隧道二衬带模注浆施工技术及质量控制浅析

引言

隧道二衬施工采用输送泵浇筑混凝土时因为拱部混凝土自重，容易导致隧道拱顶二衬拱顶空洞，在后续对二衬注浆时，很容易刺破二衬内防水板导致隧道二衬渗漏水。隧道二衬带模注浆施工工艺可以确保衬砌背部及时注浆密实，减少拱顶脱空及后续注浆对防水板的破坏。

1 工程概况

中铁五局机械化公司国道205沙县改线工程A5合同段琅口隧道位于沙县新桥仔一带，按双向四车道一级公路，设计行车速度80km/h进行设计。隧道净空10.25*5.0m，隧道左洞的起讫里程ZK7+485-ZK10+015，长2530m，隧道右洞的起讫里程K7+450-K9+996，长2546m，隧道最大埋深约358.5m，属长隧道。

本合同段施工左洞长1715m，右洞长1750m。共有2处人行横洞，2处车行横洞，4处紧急停车带。隧道围岩主要有明洞25m，Ⅴ级围岩410m、Ⅳ级围岩977m、Ⅲ级围岩2053m。

琅口隧道各类围岩二衬都采用C25防水混凝土。二衬厚度S5a型复合式衬砌为55cm，S4a型为40cm;S4b型为35cm;S3型为30cm;SJ4型为45cm;SJ3型为40cm;隧道二衬施工左/右洞采用的都是12m长整体式衬砌台车。二衬带模注浆孔深度设置与隧道二衬厚度必须相对应的调整。

2 二衬带模注浆施工工艺

隧道二衬带模注浆工艺是设计隧道衬砌台车时对其进行小范围改造，在衬砌台车拱顶中心线位置，沿台车纵向方向设置3根带模注浆孔，并安装注浆用固定法兰，在浇筑二衬混凝土前预埋注浆管，注浆管采用活性粉末混凝土（RPC），混凝土浇筑结束后及时从预埋注浆管处进行注浆。

二衬带模注浆主要工艺流程有：施工二衬前安装注浆孔→浇筑二衬混凝土→浇筑完毕3h后→注浆料拌制→压力注浆→注浆结束→3h后卸下注浆机软管→灌浆孔封堵→卸除定位法兰→拆移二衬台车→养护。

2.1 材料要求

隧道二衬带模注浆的材料为微膨胀性的M30水泥砂浆。设计配合比为水：水泥：砂=330:785:785，水灰比为0.42。

水泥：三明金牛水泥有限公司P42.5硅酸盐水泥。

砂：水美砂场合格机制砂。

膨胀剂：福建大成建材有限公司膨胀剂。

混凝土（RPC）注浆管：强度符合25MPa以上。

2.2 注浆孔位置要求

项目部在隧道12m整体式二衬台车设计时，就和二衬台车生产厂家沟通，在二衬台车拱部设置注浆孔3个，台车两端注浆孔距离侧端模为60-100cm。中间排气孔（注浆孔）安置在混凝土灌注口之间中心位置。

在设计二衬台车时布置注浆孔的位置，注浆孔位置可能和台车路桥隧道

隧道二衬带模注浆施工技术及质量控制浅析

邹青

中铁五局集团机械化工程有限责任公司 湖南 衡阳 421000摘 要：随着国家加大对基础建设的投入，隧道工程施工质量要求越来越高，对隧道二衬施工要求以及施工方式也在进行不断地改革与创新。

隧道二衬带模注浆施工工艺可以确保衬砌背部及时注浆密实。减少拱顶脱空及后续注浆对防水板的破坏。为了能够更好地在施工当中应用该技术，本文以国道205 线A5 标琅口隧道二衬带模注浆施工为例，分别从施工工艺、质量保证措施、安全保证措施角度进行分析和探讨。

关键词：隧道二衬施工；带模注浆；施工技术；质量控制DOI:10.19569/j.cnki.cn119313/tu.201830103

钢梁位置有冲突，这时应该将注浆孔位置进行适当的调整。具体布置见下图：纵断面布置示意图。

2.3 注浆孔的要求

注浆孔在隧道二衬整体台车模板顶部，开孔径为40mm的孔，四周保证圆顺。

在二衬台车开孔处焊接固定法兰，固定法兰四周采用满焊方式，防止漏浆或注浆时法兰脱落。在模板外侧固定法兰连接螺栓，法兰厚度1cm。台车模板固定法兰及注浆管定位法兰布置见下图所示。

2.4 施工准备

采用RPC径向预埋管作为注浆管，注浆管在二衬浇筑前安装到位。安装注浆管时需要测量防水板到法兰外口的实际深度。埋设长度为测量深度加两厘米为标准长度，并对RPC管埋入深度做好记录。

2.5 注浆料拌制

二衬带模注浆材料采用微膨胀水泥砂浆。水泥浆水灰比0.42；水泥砂浆拌制采用制浆拌浆一体机拌制，搅拌均匀后用注浆机进行注浆，注浆过程中浆液必须连续，拌制过程中严格按照配合比控制各种材料用量。

2.6 注浆压力表规定  注浆操作时，注浆机及注浆阀门下部各安装一只具有隔离膜的耐振压力表。注浆机压力表量程为10MPa，精度为0.2MPa，2.5级；注浆阀门下部压力表量程为4MPa，精度为0.1MPa，2.5级。

2.7 注浆规定

1）在隧道二衬混凝土浇筑完成3小时后才能开始注浆，最迟不得晚于二衬浇筑完后6小时。

2）注浆顺序：在拱部三个注浆孔，从已施工完二衬混凝土的一端开始，往二衬堵头方向依次注浆。

3）注浆结束标志：在二衬排气孔和端头模流出浓浆时结束注浆，若台车模板处出浆压力达到1MPa时仍未出浓浆时，需要及时更换排气孔再注浆，直至中间排气孔和端模排气孔流出浓浆时停止注浆。

