隧道二次衬砌拱顶带模注浆施工技术应用

隧道二次衬砌拱顶带模注浆施工技术应用

发表时间：2019-04-26T16:07:20.390Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第36期作者：苏舫[导读] 以新建重庆铁路枢纽东环线回龙湾隧道带模注浆为背景，通过在二衬台车上预留注浆孔的措施，在混凝土浇筑完成后2-4 小时后，对拱顶范围内进行注浆，介绍了铁路隧道二衬拱顶带模注浆孔的布置、注浆要求、注浆材料性能及注浆工艺等施工技术。中铁二十局集团第三工程有限公司重庆 401121 摘要：以新建重庆铁路枢纽东环线回龙湾隧道带模注浆为背景，通过在二衬台车上预留注浆孔的措施，在混凝土浇筑完成后2-4 小时后，对拱顶范围内进行注浆，介绍了铁路隧道二衬拱顶带模注浆孔的布置、注浆要求、注浆材料性能及注浆工艺等施工技术。解决了隧道

二衬混凝土拱顶脱空、不密实等质量问题，避免了传统拱顶二衬后期回填注浆液与衬砌混凝土出现连接不牢靠的问题，使衬砌结构整体性更好，为类似隧道二衬混凝土拱顶脱空问题处理提供借鉴。

关键词：隧道；二次衬砌；带模注浆；施工技术

1 工程概况

重庆铁路枢纽东环线回龙湾隧道为单洞双线客货共线电气化隧道，全长4350 米，设计速度160 千米/小时。隧道位于低山丘陵区，线路走向大体与山体走向平行。二次衬砌混凝土标准段为每12 米一段，共计分363段。隧道分为进口工区、斜井工区、出口工区共计四个工作面施工，每个工作面配一台12.1 米长全自动液压式钢模台车作为二衬混凝土模板。

2 二衬混凝土背后不密实及脱空的原因分析

长期以来二次衬砌混凝土拱顶与防水板之间出现的脱空及不密实等难题，严重影响衬砌混凝土的质量和行车安全。主要原因如下：

1、混凝土收缩造成脱空

2、泵送压力不足或混凝土流动性不差未浇筑满

3、拱顶泵料管口未更换位置

4、防水板松弛度控制不到位

5、初支平整度差、杂物未清理干净初支面初喷不平整

6、现场施工管控因素

7、拌合站距离现场较远，最后补方时没能及时连续泵送，等待时间过长，已浇筑混凝土坍落度损失较快，新来混凝土泵不上去，不能打满模板形成空洞。

随着科学技术的发展，采用雷达扫描完全可以解决空洞的位置及大小问题，但如何快速、有效低成本解决问题，一直都是行内不断研究和探索的问题。

3 二衬混凝土带模注浆施工原理

通过对二衬台车进行改造，在台车模板中心线位置沿台车纵向方向布设一定数量的排气孔、注浆孔，并安装注浆使用的法兰，在混凝土浇筑前进行预埋RPC注浆管，待混凝土浇筑结束2-4小时后，从预埋注浆管处进行注浆。从而解决空洞和传统衬砌后回填注浆液与衬砌混凝土“两层皮”的现象。

4 施工工艺及方法

4.1 施工工艺

拱顶带模注浆施工的主要流程为：二衬台车定位-安装注浆管-二衬砼浇筑-安装注浆管并制备浆液-注浆-拆卸、脱模-养护-无损检测。

4.2 二衬拱顶带模注浆施工方法 4.2.1 注浆孔数量及位置

二衬台车长度为12.1米，设置3个注浆孔，注浆孔的孔径为32毫米。两端注浆孔距离端头模边缘为2.0米，中间孔距离两端孔为4米，沿衬砌方向分别编号为1#孔、2#孔、3#孔，2#孔和3#孔同时作为排气孔。

5.2.2 端头模采用对夹钢模固定止水带，通过木楔密实固定，并留排气孔。

5.2.3 安装注浆管、排气管顶住防水板改造后的二村台车就位后，将准备好的RPC注浆管（排气管通过预留孔进行“试穿“量测，确定注浆管（排气管）的安装长度和检测二村厚度是否满足设计要求，具体标准以注浆管（排气管）顶住防水板长度+2厘米为准，裁切注浆管多余部分，并与防水板接触部位切出十字槽口深度为5毫米。

4.2.4 浇筑混凝土并观察预埋管出浆.二衬混凝土应对称浇筑，左右两侧混凝土面高差不得超过0.5米，前后高差不得超过0.6米，混凝土浇筑应逐窗逐层自模板窗口灌入，由下向上，对称分层，倾落自由高度不超过2米。浇筑拱顶混凝土时，注浆管作为观察口，看混凝土是否浇到拱顶，以预埋管是否溢浆为准。

4.2.5 注浆液制备及带模注浆，拱顶注浆原则上按照从低端往高端开始注浆，每个衬砌段拱部由l#孔依次向2#孔和3#孔注浆，二衬混凝土浇筑完成2-3小时后进行，注浆材料采用微膨胀结合注浆料。浆液要求连续拌制，拌制过程中严格监控材料用量，确保浆液的质量。

4.2.6 观察压力表和排气孔出浆。带模注浆采用纯压式注浆，注浆设计压力0.5-1.0兆帕。在注浆过程中，当短时间内灌入量很大，压力应及时降低、注浆结束标志以排气孔流出浓浆即结束注浆，若台车模板处出浆压力达到1.0兆帕，仍未出浓浆，应更换注浆孔。注浆结束，卸下注浆机软管，将灌浆管孔封堵密实。浆液初凝后切除RPC管。

5 带模注浆质量保证措施 5.1 预埋RPC注浆管要确保严格按照规定位置和长度埋设，管口切口的形状和部位要精确。

5.2 进行拱顶混凝土施工时要观察RPC注浆管是否流浆，如果流浆证明二衬混凝土灌注基本饱满，可以有效减少注浆量。

5.3 待二衬拱顶混凝土浇完后尽可能在4小时内即混凝土初凝前开始注浆，并在混凝土浇筑后6小时内注完，这样才能充分保证注浆料与二衬混凝士的紧密结合。

5.4 模板台车设置的3个注浆孔都要注浆，并且要等到排气孔和台车开放端头的最高位置全部流出浆液后，才能判定浆液注满。

5.5严格将浆液水料比控制在0.18-0.20范围内，水加多了影响强度，加少了影响施工效率。

5.6 严禁使用强度低于二衬混凝土强度的水泥浆及不合格的注浆料。

5.7 注浆过程中随时检查盲管是合流浆，如果流浆应立刻停止注浆，査找原因，分析是否是防水板破损，浆液穿过防水板流入盲管。

5.8 注浆作业应由专业注浆队伍实施，二衬和注浆班组分开考核，由注浆倒逼衬砌混凝土施工，才能从根本上减少二衬混凝土不密实和脱空的现象发生。

6 小结

新建重庆铁路枢纽东环线回龙湾隧道二衬施工已经浇筑完成1650米，均采用带模注浆施工技术，通过雷达检测未发现衬砌背后脱空及空洞。此方案能够快速有效的解决二衬混凝土不密实和脱空的质量问题，使衬砌结构整体性更好。有效地降低了铁路在运行过程中发生掉块和渗漏水的风险，更好的保障了铁路运营安全，为类似工程施工提供借鉴作用。

参考文献

[1]TB10417-2018.铁路隧道工程施工质量验收标准[S].2018

[2]TZ 204-2008.铁路隧道工程施工技术指南[S].2008