulgada (2,54 cm). Una vez que el conjunto ha sido rastrillado limpio y eliminar todo el mortero antiguo, las articulaciones se repointed con un mortero cemtitious, o un mortero de cemento que se ha enriquecido con un agente adhesivo acrílico.
Figura 16-18 Reparación de la Masonería típica
La sustitución de ladrillo de arcilla rota, apagada o se ha roto requiere un análisis detallado para determinar las causas y el alcance del problema. Una vez que el problema se identifica apropiadamente una técnica de reparación puede ser diseñado para la estructura en particular. Se debe tener precaución en la remoción de ladrillos rotos o dañados. La eliminación de numerosos ladrillos de cualquier sección puede hacer que el arco de la pared o al fracaso. Por lo tanto, es imperativo que cualquier trabajo de reparación de mampostería de ser realizada por personal competente con experiencia en la restauración de ladrillo y mampostería de piedra.
16.9 túneles de roca sin forro
Túneles sin revestimiento de roca revestidos no se requiere un revestimiento permanente de concreto, ladrillo o acero ya que el rock era suficiente fuerza competente y se ilustra con un refuerzo mínimo para mantenerse en pie. Estos túneles viales son por lo general muy corto de longitud. La mayoría tienen soporte que consta de varios tipos de refuerzo de rocas, que contiene los pasadores de roca, tornillos, pernos de roca de cable y otro refuerzo que se colocaron en varios ángulos para cruzar las discontinuidades en la masa de roca. Estos elementos de refuerzo de rock suelen variar en longitud de 5 a 20 pies de largo y se instalan y rellenado con resina o lechada de cemento. Por favor, consulte el Capítulo 6 para discusiones más detalladas sobre los distintos tipos de elementos de refuerzo de rock.
Elementos de rock de refuerzo, puede deteriorarse y perder fuerza debido a el ambiente corrosivo y la exposición típica en los túneles, y requieren de reemplazo e instalación de nuevos elementos de rock de refuerzo. La sustitución de elementos de refuerzo de roca requiere una investigación detallada de la geología estructural del túnel que se lleva a cabo por un ingeniero geólogo o ingeniero geotécnico que tiene experiencia en cartografía geológica y el análisis de rocas, como la estabilidad en el capítulo 6.
Otra de las causas más frecuentes de la necesidad de reparar los túneles sin revestimiento de roca es la caída de fragmentos de roca que con el tiempo se aflojan y se caen sobre la calzada. Hay muchas maneras de prevenir que esto ocurra, el más común de lo que es escalar (eliminar) todas las rocas sueltas en forma periódica desde el techo y las paredes del túnel por el uso de una retroexcavadora o carnero azada. Otros métodos incluyen la colocación de revestimiento de techo de acero, como un refugio, pernos adicionales de roca y malla de alambre para contener la caída de los fragmentos de roca y hormigón proyectado en las áreas de preocupación, como se muestra en la Figura 16-19 y Figura 16-20.
Figura 16-19 Roca del túnel con hormigón proyectado de reparación de pared y de línea del arco (I-75 Lima Ohio)
Figura 16-20 bulones de roca (espigas) Apoyo de línea, la I-75 Lima Ohio subterráneo
16.10 Consideraciones especiales para techos apoyados / Perchas
Numerosos túneles de carreteras en los Estados Unidos han suspendido los techos para facilitar la ventilación y en algunos casos la estética. Dichos límites están por lo general con el apoyo de ranuras en las paredes del túnel y por las barras de suspensión que se unen al revestimiento del túnel, ya sea por medio de insertos de molde en lugar o después de instalar anclajes (química) mecánicos o adhesivo. FHWA publicó un Asesor Técnico en el año 2008 con fuerza desalentar el uso de anclajes adhesivos para la permanente tensión continua o aplicaciones generales (véase el Apéndice I). Cualquier uso de anclajes adhesivos en los túneles de carretera debe cumplir con las directivas de la FHWA y otros códigos y reglamentos aplicables.
La inspección de estas suspensiones es importante para la seguridad del túnel y un programa de inspección rigurosa y periódica que tenga en cuenta la importancia y la redundancia es muy recomendable para mantener un nivel adecuado de confianza en su rendimiento a largo plazo.
Durante la inspección un método utilizado para verificar perchas están en tensión es por el "zumbido" de cada percha. Señal de una percha se hace al golpear con un martillo albañiles. Una percha de la tensión que vibre o suene como una campana después de ser golpeada mientras que un gancho que no está en tensión debido a una conexión u otros defectos no sonará. Perchas que presentan un defecto o falta de tensión debe ser inspeccionado de cerca y se analiza la idoneidad estructural. Ejemplos típicos de perchas y sus componentes se muestran en la Figura 16-21.
Figura 16-21 típica de suspensión Soportes para techo suspendido
La reparación de soportes de techo depende del tipo particular de defecto. Si la barra de suspensión, horquilla, enganche de remolque o pines de conexión están rotos o dañados que puede ser simplemente reemplazado con componentes similares que estén fácilmente disponibles en muchas fuentes, incluyendo la mayoría de los grandes minoristas de hardware de suministro (Figura 16-22).
Figura 16-22 hardware típico de suspensión de repuesto
La reparación de conexiones flojas en el arco del túnel es de interés primordial. La reparación se recomienda para fallidos anclajes adhesivos es reemplazarlos con rebajadas anclajes mecánicos ejemplos típicos de los cuales se muestran en la Figura 16-23.
Figura 16-23 típicos anclajes mecánicos Recorte
