隧道建设中的二衬带模注浆施工技术--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

隧道建设中的二衬带模注浆施工技术

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：程进刚

[导读] 摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，隧道工程建设越来越多。

        中铁三局集团第五工程有限公司山西晋中 030600
        摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，隧道工程建设越来越多。在隧道建设过程中，二次衬砌是重要环节之一。鉴于此，本文选取其中的二衬带模注浆施工技术作为研究对象，探讨了在既有衬砌台车的设计改造过程中的施工亮点、具体的施工操作流程及施工要点，并提出了几点质量控制措施。
        关键词：隧道施工；二衬带模注浆；二衬台车
        引言
        进年来，由于新型拱顶带模注浆具有使注浆体和二衬成为一个完整的整体，能够修补端模混凝土的孔隙等优点，已成为解决二衬脱空研究的热点。但大多数学者都关注新型拱顶带模注浆技术的现场施工操作要点，而对重要的施工参数，注浆时间、注浆压力、现场注浆对未终凝的二衬混凝土的影响研究较少。注浆时间过早，拱顶混凝土会由于自重再次形成脱空，注浆时间太晚，注浆体与二衬不能形成一个完整的整体。注浆压力太小注浆料不能较好的深入二衬混凝图中，注浆压力太大又会对为终凝的混凝土造成一定的损伤，如何选取合适的注浆时间和注浆压力成为研究的重点。
        1技术原理及优势
        对现有的二衬台车进行改造，在台车模板上设置垂直注浆孔、排气孔，焊接注浆孔固定法兰盘，安装SM-RPC注浆管，并在二衬混凝土初凝后进行预注浆作业。台车改造后，可不拆除二衬挡头模板进行注浆作业，并将注浆管作为观察口对混凝土的浇筑情况进行观测，通过观察拱顶混凝土浇筑是否密实，预埋管是否有泌浆等情况，有效的将衬砌拱顶浇筑“隐蔽”的“缺陷”工程变为“显而易见”的“可靠”工程。二衬台车改造后，通过带模注浆可有效保护二衬混凝土不被损坏，简化预埋管及注浆工艺，并结合拱顶二次注浆对工装装备进行改进，应用高性能充填砂浆，不仅能对空洞进行有效充填，而且能对混凝土的质量通病进行弥补和修复，防止发生拱顶脱空、混凝土不密实以及裂缝等质量问题，大大降低运营时隧道衬砌发生风险的几率。
        2二衬脱空原因分析
        隧道二衬发生背后脱空的主要位置集中在拱顶及侧壁、拱腰等部位。从此类缺陷常发部位在隧道横断面上的空间分布规律分析，总结得出以下几个主要成因：（1）在施工至拱顶时，因拱顶初支平整度差表面凹凸不平，或台车挡头板排气孔堵塞，混凝土将部分空气挤压至狭小密封空间内无法排出，造成空隙。（2）在混凝土浇筑到拱顶位置时出现灌注管堵管，施工人员未仔细排查现场情况，错误认为已经灌满，停止灌注，造成脱空现象。（3）二衬拱顶混凝土灌注完成后急于拆管，混凝土未初凝，受重力作用而下沉，造成灌注孔处脱空。（4）二衬浇筑过程中混凝土供应不连续，中途间隔时间过长，造成局部位置混凝土失去流动性或初凝，后续混凝土无法填补空隙造成脱空。或因混凝土振捣不到位，排气不充分，造成混凝土不密实。（5）防水板铺设未预留足够的松铺系数，导致二衬混凝土时，防水板不能与初支面密贴，造成防水板背面出现空隙。（6）混凝土配合比不良，水灰比过大、坍落度过大等性能缺陷造成混凝土凝固收缩变形过大，导致空隙。
        3二衬带模注浆施工工艺流程
        3.1二衬台车改造
        每一台台车都需要预留出排气孔和注浆孔的位置，其数量为5个。固定装置有两种：一种是套丝式，另一种是法兰式。将前者安装在搭接端，数量为1，将后者安装在挡头端，数量为2，在中部的位置也安装这两种固定装置，每样各1个，可重复使用。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        3.2安装RPC注浆管
