隧道衬砌拱顶带模注浆施工技术要点

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点击次数:  更新时间:2017/12/09  【打印此页

        为提高铁路隧道衬砌质量,防止运营过程中出现隧道拱顶混凝土掉块现象,采用隧道拱顶带模注浆施工技术,即通过对衬砌台车进行改造,在衬砌台车模板中心线位置沿台车纵向方向设置一定数量的注浆孔,并安装注浆用固定法兰,预埋活性粉末混凝土(RPC)注浆管。混凝土浇筑结束后及时从预埋注浆管处进行注浆,该施工技术不仅简化了传统注浆工艺,而且显著提高了注浆的质量。

        1、带模注浆工艺原理及特点
        1.1 RPC注浆管工艺原理及特点
        注浆管采用RPC管,与衬砌混凝土粘结性能好;在灌注混凝土和注浆时,该管的作用主要有4个:
        (1)预判拱顶衬砌厚度。
        (2)作为混凝土是否灌注饱满的标志。当所有的管口流出混凝土浆液时,判定拱顶混凝土已灌注饱满。
        (3)可以作为排气孔、观察孔。
        (4)在混凝土灌注完成后可及时带模注浆。
        1.2 隧道拱顶带模注浆工艺原理及特点
        在衬砌台车拱顶设置注浆孔、排气孔及观察口,并在衬砌台车上安装注浆管、排气管等。安装注浆管并固定,在开口处安装法兰,在法兰内安装注浆管并固定。在衬砌混凝土浇筑时,该注浆管的作用就是观察口。带模注浆是在衬砌混凝土浇筑结束后及时注浆,由于有台车保护可采用较高的压力(高达1.0MPa)进行注浆,注浆材料与衬砌混凝土结合成整体,提高衬砌结构的整体性,在短时间修复各种混凝土空洞及缺陷。一般情况,注浆在混凝土浇筑完即可开始,注浆施工时间2h左右,不占用隧道任何作业工序时间。注浆管采用RPC注浆管,RPC管为高性能水泥基材料,与混凝土粘接性能良好,且本身强度高,易于切割,便于衬砌台车脱模。注浆料采用各项指标达到或优于衬砌混凝土性能的充填砂浆,同时具有良好的流动性和可泵送性,微膨胀,可施工时间长,不泌水不收缩,凝结后强度高。注浆采用专用的制浆注浆一体机,机器泵内高压力可达4MPa,且设备走行及操作方便,作业强度小效率高。
        2、衬砌拱顶带模注浆施工要点
        2.1 作业准备及技术要求
        2.1.1 作业准备
        (1)制定施工安全保证措施,提交应急预案。
        (2)对施工人员进行技术交底与施工安全交底,对参加施工人员上岗技术前培训,考试合格后持证上岗。
        (3)做好现场劳动力组织,准备好各种施工机械,并保证施工设备机具的良好使用性,性能满足施工要求。
        (4)各项施工材料准备齐全,并按规定进行检验合格后方可投入现场使用。

        2.1.2 技术要求

        (1)拱顶带模注浆采用拱顶预埋RPC管进行注浆。
        (2)制浆及注浆设备选用拱顶带模注浆一体机。
        (3)注浆材料采用专用微膨胀结合砂浆料,水料配合比初步选定为0.18,施工中根据工艺试验总结参数具体确定。
        (4)拱顶带模注浆时间为衬砌砼浇筑完成后2小时内,砼初凝之前进行。
        2.2 施工程序及工艺流程
        拱顶带模注浆施工步骤如下:
        (1)安装PRC注浆管并顶紧防水板。根据衬砌几何要求使改造后的模板就位后,将准备好的PRC 注浆管(兼做排气孔、观察孔)通过改造后的预留孔处进行“试穿”量测划线,确定检测衬砌厚度是否满足设计要求,具体标准以PRC注浆管顶住防水板长度+2cm为准。
        (2)记录PRC注浆管埋入深度。安装注浆管定位法兰,固定法兰与定位法兰之间放置密封胶圈,拧紧避免漏浆,将PRC管穿入顶紧防水板,RPC管下料长度以顶住防水板外漏+2cm。
        (3)注浆液制备及带模注浆。拱顶注浆原则上按照从低端向高端开始注浆。衬砌混凝土浇筑完成后及时进行注浆,注浆材料采用微膨胀水泥浆,水灰比6∶10;注浆采用拱顶带模注浆一体机进行操作。浆液要求连续拌制,拌制过程中严格监控材料用量,确保浆液质量。
        (4)观察压力表和排气管出浆。注浆结束标注以排气孔和端头模板流出浓浆即结束注浆。若台车模板处出浆压力达到1.0MPa,仍未出浆,应更换注浆孔注浆,直至中间排气孔和端模排气孔流出浓浆3-5s时停止注浆。
        (5)注浆结束,关闭球阀,卸下注浆软管。浆液初凝后卸掉定位法兰。
        3、施工质量控制措施
        通过对隧道二次衬砌拱顶空洞质量病害原因分析发现,有些现场技术管理人员对隧道衬砌实际需要的混凝土数量不清,造成混凝土供应量不够,实际衬砌在未浇筑满的情况下停止,混凝土施工配合比中水灰比偏大,混合料坍落度大,混凝土振捣不密实,混凝土自重下沉,混凝土收缩徐变等,均可能产生空隙形成空洞。根据隧道拱顶空洞形成原因,首先要加强隧道衬砌封拱顶工艺水平,确保满足衬砌混凝土设计厚度。其次采取带模注浆新技术,按照要求提前做好注浆准备工作,严格控制好注浆压力、注浆流量,满足注浆结束标准及结束注浆要求。再次,做好隧道施工管理的标准化、规范化,保证全工序工艺达标,从而从施工工序工艺源头上预防隧道拱部衬砌厚度不够、拱顶出现空洞等质量病害。
        隧道衬砌拱顶带模注浆工艺能在施工中有效的提高注浆的质量,使衬砌整体结构性更好,该工艺使用高性能的微膨胀充填砂浆,一次性的解决衬砌施工缺陷,具有显著的综合经济效益,能够大量节省后期成本,其操作简单、不占用正常衬砌时间、加快工程进度、综合施工成本较低,并在施工中能让工人更容易掌握该施工方法。