公路隧道脫空防治帶模注漿施工技術

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摘要：如何治理隧道二次襯砌拱頂脫空的通病并保證質(zhì)量，是建設者迫切需要解決的問題之一。文章以實際公路隧道工程為例，將帶模注漿技術應用到隧道建設中，并對該技術展開了詳細研究，通過對應用效果的分析可知取得了良好的施工效果。

關鍵詞：公路隧道；二襯脫空；帶模注漿

1工程概況

本文研究以公路隧道的實際情況為基礎，具體對東天山特長隧道工程進行探討。該隧道全長11775m，隧道1#斜井長2354.33m（包含聯(lián)絡通道）。整段隧道的圍巖等級為Ⅲ級、Ⅳ級和Ⅴ級，隧道進口洞口永久邊坡的坡率為1：1.5，而洞門及明洞段臨時邊仰坡的坡率則為1：1.25。同時，施工人員須在明暗洞分界里程處設置2環(huán)Φ50mm超前小導管超前支護。對二襯注漿時，拱頂空洞會使二襯內(nèi)防水板被刺破，從而導致漏水。為盡量避免這種情況的發(fā)生，施工人員通常會在施工過程中采用帶模注漿施工技術[1]。帶模注漿施工技術不僅能大大減少拱頂脫空，而且能有效控制防水板破壞。本文以上述工程為例，對帶模注漿施工技術展開深入探討。

2襯砌臺車改造

隧道二襯臺車的改造主要分為以下幾個部分。第一，設置注漿孔。施工人員在襯砌臺車模板拱頂縱向中心線方向上設置注漿孔。第二，輔助設施的安裝。需安裝的輔助設施主要有兩種，一種是固定法蘭，另一種是定位法蘭。第三，注漿管的預埋。預埋注漿管應在混凝土澆筑前進行。（1）注漿孔的設置。東天山特長隧道工程原有二襯臺車的具體襯砌長度為12m。改造后，二襯臺車的拱頂多了4個直徑為4.5cm、編號為1#~4#孔的注漿孔。注漿孔的編號從已澆筑二襯端頭開始，其中4#孔與二襯模板端頭的距離為1.2~1.9m，大約是1#孔與已澆筑二襯端頭距離的2倍。另外兩個孔在混凝土灌注口之間均勻分布。設計的初期階段，設計人員可根據(jù)臺車鋼梁的位置對注漿孔位置進行適當調(diào)整[2]。充分考慮隧道縱坡，正坡推進時只有4#孔為排氣孔，其余三個孔均為注漿孔，倒坡推進時只有1#孔為排氣孔，其余三個孔均為注漿孔。（2）固定法蘭的焊接。固定法蘭的外徑和內(nèi)徑分別為12cm和4.2cm，厚度為1cm，主要作用是對Φ42mm鋼管注漿管和定位法蘭進行固定。固定法蘭的焊接位置為臺車已開孔位置，焊接方法為滿焊連接。（3）定位法蘭的安裝。施工人員在固定法蘭上安裝定位法蘭。定位法蘭和固定法蘭的外徑相等，均為12cm。法蘭鋼管的內(nèi)徑為4~4.1cm，外徑和高度分別為4.3和5cm。同時，施工人員還需要將Φ42mm鋼管插入定位法蘭中。固定法蘭的具體尺寸如圖1所示。

3帶模注漿施工

3.1預埋注漿管

（1）施工人員經(jīng)常使用Φ42mmRPC管作為注漿管。拱頂混凝土澆筑前，施工人員依據(jù)二襯臺車注漿孔的設置進行注漿鋼管的預先安置。（2）注漿管安置前的端頭加工很有必要。加工的主要內(nèi)容為：第一，在注漿管和防水板的接觸端頭處切割出一個深度和寬度分別為1cm和0.3cm的十字溢流槽；第二，為了防止防水板被端頭的毛刺刺破，施工人員應將切槽端打磨光滑；第三，注漿管安置過程中，十字溢流槽和防水板應緊密貼合[3]。

