张秀文;张欢;何玉书
【摘 要】During the tunnel lining construction of Beijing-Zhangjiakou high speed railway,the new type railway tunnel trolley with mold grouting was applied. It achieves good effect in preventing cavities upon tunnel lining vault, and greatly improves the construction quality of tunnel lining vault. The application experience of such trolley was summarized in this paper,and a reasonable duration for grouting,that is from the time 12 h after vault concrete placement to the start of formwork removal,was proposed. In addition,the grouting technology was optimized by setting longitudinal grouting pipes and connecting with radial RPC grouting pipes to overcome the trouble that grouting pipes can easily be blocked. The new grouting technology can improve the construction quality of tunnel lining .%在京张(北京—张家口)高速铁路隧道衬砌施工中应用了带模注浆新型铁路隧道衬砌台车,对于预防隧道二次衬砌拱顶空洞效果良好,极大地提高了隧道拱部衬砌施工质量.本文总结该新型台车的应用经验,分析得出合理的拱顶注浆时间段——自隧道拱部混凝土浇筑完毕后12 h至拆模前.通过增加纵向注浆管并使之连通径向RPC注浆管,优化了注浆技术,克服了注浆管易被堵塞的问题,提升了隧道衬砌施工质量.
【期刊名称】《铁道建筑》 【年(卷),期】2017(000)005 【总页数】3页(P55-57)
【关键词】铁路隧道;衬砌台车;带模注浆;检验检测;注浆时间;注浆技术;方案优化 【作 者】张秀文;张欢;何玉书
【作者单位】京张城际铁路有限公司,北京 100070;京张城际铁路有限公司,北京 100070;京张城际铁路有限公司,北京 100070 【正文语种】中 文 【中图分类】U455
为预防铁路隧道二次衬砌拱顶空洞，提高铁路隧道施工质量，中国铁路总公司工管中心组织推广了带模注浆的新型铁路隧道衬砌台车施工。该新型台车设计上打破了原有隧道拱顶注浆方法，调整了注浆孔和排气孔位置设置，采用了预埋RPC注浆管来注入高流动性微膨胀早强砂浆的新方法。该设计具有工装加工简单、工艺操作简便的特点。京张城际铁路公司于2016年11月组织了带模注浆新型铁路隧道衬砌台车施工现场观摩，并开展了相关培训学习，至2017年3月底京张高速铁路建设已广泛应用新型台车。京张指挥部还结合工程实践组织了隧道专业技术人员开展隧道二次衬砌拱顶混凝土浇筑与注浆现场检验检测与研究总结，在推广新型铁路隧道衬砌台车的基础上，对施工隧道拱顶衬砌带模注浆施工技术进行改进创新，持续提升隧道衬砌施工整体质量。
根据微膨胀砂浆与混凝土结合体试验的抗压和抗折强度试验，分析了不同注浆时间段的施工效果，分述如下。
2.1 在衬砌混凝土浇筑后0～4 h注浆
在衬砌混凝土初凝前注入注浆料，由于注浆料与衬砌混凝土是2种不同的配合比，注浆料注入未初凝的混凝土后会形成新的完整结合体。该新的完整结合体是在没有经确认的第3种配合比的情况下产生，对于新的完整结合体是否满足隧道二衬高
性能耐久性混凝土质量要求，目前还没有相关的参考资料予以佐证。因此在此时间段内注浆形成新的完整结合体，虽然抗压、抗折强度满足设计要求，但是该施工质量验收不符合《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB 10753—2010)、《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB 10417—2003)相关要求。 2.2 在衬砌混凝土浇筑后5～11 h注浆
