高換蓮

（中鐵十八局集團(tuán)第一工程有限公司，河北 保定 072750）

近年來，鐵路二次襯砌質(zhì)量問題日益突出，鐵路隧道出現(xiàn)拱頂?shù)魤K、開裂、滲漏水等病害，對運(yùn)營安全造成了嚴(yán)重影響。為解決這些現(xiàn)象的發(fā)生，采用帶模注漿技術(shù)。帶模注漿技術(shù)是通過對襯砌臺(tái)車進(jìn)行改造，在臺(tái)車中心設(shè)置注漿孔，用法蘭固定，預(yù)埋RPC注漿管，二襯澆筑完成后及時(shí)從RPC注漿管注漿。

某隧道全長7288m，隧道最大埋深約220m，全長7288m。隧道主要包含Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ三類圍巖，最大開挖高度11.5m，寬度11.6m，二次襯砌最大厚度為0.6m。其中，二襯施工帶模注漿段落全部處于Ⅵ級(jí)圍巖施工范圍。

一、施工流程

拱頂帶模注漿施工的主要施工程序?yàn)椋号_(tái)車改進(jìn)→安裝RPC注漿管→二襯砼澆筑→安裝注漿管并制備漿液→注漿→拆卸、脫?！走_(dá)檢測。隧道襯砌臺(tái)車拱頂帶模注漿工藝流程圖詳見圖1。

圖1 襯砌帶模注漿施工工藝流程圖

二、臺(tái)車改造

為提高鐵路隧道襯砌質(zhì)量，避免隧道拱頂出現(xiàn)空洞、不密實(shí)、厚度不足，對現(xiàn)行襯砌臺(tái)車進(jìn)行必要的改進(jìn)，達(dá)到帶模注漿的目的。

1.注漿孔位置

根據(jù)現(xiàn)場12m臺(tái)車為例，在臺(tái)車頂部中心線開4個(gè)注漿孔，直徑為40cm，主注漿孔與上循環(huán)二次襯砌端模距離為60cm～100cm，在襯砌臺(tái)車端模100cm～150cm處設(shè)置端模排氣孔，中間排氣孔平均分布。布置圖詳見圖2。

圖2 臺(tái)車注漿排氣管固定裝置布置圖

2.注漿孔要求

為防止漏漿或法蘭脫落，要將固定法蘭四周滿焊牢固。法蘭厚度10mm，外徑120mm，內(nèi)徑40mm。RPC注漿管用套管焊接在定位法蘭處，套管長50mm，內(nèi)徑38mm。

三、RPC注漿管

選用PRC管作為注漿管，因其具有良好的結(jié)合性，脫模方便。PRC管長800mm，外徑為35mm,內(nèi)徑為12mm,壁厚11.5mm,且與注漿定位法蘭尺寸匹配。

改造后的二襯臺(tái)車就位后，將準(zhǔn)備好的RPC注漿管進(jìn)行改造安裝，安裝時(shí)要頂住防水板，在預(yù)留孔處進(jìn)行“試穿”量測，根據(jù)量測數(shù)據(jù)確定注漿管的長度，也對襯砌厚度是否滿足要求進(jìn)行檢測。從定位法蘭中試穿RPC注漿管，標(biāo)記和測量穿入的長度，以實(shí)際深度+20mm為標(biāo)準(zhǔn)長度。RPC注漿管管口制作，切除多余長度的RPC注漿管，并在端頭切割“十字”溢流槽，溢流槽深5mm，寬3mm。將溢流槽端朝上安裝RPC注漿管，緊貼防水板或初支面，定位法蘭要安裝牢固，依次安裝其余注漿管，并做好相關(guān)記錄。

四、防空洞監(jiān)測報(bào)警器安裝

在拱頂防水板的最高處安裝導(dǎo)電裝置，將電極正負(fù)極分開，一頭緊貼防水板，并安裝牢固，線頭外露，另一頭垂直向下，安裝電極時(shí)切忌和二襯鋼筋接觸。將連接線從二襯端模引出，連接到配電箱的面板上，每板二襯平均預(yù)埋5組探點(diǎn)，配電箱面板上一共為5組，按照順序做好編號(hào)并與配電箱編號(hào)一一對應(yīng)，每個(gè)警報(bào)器代表一組探測點(diǎn)，當(dāng)襯砌混凝土澆筑至拱頂最高點(diǎn)時(shí)，混凝土為帶水導(dǎo)電材料，最高點(diǎn)電極與拱頂預(yù)埋的其他電極接通，液位繼電器工作，控制繼電器線圈使聲光報(bào)警器報(bào)警，警報(bào)器鳴閃指示燈亮?xí)r代表該點(diǎn)澆筑到位，需及時(shí)復(fù)位電器，確保信號(hào)的真實(shí)性。

