韩斌斌
中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070
摘要：近些年，我国基础设施获得长足发展，但很多工程缺陷还不能避免，比如二衬拱顶空洞、砼不密实仍是隧道施工中不可避免的缺陷之一。本文重点探讨带模注浆技术在发育白云岩地质条件山岭隧道中的应用。
关键词：隧道；带模注浆；二衬缺陷
0引言
我国的隧道工程主要基于新奥法，采用光面爆破方式开挖，充分利用围岩的自承能力，合理设计初期支护、防水系统、二衬等维持洞室—围岩系统稳定是现在多数采用的山岭隧道施工工艺。
围岩发育时，二衬结构为隧道的最主要承载结构和结构防水，其安全性和可靠性对整个隧道工程至关重要。二衬拱顶部位因其特殊的位置和浇筑工艺，极易造成拱顶砼不密实甚至拱顶空洞，因此改进现有的治理措施具有重要的学术和现实意义。
本文依托具体工程，对隧道工程二衬台车加以优化，试应用带模注浆技术，针对性处治拱顶缺陷。
1 工程概况
京秦高速公路西起京秦高速平安成至遵化段终点下院寺枢纽互通，东至秦皇岛山海关区沟渠寨，线路全长165.154km，与京哈高速公路的并行，是京哈高速公路的辅助通道及重要补充，也是京哈高速暑期运输等紧急情况断交时的备用通道。
刘庄隧道，地处冀东山区，最浅埋深27m左右， “分离式+小净距”双洞布置，全长2092米，单洞净空14.75×5.0m，岩性以白云岩为主，呈灰白色，碎屑结构，薄层~中厚层状构造，局部溶孔溶隙较发育，溶洞零星分布。隧道区内抗震设防烈度7度，设计基本地震动峰值加速度为0.15g。
2 隧道二衬拱顶不饱满缺陷分析
由于模注砼施工工艺的局限性，二衬砼往往在拱顶位置与初支之间形成月牙形的间隙，其矢高一般常在0~30mm之间，是产生缺陷的高发部位，具体产生原因试析如下：
2.1.1隧道围岩较发育，在光面爆破实施过程中，爆破参数控制不理想，局部存在超欠挖现象，拱顶松散石块在重力或机械扰动下易发生超挖，造成拱顶局部衬砌厚度超厚，砼浇筑至拱顶超厚位置时排气措施不到位，在砼面形成空腔，造成拱顶砼欠饱满；
2.1.2砼性能不稳定，因运距、温度、原材外加剂质量等因素造成砼和易性不稳定，造成二衬砼流动性差，进而影响砼密实度，对拱顶位置影响尤其明显；
2.1.3二衬施工时，对砼填充二衬密实的时间判断不准确，设计砼浇筑量估计不足，提前结束砼的泵送浇筑，导致二衬与初期支护之间存在空洞，浇筑过程中泵送压力不足也易造成缺陷发生；
2.1.4二衬砼在凝固过程中收缩，造成二衬与初期支护之间出现缝隙，或者台车模板过早的拆除，拱顶砼在重力作业下发生沉降变形。
3带模注浆技术各参数优化
3.1施工工艺流程
模板台车改造→安设纵向注浆管→二衬砼浇筑→安装连接注浆管并制备浆液→注浆管依次注浆→纵向补充注浆→拆除模板台车→雷达扫描配合敲击检测验证。
3.2模板台车改造、注浆管布置
3.2.1每台模板台车纵向12.1m，在拱顶中心排布安装5组?32排气、注浆孔固定装置。
3.2.2纵向注浆管及排气管采用?15胶质软管，软管提前钻?3孔，钻孔沿纵向成对分布，间距不大于300mm，排气管与注浆管以不同颜色区分防止混淆，用10×10mm的不干胶封闭出浆孔，防止被砼封堵。注浆管采用防水板压条固定焊接于拱顶防水板上。
3.2.3径向注浆管利用固定法兰装置固定，与防水板接触端十字方向切除15×20mm通气孔，具体下料长度以保证二衬厚度及密贴防水板+20mm为准，正确安装定位后锁紧。
径向注浆管选用RPC（活性粉末砼）管代替PVC管或者钢管，原因如下：
（1）RPC管管壁厚，与防水板接触面接大，无锋边毛刺，强度刚度高，不会刺破防水板；
（2）RPC管为水泥基制品，与砼和注浆料结合性好，易于保证质量；
