乐秋隧道出口二衬拱顶脱空预注浆施工技术

发表时间:2018/5/8   来源:《建筑学研究前沿》2017年第35期   作者:张振华
[导读] 二衬拱顶脱空预注浆施工技术在隧道的施工中的应用是非常广泛的。

中铁十二局集团第四工程有限公司
摘要:二衬拱顶脱空预注浆施工技术在隧道的施工中的应用是非常广泛的。由于二衬拱顶脱空的质量缺陷问题在实际的施工过程中较为常见,如何能够有效解决这一缺陷问题已经成为了控制隧道施工质量的重点。二衬拱顶脱空预注浆施工技术的应用能够有效消除隧道运行过程中存在的安全缺陷问题。本文对该项施工技术的应用进行了详细的分析,详细介绍了相应的控制措施,以供参考。
关键词:隧道;二衬拱顶脱空预注浆施工技术;应用

 
        1.工程概括
        乐秋隧道位于云南省大理州南涧县乐秋乡拉马苴村,全长4322m,单线铁路隧道。隧道出口工区承担正洞2223m施工任务,其中Ⅲ级围岩210m、Ⅳ级围岩810m、Ⅴ级围岩1203m。隧道衬砌类型主要有Vd型、Vb型、Ⅳb型、Ⅲwsa四种,其中Vd型、Vb型衬砌(拱墙)厚度为45cm,Ⅳb型、Ⅲwsa衬砌(拱墙)厚度为40cm,均为C40钢筋混凝土结构。
        该隧道地质复杂,围岩以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级为主,穿越砂岩、泥质粉砂岩夹灰岩、炭质泥岩及煤线等不同岩性,层间节理裂隙发育,岩层产状紊乱,岩体较破碎,地下水丰富,易发生突水涌水。
        2.二衬施工重难点分析
        2.1 混凝土坍落度过大,离析或泌水;混凝土坍落度过小,流动性差
        确认方法:现场由试验室主任杨剑带领试验员负责对C40混凝土坍落度进行测试,经过多次试验,发现测试结果均稳定在160~200mm之间,混凝土和易性较好,符合规范要求。这也说明现场混凝土品质能满足衬砌施工需要,偶尔出现坍落度较大、较小的,则考虑微调用水量、减水剂掺量等。
        结论:混凝土坍落度过大或过小、混凝土和易性差不是造成衬砌外观质量差的主要原因。
        2.2 台车、模板拼缝不严密,支撑不牢固
        确认方法:检查现场模板拼缝情况,发现面板上有5处拼缝不严密,检查该模板处对应已浇筑的衬砌混凝土面,发现确实出现了错台等缺陷;台车两侧钢端模与初支面之间采用木模拼装固定,如果该处不封闭严密的话,中埋式环向止水带位置处在混凝土浇筑过程中会产生漏浆,出现蜂窝麻面;同时如果台车两侧油缸丝杆没有撑到位的话,也会造成两侧矮边墙处漏浆。
        结论:台车、模板拼缝不严密,支撑不牢固是造成衬砌错台、蜂窝麻面等缺陷的主要原因。
        2.3 附着式振动器数量不足,布置不合规,没有采用逐窗振捣。
        确认方法:乐秋隧道出口正洞台车共安装了25个附着式振动器(功率1.5KW,作业半径1.5m),按照图1所示分布。
        由图1可知:第一层窗口以下位置不能有效覆盖,该处衬砌钢筋密集,仅依靠插入式振捣棒振捣,该处容易产生漏振现象,易出现色差、气泡、蜂窝麻面、砂线等质量问题;现场附着式振动器采用并联安装,用一个开关控制一层振捣器(即同一层左侧或右侧),混凝土浇筑过程中容易产生过振现象,易导致色差、泛砂等质量问题。
        结论:附着式振动器数量不足,布置不合规是影响衬砌混凝土色差、气泡、蜂窝麻面、砂线的主要原因。
        2.4 模板打磨不彻底,未按要求喷涂脱模剂
        确认方法:对台车面板进行检查,发现八分台等死角处打磨不彻底,表面仍有遗留的水泥浆体,脱模时该位置容易导致缺棱掉角;面板之间衔接位置模板表面应喷涂脱模剂,现场却使用柴油涂抹,导致混凝土表面明显色差。
        结论:模板打磨不彻底,未按要求喷涂脱模剂是导致拆模缺棱掉角及色差的主要原因。
 
