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防水板被刺破，從而導致漏水。為盡量避免這種情況的發生，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，設計人員可根據臺車鋼梁的位置對注漿孔位置進行適當調整[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）施工人員經常使用Φ42mmRPC管作為注漿管。拱頂混凝土澆筑前，施工人員依據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、快速接頭以及止漿閥門等。（2）施工過程中，施工人員通常使用數顯式的耐振壓力表，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的出漿情況進行監控，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指定位置。制漿設備的放置位置為上一循環襯砌下方。同時，考慮施工現場的安全性，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，仔細計算需要用到的材料數量和拌和用水量；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制漿，直到漿料數量與施工要求相符。（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，一般從低一側開始至高一側結束[6]。注漿過程中，施工人員應密切關注臺車壓力表的示數。同時，施工人員還應實時監控端模的出漿情況，端頭圓弧模板最高點處一旦出現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漿體保持一致時，注漿結束。

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。（2）高空作業應嚴格按照相關的規定進行。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）經過施工地段的車輛需控制車速，保持在5km/h內。（4）施工場地應長期保持干凈整潔，尤其是施工結束后。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，污染場地環境。橫向排水管中如果有漿液流入，則有可能會出現堵塞的情況。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量檢驗，若RPC注漿管出現流漿現象，說明此時的二襯混凝土注漿已經達到較飽滿的狀態，可適當減小注漿量。（3）結束拱頂二襯澆筑作業后，在隨后的4h內組織注漿作業（混凝土尚未達到初凝狀態前），且需要在混凝土澆筑后的6h內完成，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流漿現象后才有理由說明注漿達到飽滿狀態。（5）加強對漿液水料比的控制，該指標需穩定在0.18~0.20，若出現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

對施工質量的檢測可通過MALA地質雷達進行。對帶模注漿技術的施工質量進行檢測可以發現，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，雷達檢測結果顯示，長度在1~2m的脫空占比也由原來的42%變為10%；長度在2~3m的脫空更是實現了清零。

6結語

綜上所述，公路隧道施工過程中，帶模注漿技術的應用優勢明顯，不僅能夠縮短二次襯砌背部脫空長度，還能減少脫空數量，從而大大提高施工質量，且帶模注漿技術可操作性強，優勢明顯，值得推廣使用。

參考文獻

[1]劉電.帶模注漿新型鐵路隧道襯砌臺車施工技術的有效運用分析[J].中華建設，2019（9）：128-129.

[2]張華.隧道襯砌逐層逐窗澆筑及帶模注漿技術的應用[J].隧道建設（中英文），2017，37（12）：160-161.

[3]張軍茂.帶模注漿新型鐵路隧道襯砌臺車施工技術的優化[J].工程技術研究，2018（1）：139-140.

[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