（3）RPC管在模板台车拆模时可以直接敲断，降低作业强度，提高作业效率；
（4）RPC管颜色与砼颜色相近，拆模后外观色泽一致。
3.3注浆材料
传统注浆选用水泥浆作为注浆材料，收缩率大，泌水性强，凝固后力学性能差，无法达到衬砌砼强度要求，与原浇筑砼结合性差，易造成二次空洞的发生。
带模注浆材料选用微膨胀高流动性早强砂浆，现场随伴随用，具有良好的流动性和可泵送性，抗泌水性能和抗收缩性能良好，终凝后强度高，与原衬砌砼能良好结合，适合用于二衬砼带模注浆作业。
符合注浆材料水料比在0.18～0.20范围内，其实测性能指标如表1所示：
.png)
表1 注浆料材料实测性能指标
3.4注浆设备
浆液搅拌机、注浆机、压力表等结合隧道施工工艺和工期要求合理配置，选择合理参数，配套生产能力按正常施工能力的1.3～1.5倍设置。注浆设备连接件包含注浆软管、连接套管、止浆球阀和快速接头。
3.5注浆时机确定
依据注浆材料与衬砌砼在不同时间点形成的结合体的试验抗压和抗折强度，分析确定不同注浆时间点的施工效果，结合砼质量验收标准进而确定注浆时机，分述如下：
3.5.1二衬砼浇筑0～4ｈ内注浆
衬砌砼初凝前注入注浆材料，注浆材料会与衬砌砼形成新的完整结合体，二者界面分隔不明显。该种新的结合体是在未经试验确认的第三种未知且配比不稳定的情况下产生，其是否满足隧道二衬耐久性高性能砼质量验收要求，没有相关的资料予以证明，故不予以采纳。
3.5.2二衬砼浇筑5～11ｈ内注浆
衬砌终凝前注入注浆材料，注浆材料会与衬砌砼在砼界面范围内形成部分新的结合体，二者界面分隔明显，但有小范围重合。原理同上，不符合验收标准要求。
3.5.3二衬砼浇筑12ｈ～脱模前2ｈ内注浆
衬砌砼终凝后，衬砌砼性能已稳定，在此刻注入注浆材料，会在空腔范围内形成独立实体填充，为纯物理结合，未产生新的结合部分，且经试验新的复合体试件的抗压与抗折强度满足设计要求，同时满足砼质量验收标准规定。
经过上述分析，最终确定带模注浆的时机为二衬砼浇筑完成后的12ｈ～脱模前2ｈ内。很多学者认为在衬砌砼初凝前宜尽快进行带模注浆作业，以提高注浆材料与衬砌砼的整体性，上述试验也确实印证了此观点，较早的注浆作业确实提高了试件的抗压和抗折强度。本方案暂选择在衬砌砼浇筑完成后的12ｈ～脱模前2ｈ内作为注浆作业的时间，待日后佐证材料充分后，再行讨论。
4带模注浆技术亮点
（1）浇筑衬砌砼前预先埋设RPC管，既可以与衬砌砼良好结合，浇筑过程中充当观察孔和排气孔，确认衬砌厚度满足设计要求，又可以不免在拱顶钻孔时打穿防水板，破坏防水体系；
（2）采用复合型微膨胀注浆材料，降低了泌水现象发生，避免形成二次孔隙，与衬砌砼结合性良好，提高衬砌砼的整体性；
（3）在衬砌台车的支撑下，可以适当提高注浆压力，充分填充衬砌空洞，提高缺陷修复质量；
（4）在衬砌施工不可避免的间隙时间完成注浆作业，不占用其他工序作业时间，现场适应性强，施工速度快，节省项目整体工期，具有显著的工期效益；
（5）在模板台车作业平台上完成注浆作业，作业条件较好，避免了在克缺作业时另行搭设作业台架，安全风险控制点较少，无需增加额外的安全防护投入，工艺相对简单，节省了工程造价，具有显著的经济效益；
5结语
二衬带模注浆有效解决了隧道拱顶砼不密实、空洞等缺陷，改善了克缺作业环境，大大提高该工序的综合经济效益和工期效益，为后续隧道衬砌施工提供了一定的参考意义。
参考文献：
[1]张文秀，张欢，何玉书.带模注浆新型铁路隧道衬砌台车施工技术优化[J].铁道建筑.2017.（5）：55.
[2]刘威威.隧道拱顶带模注浆施工工艺研究[J].河北建筑工程学院学报.2017（2）：35.
[3]贺兆鹏.单线铁路隧道衬砌拱顶纵向带模注浆技术研究[J].铁路工程.2019（8）：133.