3.2高壓注漿管

雙層鋼絲管是常見的高壓注漿管材料，承壓能力一般在10MPa以上。高壓注漿管以分段管為主要形式，每段高壓注漿管的長度約為5m，各段之間通過快速接頭進行連接。

3.3臺車注漿連接件

（1）常見的注漿連接件有很多，比如定位法蘭、快速接頭以及止?jié){閥門等。（2）施工過程中，施工人員通常使用數(shù)顯式的耐振壓力表，其安裝位置為注漿機端部和注漿連接件閥門端部，且位于注漿機端部的壓力表量程更大，精度更高。

3.4注漿料

在選擇注漿料時，施工人員要選擇具有微膨脹性能的材料。這種材料一般由普通硅酸鹽水泥、微膨脹劑、硅砂以及超細摻和料等材料復合而成，因而流動性和泵送性極佳。不僅如此，注漿料還能與襯砌混凝土緊密結(jié)合。

3.5注漿施工

（1）注漿管安裝及襯砌厚度記錄。安裝過程中施工人員穿入注漿管，并對注漿管的長度進行記錄。多余的注漿管應及時進行切除。最后安裝定位法蘭，并使注漿固定管與之連接。（2）注漿口混凝土泌漿觀察記錄。施工前，施工人員應先埋設好注漿管。澆筑過程中施工人員密切關注注漿孔的情況，通過木桿等工具對管內(nèi)的出漿情況進行監(jiān)控，以便隨時掌握注漿管的泌漿情況[4]。澆筑完成后施工人員應及時清理注漿口，并采取一定的措施，防止出現(xiàn)堵塞注漿管的情況。同時，施工人員應盡量保證在混凝土澆筑完成后的12h內(nèi)開始拱頂注漿施工，以免錯過最好的施工時期。（3）注漿輔助工作。施工前，施工人員對各項設備進行仔細檢查，確保設備運行正常，不會影響施工進程。檢查完成后方可將制漿設備和注漿設備運送至場內(nèi)指定位置。制漿設備的放置位置為上一循環(huán)襯砌下方。同時，考慮施工現(xiàn)場的安全性，施工人員還應在制漿設備上貼上安全警示反光條[5]。注漿材料一般放置在制漿機周圍，材料底部應做好隔離，防止材料受潮。設備、注漿管的潤濕以及泵送的檢校都應按注漿設備的要求有序進行。（4）制漿。首先，施工人員以材料配合比為依據(jù)，仔細計算需要用到的材料數(shù)量和拌和用水量；其次，施工人員啟動攪拌機，先后加入一半的注漿材料和全部拌和用水；接著，施工人員將剩下的注漿材料放入攪拌機中，并按設備說明攪拌3min左右，使加入的材料和拌和用水形成均勻的漿體；最后，在儲漿桶中放入攪拌后的漿體，并將制漿桶卸料閥門關閉。施工人員按上述過程循環(huán)制漿，直到漿料數(shù)量與施工要求相符。（5）注漿。制漿完成后，施工人員在注漿泵的作用下將管道內(nèi)的潤濕水排出。接著，連接注漿管管頭和臺車注漿接頭，同時在臺車指定位置固定好注漿管。上述操作完成后可以開始注漿。注漿順序受隧道縱坡的影響，一般從低一側(cè)開始至高一側(cè)結(jié)束[6]。注漿過程中，施工人員應密切關注臺車壓力表的示數(shù)。同時，施工人員還應實時監(jiān)控端模的出漿情況，端頭圓弧模板最高點處一旦出現(xiàn)漏漿情況就應立即停止注漿，并封堵漏漿口。封堵好漏漿口后，施工人員打開注漿泵繼續(xù)注漿，直到排氣孔出漿漿體和制漿機漿體的密度保持一致時，方可對下一個注漿孔注漿。當臺車處壓力表＞1MPa時施工人員可停止注漿，轉(zhuǎn)向下一個注漿孔。一般情況下，每一個注漿孔都要進行注漿，但如果未注漿的注漿孔流出的漿體密度已經(jīng)符合要求時，該注漿孔就不需要再進行注漿。當所有注漿孔都完成注漿，且漿體密度與制漿機內(nèi)漿體保持一致時，注漿結(jié)束。