在衬砌混凝土终凝前注入注浆料，注浆料注入未终凝的衬砌混凝土后会在混凝土界面形成新的部分结合体。同上原理，施工质量验收仍不符合相关要求。 2.3 在衬砌混凝土浇筑后12 h～拆模前2 h注浆
在衬砌混凝土终凝后，即混凝土浇筑12 h～拆模前2 h注入注浆料，注浆料终凝后形成实体充填。所形成的实体物理结合不会产生新的结合体或部分结合体，施工质量符合 TB 10753—2010，TB 10417—2003相关要求。故隧道拱顶带模注浆时间定在衬砌混凝土浇筑后12 h～拆模前2 h内，既能提高作业效率，减轻作业人员劳动强度，降低施工成本，又能保证施工质量符合铁路隧道施工质量验收标准。 通过以上对比分析发现，在隧道拱顶混凝土浇筑完成后3个时间段带模注浆均满足混凝土+注浆料的抗压、抗折强度设计要求。其中前2个时间段所浇筑的混凝土和注浆料形成了新的完整结合体或界面部分结合体，不能满足施工质量验收标准要求。在第3个时间段带模注浆，注浆施工效果既达到带模注浆新型铁路隧道衬砌台车工装工艺改进创新的目标，又符合施工质量验收标准要求。因此带模注浆时间宜设定在在衬砌混凝土浇筑后12 h～拆模前2 h。
传统隧道拱顶注浆采用纵向预贴注浆排气管道注浆法(见图1)。预贴注浆花管采用胶质软管，在管身布设梅花形溢浆孔且排气管不布孔，径向注浆管采用PVC管或钢管。由于PVC管内壁光滑，浆体收缩后可能脱落，存在安全隐患。而钢管易刺破防水板，脱模时易造成管外混凝土开裂。传统注浆方法作业效率低，作业劳动强度大，而施工安全质量方面存在安全隐患。
带模注浆的新型铁路隧道衬砌台车选用RPC管代替传统的PVC管或钢管。RPC管管壁较厚，接触面积大，无毛刺锋边，且强度高，能够顶紧防水板，又不会刺穿防水板(见图2)。RPC管预埋工艺简单，操作方便可靠，通过衬砌台车4个预留孔，直接穿入RPC注浆管，用法兰及变径接头固定，带模注浆完成后，脱模时则直接敲断RPC管(见图3)。作业效率高，减轻作业劳动强度，降低了施工成本。 在使用该新型衬砌台车注浆施工过程中发现，预埋RPC注浆管注浆时仅在0～4 h时间段拱部混凝土初凝前管道能保持畅通，而在12 h以后预埋RPC注浆管道完全被混凝土浆液凝固堵塞，注浆管道失效。同时从RPC注浆管顶端注入的注浆料由于重力的作用会形成抛物线充填状态，容易在RPC注浆管间形成注浆盲区，影响注浆的整体效果，拱顶空洞得不到彻底整治。
因此，在带模注浆的新型铁路隧道衬砌台车工装的基础上，通过增设拱顶纵向注浆管形成预埋注浆管体系来优化注浆技术。具体做法是将新型铁路隧道衬砌台车径向RPC注浆管顶端与隧道拱顶密贴防水板预埋的纵向注浆胶质软管相连结。由于径向注浆管与纵向注浆管在隧道拱顶浇筑混凝土时呈封闭状态，在隧道拱顶混凝土浇筑中不会堵塞，因此能够达到注浆要求(见图4、图5)。这样既保证了注浆管道不被堵塞，又能使注浆料从径向注浆管注入纵向注浆管，通过纵向注浆管溢浆孔注入拱顶，保证拱部密实无空洞，满足了施工质量验收标准要求。
通过对隧道二次衬砌拱顶空洞质量病害原因分析发现，有些现场技术管理人员对隧道衬砌实际需要的混凝土数量不清，不能提供真实的混凝土用量数据，造成混凝土供应量不够，实际衬砌在未浇筑满的情况下停止，使拱顶出现空洞。混凝土施工配合比中水灰比偏大，混合料坍落度大，混凝土振捣不密实，混凝土自重下沉，混凝土收缩徐变等，均可能产生空隙形成空洞。
根据隧道拱顶空洞形成原因，要做到有效预防拱顶空洞，首先要加强隧道衬砌封拱顶工艺水平，坚持过程控制，克服人为原因造成拱顶出现空洞，确保满足衬砌混凝
土设计厚度。其次采取带模注浆新技术，按照要求提前做好注浆准备工作，确定注浆浆液配合比，严格控制好注浆压力、注浆流量，满足注浆结束标准及结束注浆要求。再次，做好隧道施工管理的标准化、规范化，保证全工序工艺达标，从而从施工工序工艺源头上预防隧道拱部衬砌厚度不够、拱顶出现空洞等质量病害。 1)应在带模注浆衬砌台车拱顶混凝土浇筑完12 h～拆模前2 h内注浆，注浆时间原则上不早于混凝土终凝时间。这样既满足实体质量要求又符合隧道施工质量验收标准。
2)通过改进带模注浆衬砌台车注浆管的设置，增加纵向注浆管并连通径向注浆管形成注浆体系，既能保证注浆管道正常注浆，又能满足拱顶注浆达到密实要求。
【相关文献】
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