為提高鐵路隧道襯砌質(zhì)量,防止運營過程中出現(xiàn)隧道拱頂混凝土掉塊現(xiàn)象,采用隧道拱頂帶模注漿施工技術(shù),即通過對襯砌臺車進(jìn)行改造,在襯砌臺車模板中心線位置沿臺車縱向方向設(shè)置一定數(shù)量的注漿孔,并安裝注漿用固定法蘭,預(yù)埋活性粉末混凝土(RPC)注漿管?;炷翝仓Y(jié)束后及時從預(yù)埋注漿管處進(jìn)行注漿,該施工技術(shù)不僅簡化了傳統(tǒng)注漿工藝,而且顯著提高了注漿的質(zhì)量。
1、帶模注漿工藝原理及特點
1.1 RPC注漿管工藝原理及特點
注漿管采用RPC管,與襯砌混凝土粘結(jié)性能好;在灌注混凝土和注漿時,該管的作用主要有4個:
(1)預(yù)判拱頂襯砌厚度。
(2)作為混凝土是否灌注飽滿的標(biāo)志。當(dāng)所有的管口流出混凝土漿液時,判定拱頂混凝土已灌注飽滿。
(3)可以作為排氣孔、觀察孔。
(4)在混凝土灌注完成后可及時帶模注漿。
1.2 隧道拱頂帶模注漿工藝原理及特點
在襯砌臺車拱頂設(shè)置注漿孔、排氣孔及觀察口,并在襯砌臺車上安裝注漿管、排氣管等。安裝注漿管并固定,在開口處安裝法蘭,在法蘭內(nèi)安裝注漿管并固定。在襯砌混凝土澆筑時,該注漿管的作用就是觀察口。帶模注漿是在襯砌混凝土澆筑結(jié)束后及時注漿,由于有臺車保護(hù)可采用較高的壓力(高達(dá)1.0MPa)進(jìn)行注漿,注漿材料與襯砌混凝土結(jié)合成整體,提高襯砌結(jié)構(gòu)的整體性,在短時間修復(fù)各種混凝土空洞及缺陷。一般情況,注漿在混凝土澆筑完即可開始,注漿施工時間2h左右,不占用隧道任何作業(yè)工序時間。注漿管采用RPC注漿管,RPC管為高性能水泥基材料,與混凝土粘接性能良好,且本身強(qiáng)度高,易于切割,便于襯砌臺車脫模。注漿料采用各項指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于襯砌混凝土性能的充填砂漿,同時具有良好的流動性和可泵送性,微膨脹,可施工時間長,不泌水不收縮,凝結(jié)后強(qiáng)度高。注漿采用專用的制漿注漿一體機(jī),機(jī)器泵內(nèi)高壓力可達(dá)4MPa,且設(shè)備走行及操作方便,作業(yè)強(qiáng)度小效率高。
2、襯砌拱頂帶模注漿施工要點
2.1 作業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)要求
2.1.1 作業(yè)準(zhǔn)備
(1)制定施工安全保證措施,提交應(yīng)急預(yù)案。
(2)對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底與施工安全交底,對參加施工人員上崗技術(shù)前培訓(xùn),考試合格后持證上崗。
(3)做好現(xiàn)場勞動力組織,準(zhǔn)備好各種施工機(jī)械,并保證施工設(shè)備機(jī)具的良好使用性,性能滿足施工要求。
(4)各項施工材料準(zhǔn)備齊全,并按規(guī)定進(jìn)行檢驗合格后方可投入現(xiàn)場使用。
2.1.2 技術(shù)要求
(1)拱頂帶模注漿采用拱頂預(yù)埋RPC管進(jìn)行注漿。
(2)制漿及注漿設(shè)備選用拱頂帶模注漿一體機(jī)。
(3)注漿材料采用專用微膨脹結(jié)合砂漿料,水料配合比初步選定為0.18,施工中根據(jù)工藝試驗總結(jié)參數(shù)具體確定。
(4)拱頂帶模注漿時間為襯砌砼澆筑完成后2小時內(nèi),砼初凝之前進(jìn)行。
2.2 施工程序及工藝流程
拱頂帶模注漿施工步驟如下:
(1)安裝PRC注漿管并頂緊防水板。根據(jù)襯砌幾何要求使改造后的模板就位后,將準(zhǔn)備好的PRC 注漿管(兼做排氣孔、觀察孔)通過改造后的預(yù)留孔處進(jìn)行“試穿”量測劃線,確定檢測襯砌厚度是否滿足設(shè)計要求,具體標(biāo)準(zhǔn)以PRC注漿管頂住防水板長度+2cm為準(zhǔn)。
(2)記錄PRC注漿管埋入深度。安裝注漿管定位法蘭,固定法蘭與定位法蘭之間放置密封膠圈,擰緊避免漏漿,將PRC管穿入頂緊防水板,RPC管下料長度以頂住防水板外漏+2cm。
(3)注漿液制備及帶模注漿。拱頂注漿原則上按照從低端向高端開始注漿。襯砌混凝土澆筑完成后及時進(jìn)行注漿,注漿材料采用微膨脹水泥漿,水灰比6∶10;注漿采用拱頂帶模注漿一體機(jī)進(jìn)行操作。漿液要求連續(xù)拌制,拌制過程中嚴(yán)格監(jiān)控材料用量,確保漿液質(zhì)量。
(4)觀察壓力表和排氣管出漿。注漿結(jié)束標(biāo)注以排氣孔和端頭模板流出濃漿即結(jié)束注漿。若臺車模板處出漿壓力達(dá)到1.0MPa,仍未出漿,應(yīng)更換注漿孔注漿,直至中間排氣孔和端模排氣孔流出濃漿3-5s時停止注漿。
(5)注漿結(jié)束,關(guān)閉球閥,卸下注漿軟管。漿液初凝后卸掉定位法蘭。
3、施工質(zhì)量控制措施
通過對隧道二次襯砌拱頂空洞質(zhì)量病害原因分析發(fā)現(xiàn),有些現(xiàn)場技術(shù)管理人員對隧道襯砌實際需要的混凝土數(shù)量不清,造成混凝土供應(yīng)量不夠,實際襯砌在未澆筑滿的情況下停止,混凝土施工配合比中水灰比偏大,混合料坍落度大,混凝土振搗不密實,混凝土自重下沉,混凝土收縮徐變等,均可能產(chǎn)生空隙形成空洞。根據(jù)隧道拱頂空洞形成原因,首先要加強(qiáng)隧道襯砌封拱頂工藝水平,確保滿足襯砌混凝土設(shè)計厚度。其次采取帶模注漿新技術(shù),按照要求提前做好注漿準(zhǔn)備工作,嚴(yán)格控制好注漿壓力、注漿流量,滿足注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)束注漿要求。再次,做好隧道施工管理的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,保證全工序工藝達(dá)標(biāo),從而從施工工序工藝源頭上預(yù)防隧道拱部襯砌厚度不夠、拱頂出現(xiàn)空洞等質(zhì)量病害。
隧道襯砌拱頂帶模注漿工藝能在施工中有效的提高注漿的質(zhì)量,使襯砌整體結(jié)構(gòu)性更好,該工藝使用高性能的微膨脹充填砂漿,一次性的解決襯砌施工缺陷,具有顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益,能夠大量節(jié)省后期成本,其操作簡單、不占用正常襯砌時間、加快工程進(jìn)度、綜合施工成本較低,并在施工中能讓工人更容易掌握該施工方法。
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