王 吉 成

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 611730)

1 概 述

由于高速鐵路隧道為電氣隧道，不準(zhǔn)有滲漏水，因此在隧道初期支護(hù)與二次襯砌混凝土之間布置土工布及防水板進(jìn)行防水，且防水板的鋪設(shè)按照設(shè)計要求留有一定的松弛度，進(jìn)而造成防水板與二次襯砌混凝土之間存在孔隙。為了解決二次襯砌混凝土頂拱與防水板之間出現(xiàn)的空腔及不密實等難題，筆者以京張高鐵草帽山隧道二次襯砌混凝土頂拱帶模注漿為例，詳細(xì)地介紹了帶模注漿施工工藝及控制要點等方面的情況，達(dá)到了隧道二襯頂拱密實的目的，避免了傳統(tǒng)襯砌后回填注漿液與襯砌混凝土“兩層皮”的現(xiàn)象，使襯砌結(jié)構(gòu)整體性更好。

新建京張鐵路草帽山隧道全長7 340 m，為單洞雙線隧道，隧道位于低山丘陵區(qū)，線路走向大體與草帽山山體走向平行。隧道按250 km/h客運專線隧道設(shè)計，其中Ⅲ類圍巖段長3 700 m，Ⅳ類圍巖段長635 m，Ⅴ類圍巖段長3 005 m。二次襯砌混凝土標(biāo)準(zhǔn)段為每12 m一段，共計分612段。隧道分為進(jìn)口工區(qū)、斜井工區(qū)、明洞工區(qū)共計六個工作面施工，每個工作面配一臺12 m長全自動液壓式鋼模臺車作為二襯混凝土模板。

2 隧道二襯頂拱帶模注漿施工技術(shù)

2.1 注漿孔布置及注漿管安裝要求

采用在襯砌臺車模板頂部預(yù)留SM-RPC注漿管(以下簡稱RPC管)的方式施工。注漿管的數(shù)量及布置原則：在12 m長的襯砌臺車正頂拱設(shè)置4個直徑為45～50 mm的注漿孔，具體為在靠近先澆二襯混凝土側(cè)的鋼模臺車的端模0.6～1 m處開第一個孔，在模板的另外一端距離端模1～1.5 m處開最后一個孔，中間開孔均勻布置(圖1)。注漿孔開好后，將配套法蘭盤與鋼模臺車滿焊焊接(圖2)。

注漿孔中安裝外徑為36 mm、內(nèi)徑為15 mm、壁厚10.5 mm的注漿管，管體徑向抗壓強(qiáng)度不小于100 kN/m，管體抗折強(qiáng)度不小于28 MPa。注漿管安裝時量測防水板與法蘭外口的實際深度，以實際深度+2 cm為標(biāo)準(zhǔn)長度，裁切RPC管的多余部分，并與防水板接觸部位切出十字槽口。注漿管兼做量測并預(yù)判拱頂混凝土的真實襯砌厚度；澆筑拱頂混凝土?xí)r，注漿管口作為觀察口，以是否泌漿為準(zhǔn)，判斷混凝土是否澆筑到拱頂。

2.2 注漿配比及性能要求

2.2.1 配合比

注漿料的水料比宜為0.18～0.2。

2.2.2 注漿料的物理及環(huán)保性能指標(biāo)

所配制的微膨脹結(jié)合注漿料(HoJa—53F)的勻質(zhì)性及環(huán)保性能應(yīng)滿足表1中的規(guī)定。

2.2.3 注漿料漿體具有的基本性能

所配制的微膨脹結(jié)合注漿料的漿體性能指標(biāo)應(yīng)滿足表2中的規(guī)定。

2.2.4 注漿料漿體結(jié)合性能

所配制的微膨脹結(jié)合注漿料與襯砌混凝土的結(jié)合性能及注漿管的結(jié)合性能應(yīng)滿足表3中的規(guī)定。

2.3 帶模注漿工藝

圖1 注漿孔布置圖

圖2 注漿管及注漿連接器示意圖

表1 微膨脹結(jié)合注漿料的勻質(zhì)性及環(huán)保性能要求表

澆筑混凝土前，在鋼模臺車上預(yù)埋固定的RPC注漿管，二次襯砌混凝土澆筑完2～4 h后，通過預(yù)埋注漿管進(jìn)行拱頂120°范圍內(nèi)的注漿。注漿采用專用的制漿、注漿一體機(jī)進(jìn)行操作，注漿材料具有微膨脹、高流動性、早強(qiáng)、無泌水等特性，不僅起到了空洞充填作用，而且能起到彌補(bǔ)或修復(fù)襯砌混凝土厚度不足等缺陷的作用(圖3)。

