隧道二襯澆筑帶模注漿空洞處理技術(shù)在高速公路工程中的應(yīng)用

謝天科

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

1 工程案例介紹

廟灣隧道為該段的控制性工程，設(shè)計(jì)為小凈距+分離式長(zhǎng)隧道，左洞起訖樁號(hào)為ZK47+390～ZK49+450，長(zhǎng)度2 060 m；右洞起訖樁號(hào)為K47+365～K49+482，長(zhǎng)度2 117 m。廟灣隧道進(jìn)口位于涪陵區(qū)大順鄉(xiāng)興農(nóng)村，出口位于增福鄉(xiāng)落凼灣。隧道明洞段采用明挖法施工，二次襯砌仰拱和仰拱回填在初期支護(hù)落底后及時(shí)進(jìn)行，二次襯砌采用整體式模板臺(tái)車支模，二襯混凝土用輸送泵進(jìn)行灌注，插入式振搗配合附著式振動(dòng)設(shè)備振搗。隧道初期支護(hù)噴射混凝土采用濕噴工藝。

2 二襯帶模注漿的優(yōu)勢(shì)和步驟

(1)二襯帶模注漿工藝特征。首先在二襯臺(tái)車模板起拱線和拱頂位置增設(shè)帶液壓的注漿管，在二襯混凝土澆筑前，利用液壓頂升系統(tǒng)將注漿管升至防水板的位置，然后澆筑二襯混凝土，待混凝土澆注到注漿管高度的位置處時(shí)，通過(guò)注漿管進(jìn)行高壓注漿填充，利用注漿管上的壓力表監(jiān)測(cè)壓力，看混凝土是否填充滿。

(2)具體步驟。首先在二襯臺(tái)車模板起拱線和拱頂位置增設(shè)帶液壓的注漿管，在二襯混凝土澆筑前，利用液壓頂升系統(tǒng)將注漿管升至防水板的位置，然后澆筑二襯混凝土，待混凝土澆注到注漿管高度的位置處時(shí)，通過(guò)注漿管進(jìn)行高壓注漿填充，利用注漿管上的壓力表監(jiān)測(cè)壓力，看混凝土是否填充滿。由于受到臺(tái)車模板的保護(hù)，所以不會(huì)破壞二襯混凝土。

(3)優(yōu)勢(shì)。由于可通過(guò)注漿管進(jìn)行注漿填充，所以可將脫空部分填充滿，混凝土不脫落，保證運(yùn)營(yíng)安全。拱頂帶模注漿一體機(jī)采用雙層設(shè)計(jì)，上層制漿，下層拌漿，前端注漿，減少設(shè)備投入的同時(shí)，提高注漿工效兩倍以上，也降低了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。隧道二襯拱頂帶模注漿包括一整套新的注漿流程、新的工裝裝備及高性能充填材料，在簡(jiǎn)化傳統(tǒng)注漿工藝的同時(shí)，大大提高了注漿質(zhì)量。隧道二襯拱頂帶模注漿施工工藝，在隧道二襯襯砌臺(tái)車拱頂模板上設(shè)置了3個(gè)垂直注漿孔1個(gè)排氣孔，孔內(nèi)安裝高強(qiáng)聚乙烯PVC注漿管，二襯混凝土澆筑完成后終凝前注漿完成，和二襯形成一個(gè)整體，形成強(qiáng)度后共同受力。注漿材料采用廈門興納生產(chǎn)的壓漿料，水膠比1∶0.28，該類型壓漿料流動(dòng)性好，微膨脹，能更好的填充空隙，保證充盈度；能夠短時(shí)間內(nèi)果凍狀成型，強(qiáng)度高。在隧道工程部分不適合大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)操作的場(chǎng)景下可以利用水泥管遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。施工水膠比好控制，符合施工圖紙對(duì)于壓漿料的質(zhì)量使用要求。經(jīng)試驗(yàn)人員檢測(cè)，用帶微膨脹的壓漿料填充完畢之后的空隙率遠(yuǎn)低于用水泥漿注漿后的孔隙率。滿足施工要求的水泥漿水泥漿水膠比要達(dá)到1∶1才能施工，水膠比過(guò)大，形成強(qiáng)度過(guò)程中會(huì)失水收縮，形成新的空隙。而采用專用壓漿料施工，水膠比在1∶0.28就能達(dá)到比水泥漿更好的流動(dòng)性、滲透性、從而填充更加飽滿，水膠比1∶0.28接近混凝土硬化后的水膠比1∶0.24，形成強(qiáng)度過(guò)程中失水收縮形成的空隙更小，同時(shí)還可以通過(guò)壓漿料的微膨脹來(lái)填補(bǔ)形成的空隙。

