隧道二衬拱顶防脱空施工措施

文/胡晓敏 中铁十二局集团第一工程有限公司 陕西西安 710026

1、工程概况

老红坡隧道全长9851m，位于云南省保山市隆阳区境内，蒲缥～上坝区间，低中山剥蚀地貌。全隧围岩主要以玄武岩、白云质灰岩为主。其中Ⅱ级围岩400m，占4.1%，Ⅲ级围岩1600m，占16.2%，Ⅳ级围岩4095m，占41.6%,Ⅴ级围岩3756m，占38.1%。

2、技术要求

2.1 台车拱顶两端和中部预留3个径向排气管，排气管采用φ30mm高强活性粉末混凝土管，顶部管口设深度和宽度为10～20mm的U型溢浆槽。

2.2 径向排气管固定端由两段Φ42×3mm无缝钢管采用法兰盘连接，两段长度分别为5cm和20cm。长度5cm的焊接固定在台车上，下部20cm用法兰盘连接。

2.3 径向排气管通长布置。定位后将φ30mm高强活性粉末混凝土管通过固定端穿入二次衬砌顶部，管口与防水板顶紧，使防水板与基面密贴并确定好排气管的长度。

2.4 注浆在二衬脱模前及时进行。

3、施工工艺流程

施工程序包括：施工准备→无纺布、防水板铺挂→拱顶注浆管、排气管安设→二衬台车定位→径向溢浆孔兼观察孔安设→混凝土浇筑→封顶混凝土浇筑→衬砌背后注浆→检测。

4、施工要求

4.1 初支平整度

加强隧道开挖质量控制，严格控制超欠挖，出现欠挖时，进行二次钻眼补炮，将欠挖部分开挖至设计轮廓线；出现超挖时，采用同级配混凝土回填密实。初期支护完成后采用1m靠尺对初期支护表面平整度进行检查，初期支护表面平整度符合D/L≤1/10的要求（D为初期支护基面相邻两凸面凹进去的深度；L为基层相邻两凸面间的距离，且L≤1m）。不符合要求进行补喷混凝土或凿除混凝土处理。

4.2 无纺布、防水板铺挂

4.2.1 无纺布铺挂

无纺布采用热熔垫圈射钉固定于初期支护混凝土面上，热熔垫圈间距为拱部0.5m、边墙0.8m，呈梅花型布置。土工布铺挂时下幅压上幅，两幅搭接宽度不小于50mm。

4.2.2 防水板铺挂

防水板从水沟底以上45cm拱墙外缘铺挂。防水板铺设先拱后墙，先于拱顶垫层上正确标出隧道纵向中线，再使防水板纵向中心线与标定线重合，将拱顶部垫片热熔焊接好后，向两侧边墙铺挂，边铺边焊，下部防水板压住上部防水板。相邻两幅防水板搭接宽度不小于15cm。防水板松紧应适度并留有余量，实铺长度与初期支护基面弧长的比值为10：8。无纺布与防水板接头不能在同一里程上。边墙部位每个垫片焊3个点，拱部每个垫片焊4个点。压焊时一手持超声波焊接机，一手顶压防水板，超声波焊接机与压过的防水板面保持垂直，再用力压紧并按下开关，熔化防水板后，在端头压入防水板约0.5mm时，即可停止焊接，单点焊接持续时间约3秒，焊完后压3s。

4.3 拱顶纵向注浆管、排气管安设

拱顶注浆管、排气管均采用Φ30mm的PVC管加工为花管，孔间距15cm，孔径5mm，梅花型布置。将注浆管与排气管用固定条焊接固定于拱顶，两管间距5～8cm，固定条间距为1m，固定条采用40cm×10cm矩形防水板预贴于防水板上。PVC管加长采用直接接头连接。