表2 微膨脹結(jié)合注漿料的漿體性能要求表

表3 微膨脹結(jié)合注漿料之結(jié)合性能要求表

2.3.1 安裝RPC注漿管

二襯模板臺車就位后，將準(zhǔn)備好的RPC注漿管(作用：注漿管、排氣、排水孔)通過鋼模臺車預(yù)留的灌漿孔處進(jìn)行“試穿”量測，確定RPC注漿管的安裝長度并檢測其襯砌厚度是否滿足設(shè)計要求，具體標(biāo)準(zhǔn)以RPC注漿管頂住防水板長度+2 cm為準(zhǔn)。

2.3.2 記錄RPC管的埋入深度

圖3 帶模注漿工藝流程圖

在RPC注漿管頂住防水板后做兩個標(biāo)記線，記錄RPC管的的埋入深度。第一個標(biāo)記線與模板外模邊線平齊，用來檢測襯砌厚度是否滿足要求；另一條標(biāo)記線為襯砌模板外模板線+定位套管(4.3 cm)+2 cm，即RPC注漿管的下料長度。

2.3.3 澆筑混凝土并觀察預(yù)埋管出漿

襯砌混凝土應(yīng)左右對稱澆筑，第一層左右兩側(cè)混凝土面的高差不得超過0.5 m，其后的前后高差不得超過1 m?；炷翝仓?yīng)由下向上逐窗逐層自模板窗口灌入。澆筑拱頂混凝土?xí)r，注漿管作為觀察口，注意觀察預(yù)埋管是否出漿并將其作為判斷混凝土是否澆筑到拱頂?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，必要時可對注漿觀察口進(jìn)行清理，避免堵塞。

2.3.4 注漿液的制備及帶模注漿

二次襯砌混凝土澆筑完后2～4 h通過預(yù)埋注漿管進(jìn)行拱頂120°范圍內(nèi)的注漿。開動攪拌機(jī)，先加入一半的注漿材料，開動下料振動電機(jī)，然后加入全部的拌和水，再繼續(xù)加入另一半注漿材料，攪拌2～3 min(或遵照設(shè)備使用說明)，攪拌成均勻的漿體。拌制過程中，嚴(yán)格按照材料配置量進(jìn)行拌制，確保漿液的質(zhì)量。

打開制漿桶卸料閥門，使?jié){體快速流出到儲漿桶，然后關(guān)閉制漿桶卸料閥門。漿料放入儲漿桶后，將注漿管放到排水溝邊緣，啟動注漿泵，將管體中的水全部擠出后停止注漿泵。將注漿管管頭提升到襯砌臺車上，與臺車注漿接頭連接。啟動注漿泵，開始注漿。拱頂?shù)淖{順序按照從隧道低端往高端的順序依次進(jìn)行注漿。如果隧道無坡度，可以從靠近先澆段注漿孔向后澆段方向的孔依次注漿。

2.3.5 注漿要求

注漿過程中，觀察臺車上注漿孔處的壓力表和端模的出漿情況。如果端模圓弧的最高點漏漿，先停止注漿泵并及時使用塑料薄膜等進(jìn)行封堵后繼續(xù)注漿，直至端頭出漿濃度與制漿桶中一致。再更換至下一個注漿孔，依次類推。注漿中，注漿壓力為0.6～1 MPa，如果壓力表超過1 MPa時，直接換至下一注漿孔。每一個注漿孔原則上均需注漿，但如在注漿過程中鄰近未注漿的孔流出濃漿3～5 s，該孔可以封閉，不需注漿。

2.3.6 注漿結(jié)束

最后一孔注漿中，如端模最高處的出漿濃度與制漿桶中的漿一致時，注漿可以結(jié)束。拆卸注漿連接頭并及時堵塞RPC注漿管管口。待漿液初凝后卸除定位法蘭。

2.3.7 留樣檢測

注漿時，在軟管管頭處抽樣進(jìn)行漿液的流動性、抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度試驗。

2.3.8 設(shè)備清洗

注漿結(jié)束后，對注漿設(shè)備進(jìn)行清洗。

2.3.9 后期驗證

采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行無損檢測或鉆芯驗證，檢驗結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計要求。

3 結(jié) 語

新建京張高速鐵路草帽山隧道二襯頂拱帶模注漿孔的布置、注漿要求、注漿材料性能及二次襯砌混凝土澆筑完成2～4 h后頂拱120°范圍內(nèi)注漿工藝等施工技術(shù)的應(yīng)用，解決了隧道二襯混凝土頂拱脫空、不密實等問題，避免了傳統(tǒng)頂拱二襯后回填注漿液與襯砌混凝土出現(xiàn)“兩層皮”的現(xiàn)象，使襯砌結(jié)構(gòu)整體性更好，確保了襯砌拱頂帶模注漿的質(zhì)量，可為鐵路隧道、水電隧道及地鐵隧道工等二襯頂拱回填注漿制定施工方案時提供借鑒。