        台车改造完成就位后，将准备好的SM-RPC注浆管通过改造后的预留孔处进行“试穿”量测，确定RPC注浆管的安装长度，然后，对二衬厚度进行检测，检查其是否满足长度要求：即RPC注浆管顶住防水板长度+法兰长度（7cm）+2cm。
        3.3灌注浆液
        注浆机安装完成后将注浆管与注浆机连接好，排除管内空气和水，配置好水泥砂浆并调整好注浆压力后方可启动注浆机开始注浆。正式注浆施工前应先进行注浆试验，根据试验结果调整注浆压力、浆液配合比、稳压时间等注浆参数。二衬背后脱空注浆时，沿隧道纵向应由下坡方向向上坡方向进行，沿隧道横向应按先边墙再侧墙最后注拱顶的顺序进行。单个脱空区注浆时按先下后上分层注浆的顺序依次进行。注浆过程中，应关闭相邻孔位的注浆阀门，防止浆液溢出。注浆压力一般控制在0.2～0.5Mpa之间，注浆终止压力控制为0.5MPa。注浆施工过程中，密切观测注浆压力和浆液流量变化。当注浆压力逐渐上升，浆液吸收逐渐减少，直至达到设计终止压力，并稳定5min以上，浆液吸收很少或不再吸浆时即可结束该孔注浆。
        3.4混凝土浇筑
        二次衬砌施工时，浇筑混凝土需要对称进行，左右浇筑的高度差要控制在0.5m以内，前后的浇筑高度差需控制在0.6m以内。拱顶部分浇筑施工时，观察口要选在注浆管处，灌注混凝土时分为以下两种情况：①灌注1个孔时，该孔与搭接端头的最远距离应控制在4.5m；②灌注3个孔时，起点应为搭接端，终点应为挡头端，顺序灌注，不得跳跃。灌注混凝土时，要及时观察竖向排气管和挡头部位，看其是否出现出浆现象，并将其间歇时间记录下来。
        3.5堵孔
        注浆结束后应及时封堵注浆孔。为防止浆块掉落，影响形成安全，将孔口凿成内大外小的楔形进行封堵。用人工手工凿出10cm长×10cm宽×8cm深的楔形孔，孔底掏凿为13cm×13cm方形扩大空间。孔口凿完后，将孔内清洗干净，将Ф4mm钢筋圆环网片焊接在注浆钢管上以防砂浆掉块。注浆孔采用与二衬混凝土同强度的膨胀水泥砂浆进行封堵，膨胀剂物理性能指标应符合《混凝土膨胀剂》（JC476-2001）建材行业标准。
        4施工注意事项
        （1）注浆补强施工前，应严格检查用电线路和各类设备的电器部件，确保用电安全，施工中保持用电线路规范，遵守操作规程；（2）对浆液搅拌机、压浆机、进浆管、压浆管应随用随洗，保障及时清洁，防止堵塞。对机械设备要经常检查维护，提前发现问题，及时处理，防止施工过程中停机停料，保障注浆施工顺利连续进行；（3）注浆施工操作平台应搭设稳固、规范，做好临边防护措施，支架架体应设置明显反光标志、限速牌和安全警示标牌，洞内车辆原则上远离支架行驶，确需靠近架体通过时，必须有专人指挥并减速慢行，防止碰撞支架；（4）施工过程中，作业人员必须佩戴安全帽、防尘口罩、防尘眼镜，使用胶皮手套，在支架上操作时系好安全带并正确挂设。注浆作业人员注意站在注浆管侧面，避免浆液飞溅伤人；（5）注浆管必须牢固锚固在注浆管内，外接阀门必须焊接牢固并设置保险扣，防止注浆管接头意外脱落伤人。
        结语
        综上所述，本文介绍的带模注浆施工在隧道施工过程中可以起到简化施工环节、提高施工效率的作用。在使用该技术时需把握好二衬衬砌的关键环节，以确保施工的顺利开展。值得注意的是，本工程所使用的注浆材料虽然性能很好，但是投入的资金较大，并且目前尚未发现物美价廉的替换材料。
        参考文献：
        [1]中国地震动参数区划图GB18306—2015[S].北京：中国标准出版社，2016.
        [2]高换莲.带模注浆技术在大断面黄土隧道衬砌施工中的应用[J].太原城市职业技术学院学报，2018（7）：152-153.
        [3]王立川，周东伟，吴剑.铁路隧道复合衬砌脱空的危害分析与防治[J].中国铁道科学，2011，32（5）：56-63.