隧道二衬浇筑带模注浆空洞处理技术在高速公路工程中的应用

谢天科

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550001)

1 工程案例介绍

庙湾隧道为该段的控制性工程，设计为小净距+分离式长隧道，左洞起讫桩号为ZK47+390～ZK49+450，长度2 060 m；右洞起讫桩号为K47+365～K49+482，长度2 117 m。庙湾隧道进口位于涪陵区大顺乡兴农村，出口位于增福乡落凼湾。隧道明洞段采用明挖法施工，二次衬砌仰拱和仰拱回填在初期支护落底后及时进行，二次衬砌采用整体式模板台车支模，二衬混凝土用输送泵进行灌注，插入式振捣配合附着式振动设备振捣。隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺。

2 二衬带模注浆的优势和步骤

(1)二衬带模注浆工艺特征。首先在二衬台车模板起拱线和拱顶位置增设带液压的注浆管，在二衬混凝土浇筑前，利用液压顶升系统将注浆管升至防水板的位置，然后浇筑二衬混凝土，待混凝土浇注到注浆管高度的位置处时，通过注浆管进行高压注浆填充，利用注浆管上的压力表监测压力，看混凝土是否填充满。

(2)具体步骤。首先在二衬台车模板起拱线和拱顶位置增设带液压的注浆管，在二衬混凝土浇筑前，利用液压顶升系统将注浆管升至防水板的位置，然后浇筑二衬混凝土，待混凝土浇注到注浆管高度的位置处时，通过注浆管进行高压注浆填充，利用注浆管上的压力表监测压力，看混凝土是否填充满。由于受到台车模板的保护，所以不会破坏二衬混凝土。

(3)优势。由于可通过注浆管进行注浆填充，所以可将脱空部分填充满，混凝土不脱落，保证运营安全。拱顶带模注浆一体机采用双层设计，上层制浆，下层拌浆，前端注浆，减少设备投入的同时，提高注浆工效两倍以上，也降低了现场作业人员的劳动强度。隧道二衬拱顶带模注浆包括一整套新的注浆流程、新的工装装备及高性能充填材料，在简化传统注浆工艺的同时，大大提高了注浆质量。隧道二衬拱顶带模注浆施工工艺，在隧道二衬衬砌台车拱顶模板上设置了3个垂直注浆孔1个排气孔，孔内安装高强聚乙烯PVC注浆管，二衬混凝土浇筑完成后终凝前注浆完成，和二衬形成一个整体，形成强度后共同受力。注浆材料采用厦门兴纳生产的压浆料，水胶比1∶0.28，该类型压浆料流动性好，微膨胀，能更好的填充空隙，保证充盈度；能够短时间内果冻状成型，强度高。在隧道工程部分不适合大型机械设备进场操作的场景下可以利用水泥管远距离运输。施工水胶比好控制，符合施工图纸对于压浆料的质量使用要求。经试验人员检测，用带微膨胀的压浆料填充完毕之后的空隙率远低于用水泥浆注浆后的孔隙率。满足施工要求的水泥浆水泥浆水胶比要达到1∶1才能施工，水胶比过大，形成强度过程中会失水收缩，形成新的空隙。而采用专用压浆料施工，水胶比在1∶0.28就能达到比水泥浆更好的流动性、渗透性、从而填充更加饱满，水胶比1∶0.28接近混凝土硬化后的水胶比1∶0.24，形成强度过程中失水收缩形成的空隙更小，同时还可以通过压浆料的微膨胀来填补形成的空隙。

3 拱顶注浆的作用和效果

为保证施工安全，在隧道背后进行充填注浆，保证充填材料分布均匀减少，由于混凝土材料分布不均匀，造成浇筑不饱和，在浇筑空间内产生间隙和剩余空间，使得初期支护和二次衬砌密贴共同受力。另一方面通过填塞高强度、高粘性压浆料和混凝土形成整体结构分布均匀，共同受力，在一定程度上也可以减少混凝土结构件出现开裂产生缝隙的情况，起到一定的防水作用，防止地下水位升高对隧道施工区域造成影响。

4 施工参数

4.1 衬砌注浆孔设计参数

为了保注浆孔的规范，模板制作过程中采用22 mm直径的钻头进行钻眼成孔，12 m模板台车设置3个注浆孔，1个排气孔，分别是离模板端头3 m、6 m、9 m、11 m位置。

4.2 注浆参数设计

施工作业过程中采用隧道专用压浆料，水胶比比为1∶0.28。在注浆过程中将注浆压力设置为初压0.4 MPa，终压0.8 MPa，终压最高不超过1.0 MPa，全程采用定压注浆的方式，在注浆过程中将注浆管安装在预埋的管道上，将注浆速度控制在15L/min，让压浆料有更加充足的时间流动填充空隙。预埋的注浆管，在安装过程中要避免与防水板进行接触，灌浆管端头要设置1 cm十字缺口防止在注浆过程中对防水板产生破坏。灌浆管下端头要设置球阀，防止外来物质对端头进行堵塞，影响注浆效果，同时在注浆结束之后，工作人员及时将球阀关闭。

5 施工步骤

5.1 工作平台及注浆设备

为确保施工作业安全、方便，不影响隧道其它工序的施工。压浆设备放在已经施工二衬端侧面，不影响车辆通道通行既可。人员操作使用二衬台车操作平台，加工台车的时候需要考虑注浆人员施工行走平台搭设既可。

5.2 钻孔、安装注浆管

模板加工时沿模板纵向注浆口3 m、6 m、9 m、11 m处进行钻孔。注浆管采用直径20 mm的高强聚乙烯塑料管，安装模板内侧塑料管要特别注意，端头留1 cm十字形槽口，不能破坏原有的防水板，在进行PVC管安装过程中，PVC管和模板接触表面用棉花堵塞并带上凹形密封圈，并使用泡沫填充剂对其进行密封，模板外侧设置三角形支架固定注浆管之后才能够进行二衬浇筑，注浆完毕后要把球阀关闭，排气孔用止浆塞封闭，终凝后切除PVC管。

5.3 管口试接

注浆过程使用塑料管口连接在注浆过程开始之前，工作人员首先要对每一个预留注浆管进行检查和试接，确保拌制的浆液能够在规定时间内使用完毕，确保注浆过程能够连续进行。

5.4 浆液配置

注浆过程选用的是1∶0.28的压浆料，采用智能高速搅拌机拌和，按照设计配合比比输入每方浆液材料用量，在拌制过程中施工作业人员检测储浆桶内拌制好浆液的流动度和粘稠度，满足要求既可使用。

5.5 二次补压

第1次注浆完成之后要间隔半个小时，将每一个注浆口按0.4 MPa的压力进行注浆注浆时间为10 min，当注浆压力达到设计终压时可结束注浆。

6 注意事项

在进行镀锌管预埋过程中，要小心安装，防止破坏防水板，影响隧道的防水性能，注浆浆液的配合比在施工作业前必须由试验室进行试验确定施工配合比，注浆顺序自下而上，如果遇到相邻孔洞流浆使用木塞对其进行堵塞，在注浆结束之后，关闭注浆球阀，要尽快将排气孔封闭密实。

7 结束语

为确保隧道衬砌质量，进行二衬浇筑同步带模注浆能够保证有一个有利的支护作业面，确保隧道环境的施工及运营安全。