五、混凝土澆筑

澆筑二襯混凝土要從模板窗口逐窗逐層對稱澆筑，從下往上分層灌入，模板左右兩側(cè)灌注高度控制在0.5m以內(nèi)，前后高差控制在0.6m以內(nèi)，并及時(shí)進(jìn)行振搗，混凝土傾落高度不超過2m。

六、注漿

1.注漿料選擇

為了提高注漿效果，使注漿料與襯砌混凝土能良好地結(jié)合，并對混凝土有修復(fù)作用，從注漿料的流動(dòng)性、膨脹性、泵送性等多方面考慮，最后選用微膨脹注漿料。

2.注漿機(jī)及連接件

注漿機(jī)制漿采用立式雙層攪拌機(jī)，攪拌桶和儲(chǔ)料桶分別分布在上層和下層，在攪拌桶表面有過濾篩和下料電機(jī)。攪拌速率為50r/min～72r/min，采用容量為200L的攪拌桶和容量為200L～400L的儲(chǔ)料桶。注漿采用活塞式壓漿機(jī)，電機(jī)功率和注漿活塞可承受壓力滿足現(xiàn)場要求，使有效垂直輸送距離不小于40m。注漿連接件包含連接套管、定位法蘭、止?jié){閥門和快速接頭。

3.漿液制備及注漿

拱頂注漿順序從低端往高端開始，二襯混凝土澆筑完畢后2h實(shí)施帶模注漿是最佳時(shí)間，其與混凝土的結(jié)合性能最佳。注漿采用專用的制漿注漿一體機(jī)進(jìn)行操作，材料為專用的充填砂漿。為保證漿液的質(zhì)量，漿液的拌制過程要連續(xù)，材料的用料要嚴(yán)格控制。

4.注漿操作要點(diǎn)

注漿順序：由靠近上一板二襯的主注漿孔依次向臺(tái)車端模注漿孔進(jìn)行注漿，4號(hào)孔為備用。當(dāng)下一個(gè)注漿孔出漿，且與制漿桶漿液密度一致時(shí)，則更換至下一個(gè)注漿孔。當(dāng)注漿壓力表達(dá)到1MPa時(shí)，直接跳轉(zhuǎn)至下一個(gè)注漿孔。各孔注漿結(jié)束，當(dāng)臺(tái)車端模最高處出漿，且與制漿桶漿液密度一致時(shí)，則可結(jié)束帶模注漿。每孔結(jié)束注漿后，要關(guān)閉止?jié){閥門，清洗注漿管、注漿機(jī)、接頭，并將未使用完畢的注漿料放置到干燥位置進(jìn)行存儲(chǔ)。臺(tái)車脫模后，敲斷露在外面的PRC注漿管。

注漿結(jié)束的標(biāo)志為端頭模板和排氣孔流出濃漿，如果出漿壓力達(dá)到1.0Mpa時(shí)，濃漿未流出，則需要更換注漿排氣孔，直至中間排氣孔和臺(tái)車端模排氣孔流出濃漿時(shí)停止注漿。注漿結(jié)束后，卸下注漿軟管，封堵密實(shí)注漿孔，帶漿液初凝后便可將定位法蘭卸除。

帶模注漿施工工藝，包括一整套注漿流程、工裝裝備及高性能充填材料，在鐵路隧道施工中通過拱頂帶模注漿施工工藝可有效地提高注漿的質(zhì)量。目前，某隧道帶模注漿工藝已納入工序管理，每循環(huán)襯砌長度11.9m，每循環(huán)平均注漿料為100kg。經(jīng)第三方檢測單位檢測，帶模注漿段落滿足設(shè)計(jì)要求，確保隧道運(yùn)營安全。