图1  正洞台车附着式振捣器布置图
        2.5 浇筑方法落后,没有采用逐窗、分层浇筑
        确认方法:当前,昆明铁路局、滇西指挥部大力推行“三逐、两振、两孔”施工工艺(三逐:逐层浇筑、逐窗振捣、逐板注浆;二孔:拱顶均匀分布两个孔浇筑;二振:边墙以插入式振捣器为主,附着式振捣器为辅;拱部以附着式振捣器为主,插入式振捣器为辅),但是目前由于施工人员衬砌施工能力仍然停留在“单窗浇筑”水平,即从台车第一层窗口到拱顶都是每层单窗浇筑,对新工艺所要求的现场浇筑要素布置处于摸索、更新阶段,再加上此种新工艺对混凝土品质要求较高(要求泵送混凝土流动性好,并且不离析),所以导致施工时混凝土浇筑时间延长,施工冷缝较明显,衬砌外观质量差。
        2.6 拆模时间过早
        确认方法:为满足衬砌安全步距要求,现场一般在混凝土浇筑完8h后即混凝土强度达到8MPa以上时开始拆模,这样在正常情况下不会产生粘模或落顶的问题,但当混凝土水胶比大,外界气温突然降低时就会产生轻微粘模现象,导致混凝土表面出现气泡和砂线。
        结论:拆模时间过早导致外观质量差只有在混凝土水胶比大,外界气温突然降低时才产生,所以不是主要原因。
        2.7 便道较长、运距远对混凝土品质造成影响
        确认方法:从我部拌合站搅拌混凝土输送至施工现场,至少需要30~40min时间,表面看便道长、运距远导致混凝土衔接不上,进而影响混凝土品质,事实上每板二衬浇筑时均配置了至少3台罐车,每个罐车上均配置了一桶应急减水剂,所有便道均采用泥结碎石填筑、碾压,能保证罐车正常输送。
        结论:便道较长、运距较远对混凝土品质能造成一定影响,但不是导致衬砌外观及质量的主要原因。
        3.二衬注浆控制措施
        3.1检测方法
        一般情况下,主要采用的检测方法为直接观察以及地质雷达无损检测的方式。直接观察就是在拆除二衬端头的模板之后,对端头注浆管及其附近浆液的充盈度进行合理的观察,要检测浆液是否将空隙全部充填。地质雷达无损检测主要是在台车移开之后使用地质雷达进行二衬拱顶的扫描,要根据扫描的结果进行分析,确定是否仍旧存在脱空的情况,之后要根据扫描的结果确定后续的处理方式。
        3.2质量控制措施
        注浆的材料必须要充分满足试验的要求,严禁使用过期的水泥。对浆液要进行充分的搅拌,对于没有均匀搅拌的浆液,一定不能进行使用。注浆时要时刻注意压力以及流量的变化,对于存在的异常状况,要及时进行处理。保证注浆的连续性,若是注浆泵发生故障,要立即进行更换。同时也要保证过注浆管路的畅通,以此避免出现堵塞影响施工的情况。对于注浆的效果要进行严格的检测,保证其能够符合规定的要求。要做好注浆的记录工作,对于注浆的效果要进行分析。注浆结束之后,要对注浆泵以及管路进行清洗,以此来保证注浆工作的顺利进行。
        3.3安全控制措施
        在实际的施工阶段,工作人员要充分做好防护措施。注浆管路可以采用耐高压的材料,同时也要设置防护措施,避免出现管路爆裂伤人的情况。孔口管以及止浆阀要保证其安装的牢固性,禁止施工人员站在其冲出方向前方。要充分注意机械设备的使用工作,同时也要保证其用电的安全性能,严谨拆卸设备。对于高空的作业情况,要保证其符合相关的施工规定,要做好安全防护措施,防止施工人员高空坠落。若是出现管路堵塞的情况,要及时查找原因,妥善进行处理,禁止拆卸管路,出现浆液喷出伤人的情况。
        4.结束语
        乐秋隧道出口通过拱顶预注浆施工技术的应用,有效解决了二衬背后脱空的质量缺陷问题,与传统的注浆方式相比,其具备良好的使用优势。主动纵向的注浆方式其注浆口要设置在顶端,注浆管要沿着二衬的长度通长布置,在二衬混凝土浇筑结束之后,立即进行注浆,保证空隙的填充效果。注浆的施工充分利用好台车作业,以此来节约的资源投入,提升施工的经济效益。
参考文献
[1]游关军.铁路隧道二衬自注浆预防拱顶脱空技术研究[J].四川水力发电,2017,36(a02):11-13.
[2]李文杰.浅谈隧道二衬拱顶脱空的成因及其防治措施[J].城市建设理论研究:电子版,2014(7).
[3]蒲守东.防止隧道二衬拱顶脱空施工技术[J].工程技术:全文版,2016(5):00081-00081.
 

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