3 拱頂注漿的作用和效果

為保證施工安全，在隧道背后進(jìn)行充填注漿，保證充填材料分布均勻減少，由于混凝土材料分布不均勻，造成澆筑不飽和，在澆筑空間內(nèi)產(chǎn)生間隙和剩余空間，使得初期支護(hù)和二次襯砌密貼共同受力。另一方面通過(guò)填塞高強(qiáng)度、高粘性壓漿料和混凝土形成整體結(jié)構(gòu)分布均勻，共同受力，在一定程度上也可以減少混凝土結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)開(kāi)裂產(chǎn)生縫隙的情況，起到一定的防水作用，防止地下水位升高對(duì)隧道施工區(qū)域造成影響。

4 施工參數(shù)

4.1 襯砌注漿孔設(shè)計(jì)參數(shù)

為了保注漿孔的規(guī)范，模板制作過(guò)程中采用22 mm直徑的鉆頭進(jìn)行鉆眼成孔，12 m模板臺(tái)車設(shè)置3個(gè)注漿孔，1個(gè)排氣孔，分別是離模板端頭3 m、6 m、9 m、11 m位置。

4.2 注漿參數(shù)設(shè)計(jì)

施工作業(yè)過(guò)程中采用隧道專用壓漿料，水膠比比為1∶0.28。在注漿過(guò)程中將注漿壓力設(shè)置為初壓0.4 MPa，終壓0.8 MPa，終壓最高不超過(guò)1.0 MPa，全程采用定壓注漿的方式，在注漿過(guò)程中將注漿管安裝在預(yù)埋的管道上，將注漿速度控制在15L/min，讓壓漿料有更加充足的時(shí)間流動(dòng)填充空隙。預(yù)埋的注漿管，在安裝過(guò)程中要避免與防水板進(jìn)行接觸，灌漿管端頭要設(shè)置1 cm十字缺口防止在注漿過(guò)程中對(duì)防水板產(chǎn)生破壞。灌漿管下端頭要設(shè)置球閥，防止外來(lái)物質(zhì)對(duì)端頭進(jìn)行堵塞，影響注漿效果，同時(shí)在注漿結(jié)束之后，工作人員及時(shí)將球閥關(guān)閉。

5 施工步驟

5.1 工作平臺(tái)及注漿設(shè)備

為確保施工作業(yè)安全、方便，不影響隧道其它工序的施工。壓漿設(shè)備放在已經(jīng)施工二襯端側(cè)面，不影響車輛通道通行既可。人員操作使用二襯臺(tái)車操作平臺(tái)，加工臺(tái)車的時(shí)候需要考慮注漿人員施工行走平臺(tái)搭設(shè)既可。

5.2 鉆孔、安裝注漿管

模板加工時(shí)沿模板縱向注漿口3 m、6 m、9 m、11 m處進(jìn)行鉆孔。注漿管采用直徑20 mm的高強(qiáng)聚乙烯塑料管，安裝模板內(nèi)側(cè)塑料管要特別注意，端頭留1 cm十字形槽口，不能破壞原有的防水板，在進(jìn)行PVC管安裝過(guò)程中，PVC管和模板接觸表面用棉花堵塞并帶上凹形密封圈，并使用泡沫填充劑對(duì)其進(jìn)行密封，模板外側(cè)設(shè)置三角形支架固定注漿管之后才能夠進(jìn)行二襯澆筑，注漿完畢后要把球閥關(guān)閉，排氣孔用止?jié){塞封閉，終凝后切除PVC管。

5.3 管口試接

注漿過(guò)程使用塑料管口連接在注漿過(guò)程開(kāi)始之前，工作人員首先要對(duì)每一個(gè)預(yù)留注漿管進(jìn)行檢查和試接，確保拌制的漿液能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用完畢，確保注漿過(guò)程能夠連續(xù)進(jìn)行。

5.4 漿液配置

注漿過(guò)程選用的是1∶0.28的壓漿料，采用智能高速攪拌機(jī)拌和，按照設(shè)計(jì)配合比比輸入每方漿液材料用量，在拌制過(guò)程中施工作業(yè)人員檢測(cè)儲(chǔ)漿桶內(nèi)拌制好漿液的流動(dòng)度和粘稠度，滿足要求既可使用。

5.5 二次補(bǔ)壓

第1次注漿完成之后要間隔半個(gè)小時(shí)，將每一個(gè)注漿口按0.4 MPa的壓力進(jìn)行注漿注漿時(shí)間為10 min，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓時(shí)可結(jié)束注漿。

6 注意事項(xiàng)

在進(jìn)行鍍鋅管預(yù)埋過(guò)程中，要小心安裝，防止破壞防水板，影響隧道的防水性能，注漿漿液的配合比在施工作業(yè)前必須由試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)確定施工配合比，注漿順序自下而上，如果遇到相鄰孔洞流漿使用木塞對(duì)其進(jìn)行堵塞，在注漿結(jié)束之后，關(guān)閉注漿球閥，要盡快將排氣孔封閉密實(shí)。

7 結(jié)束語(yǔ)

為確保隧道襯砌質(zhì)量，進(jìn)行二襯澆筑同步帶模注漿能夠保證有一個(gè)有利的支護(hù)作業(yè)面，確保隧道環(huán)境的施工及運(yùn)營(yíng)安全。