3.6安全保證措施

為了保證施工過程中的安全和工程整體質(zhì)量，應嚴格做好以下幾項安全保證措施：（1）施工過程中，施工人員應確保施工臺架的穩(wěn)定性。同時，施工人員還須將底板鋪設在臺架上，并在四周設置欄桿。臺架上的人員和物資重量應控制在臺架承載范圍內(nèi)。（2）高空作業(yè)應嚴格按照相關的規(guī)定進行。施工過程中施工人員應按要求穿戴，并做好防護措施，嚴禁酒后施工。（3）經(jīng)過施工地段的車輛需控制車速，保持在5km/h內(nèi)。（4）施工場地應長期保持干凈整潔，尤其是施工結(jié)束后。施工人員應立即組織清掃，并整理施工用具，將其放置在指定位置。正洞內(nèi)不允許堆放雜物，以免影響施工。（5）無論是生活垃圾還是施工產(chǎn)生的施工垃圾，都應集中堆放、處理，禁止隨意丟棄，污染場地環(huán)境。橫向排水管中如果有漿液流入，則有可能會出現(xiàn)堵塞的情況。因此，施工人員應將其封堵。

4帶模注漿施工工藝要點

（1）按照規(guī)范合理預埋RPC注漿管，注重對位置和長度的控制。（2）拱頂混凝土施工中加強質(zhì)量檢驗，若RPC注漿管出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，說明此時的二襯混凝土注漿已經(jīng)達到較飽滿的狀態(tài)，可適當減小注漿量。（3）結(jié)束拱頂二襯澆筑作業(yè)后，在隨后的4h內(nèi)組織注漿作業(yè)（混凝土尚未達到初凝狀態(tài)前），且需要在混凝土澆筑后的6h內(nèi)完成，否則注漿材料的性能將受到影響，難以與二襯混凝土有效結(jié)合。（4）模板臺車共包含3個注漿孔，各處均要得到有效的注漿處理，在排氣孔和臺車開放端頭兩處同時出現(xiàn)流漿現(xiàn)象后才有理由說明注漿達到飽滿狀態(tài)。（5）加強對漿液水料比的控制，該指標需穩(wěn)定在0.18~0.20，若出現(xiàn)水用量過多的情況將導致混合料強度下降，用量偏少則影響施工效率。（6）選擇合適強度的注漿料，不可低于二襯混凝土的強度。

5應用效果分析

對施工質(zhì)量的檢測可通過MALA地質(zhì)雷達進行。對帶模注漿技術的施工質(zhì)量進行檢測可以發(fā)現(xiàn)，使用帶模注漿技術后隧道的脫空情況得到了有效控制。同時，雷達檢測結(jié)果顯示，長度在1~2m的脫空占比也由原來的42%變?yōu)?0%；長度在2~3m的脫空更是實現(xiàn)了清零。

6結(jié)語

綜上所述，公路隧道施工過程中，帶模注漿技術的應用優(yōu)勢明顯，不僅能夠縮短二次襯砌背部脫空長度，還能減少脫空數(shù)量，從而大大提高施工質(zhì)量，且?guī)Ｗ{技術可操作性強，優(yōu)勢明顯，值得推廣使用。

參考文獻

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[4]劉世杰.隧道二次襯砌拱頂背后脫空預防技術措施[J].中外建筑，2018（7）：256-257.

[5]李森.高速公路隧道二襯混凝土防脫空帶模注漿施工技術[J].居舍，2019（29）：36-37.

[6]馬龍，米小強，胡振興.帶模注漿技術在阿爾金山公路隧道二襯脫空防治中的應用[J].公路交通科技（應用技術版），2018（5）：246-248.

作者：郭兆焱 單位：中交一公局橋隧工程有限公司