4.4 径向排气管安装

（1）台车拱顶两端和中部预留3个径向排气管，排气管采用φ30mm高强活性粉末混凝土管，顶部管口设深度和宽度为10～20mm的U型溢浆槽。

（2）径向排气管固定端由两段Φ42×3mm无缝钢管采用法兰盘连接，两段长度分别为5cm和20cm。长度5cm的焊接固定在台车上，下部20cm用法兰盘连接。

（3）径向排气管通长布置。台车定位后将φ30mm高强活性粉末混凝土管通过固定端穿入二次衬砌顶部，管口与防水板顶紧，使防水板与基面密贴并确定好排气管的长度。

（4）根据已确定的排气管长度，切取多余的排气管，用带法兰盘的钢管固定。

（5）二次衬砌混凝土浇筑施工，径向排气管和及档头板封闭处相继流出浆液时停止浇筑。

（6）拆除长度20cm径向排气管固定端，进行注浆作业。

（7）注浆完成后沿着5cm固定端口直接敲击（或切割）折断径向排气管，便于衬砌台车脱模。

（8）衬砌混凝土自检合格后进行第三方检测，在混凝土缺陷位置进行标识并及时进行处理。

5、材料要求

5.1 注浆材料采用M35水泥净浆（水泥：减水剂：水=1250：10：442配合比），注浆用的水泥、减水剂符合设计要求，施工用水的水质符合工程用水标准。

5.2 排气管采用φ30mm高强活性粉末混凝土管，径向排气管固定端由两段Φ42×3mm无缝钢管。

6、质量控制

6.1 混凝土浇筑。（1）混凝土浇筑时，混凝土最大下落高度不超过2m，台车前后混凝土高度差不得超过0.6m，左右两侧混凝土浇筑面高差控制在0.5m以内，严禁单侧一次浇筑超过0.5m以上。（2）二次衬砌浇筑从下至上利用灌注窗依次灌注，混凝土应具有良好和易性，拱部混凝土塌落度按200mm控制，拱顶混凝土采用2个浇筑孔。（3）拱顶混凝土浇筑间隔时间不大于0.5小时，搅拌后的混凝土在1/2初凝时间内入泵，并在初凝前浇筑完成。拱部混凝土浇筑时间控制在2小时内。径向排气管及挡头板封闭处相继流出浆液时停止浇筑。

6.2 衬砌背后注浆。拱顶回填注浆在衬砌脱模前及时进行。回填注浆材料采用微膨胀水泥浆，水泥浆液水灰比为1：1，注浆压力为0.2Mpa。通过实际注浆情况与注浆量分析出二衬拱顶脱空情况，当注浆压力达到0.2Mpa或排气管出浆时，表示拱顶注浆完成，注浆过程留存影响资料和填写注浆记录。

6.3 检测。注浆完成后3个月内采用人工敲击、地质雷达法等方式对拱顶衬砌质量进行自检，施工缝位置应重点检查，发现缺陷后及时处置，并及时报第三方检测。

6.4 拱顶回填注浆在衬砌脱模前及时进行，并纳入工序管理。

6.5 当注浆压力达到0.2MPa且排气管出浆时，表示拱顶注浆完成。注浆过程中发现吸浆量过大时应停止注浆，查明原因后采取处理措施。

6.6 在衬砌拱顶端头模板封堵时使用专门加工的端头模板，该端模在一侧割槽，槽内通过注浆管与排气管，防止端模挤压损坏注浆管。

6.7 待混凝土强度达到设计要求强度时进行拆模，拆模时注意混凝土表面和棱角不得有损坏。拆模后开始进行洒水养护，养护时间不得少于14d。

结语：

文章主要叙述了隧道衬砌拱顶带模注浆工艺能在施工中有效的提高注浆的质量，使衬砌整体结构性更好，该工艺使用高性能的微膨胀充填砂浆，一次性的解决衬砌施工缺陷，具有显著的综合经济效益，能够大量节省后期成本，其操作简单、不占用正常衬砌时间、加快工程进度、综合施工成本较低，并在施工中能让工人更容易掌握该施工方法。