2.8 封孔

注浆结束后，卸下注浆机软管，并将灌浆孔封堵密实。浆液初凝后卸除定位法兰，一般注浆后3~4h后卸除。

3 质量检查及验收

3.1 一般规定

1）隧道二衬带模注浆的质量检验分施工前检验、施工过程中和施工后检验。

2）施工前检验项目应全部合格后方可施工；施工过程中检验项目如出现不合格时，应分析不合格的原因，及时作出调整，整改验收合格后方可继续施工；施工后检验项目主要是作为注浆质量评定和验收的最终合格依据。

3）微膨胀注浆料保质期三个月，超过保质期不得使用。微膨胀注浆料贮存时须采取防潮防雨措施。

3.2 施工前检验

1）对RPC注浆管、微膨胀注浆料的产品合格证、出厂质检单及第三方检测报告进行进场核查。

2）对RPC注浆管、微膨胀注浆料进行进场检验。RPC注浆管的检验项目为外径、内径、管壁厚度、管体抗压强度、管体抗折强度；微膨胀注浆料的检验项目为细度、拌合物表观密度、出机流动度、90min流动度保留值、分离度、泌水率、塑性膨胀率、抗压强度（7d、28d）、抗折强度（7d、28d）、24h结合强度（7d、28d）、微膨胀注浆料与RPC管结合性。检验结果应满足本技术要求的相关要求。

3.3 施工过程检验

1）对RPC注浆管、微膨胀结合料进行日常检验。RPC注浆管的检验项目为外径、内径、管壁厚度；微膨胀注浆料的检验项目为细度、拌合物表观密度、出机流动度、90min流动度保留值、塑性膨胀率、抗压强度（28d）、抗折强度（28d）。每注浆10板对微膨胀注浆料进行一次同条件的28d抗压强度、抗折强度检验。检验结果应满足本技术要求的相关要求。

2）施工过程中应检查RPC注浆管的贯通性及完整性，如果折断或堵塞，采取有效措施予以解决。

3）施工过程中应检查RPC注浆管的可灌性，是否能注入结合料。对堵塞未能注入微膨胀注浆料的注浆孔应予以记录。

3.4 施工后检验

采用地质雷达进行无损检测（当对衬砌厚度或脱空检测结果有怀疑时，可采用局部钻芯破损的方法进行复核，复核结束后对破损部位进行及时修复），检验结果应满足设计要求。琅口隧道经过后期地质雷达检测和使锤子敲击判断，所有二衬质量均密室无空洞，符合设计要求和验收标准。

4 保证施工质量的纠正和预防措施

1、衬砌背后回填注浆采用M30水泥砂浆，其原材料质量必须满足设计、规范要求。各种浆液配合比一定严格按提供的配合比进行搅制，不得随便改变掺量。浆液搅拌一定要均匀，不得有结块现象。

2、预埋PVC管时应小心施作，以免将衬砌中的防水板捅破影响防水效果。

3、压浆孔应按压浆范围进行布置，必要时进行加密布孔，并根据需要适当的钻排气、排水、排泥浆的辅助孔，确保注浆质量达到要求。

4 、注浆压力应符合设计终压， 应小于0 . 5 M P a ， 持续10～20Min，不再进水泥砂浆可以结束；注浆后认真检查，所有注浆孔无漏注现象。

5、注浆过程中要做好施工记录，包括孔位、孔径、孔深、浆液配比、注浆压力、注浆量等。

6、施工完毕后注意机械的保养清理。

7、注浆过程中，应保持注浆管管路通畅，防止应管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。一台泵发生故障时，应立即换上备用泵继续注浆。

5 安全保证措施

1、施工台架应牢固稳定，台架上应满铺底板，周边应设置栏杆，台架上的人、料不得超过承载能力，作业时应设警示标志或专人防护；

2、高空作业必须严格遵守高空作业规定，施工人员要戴好安全帽和各种防护用品，确保施工人员的安全；严谨穿施工人员穿拖鞋、硬底鞋或赤脚上台架操作，严禁酒后作业；

3、车辆经过施工地段时，必须限速行使，车速不得大于5km/h；

4、每循环施工结束后必须将场地收整干净，做到场地整洁；5、施工用具堆放整齐，严禁将杂物堆放在正洞内影响出碴进料；

6、注意环保，严禁随意丢弃生活及生产垃圾，施工后留下的施工垃圾集中堆放、集中处理。

7、封堵好横向排水管口，使浆液不流入管内，防止横向排水管堵塞。

6 环保、水土保持措施

1、注浆应防止对环境的污染，在注浆施工期间及工程结束后，应对水源取样检查。当有污染时，应及时采取相应的措施。

2、施工中的废水应及时排入事先挖好的沉淀池，经达标合格后排入原有水渠或河道。

3、施工产生的废油、废弃垃圾应及时回收，集中处理。

4、注浆结束后，及时清理地面外漏的水泥砂浆。

5、钻孔施工时应尽量减少噪音，配戴好防尘面具，做好防护工作。

7 结语

本人通过国道205线A5标琅口隧道二衬带模注浆施工工艺、质量保证措施、安全保证措施等角度进行分析和总结，隧道二衬带模注浆施工工艺可以确保衬砌背部及时注浆密实，减少拱顶脱空及后续注浆对防水板的破坏效果显著，值得推广到其他隧道工程使用。

参考文献：

[1]王向锋.T梁预制施工质量控制要点[J].交通世界（建养·机械），2011.

[2]王伟捷.T梁预制工艺优化和质量控制[J].城市道桥与防洪，2010.