袁金寶
中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司 廣東深圳 518000
某隧道全長(zhǎng)7288m,隧道最大埋深約220m,全長(zhǎng)7288m。隧道主要包含Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ三類圍巖,最大開(kāi)挖高度11.5m,寬度11.6m,二次襯砌最大厚度為0.6m。其中,二襯施工帶模注漿段落全部處于Ⅵ級(jí)圍巖施工范圍。
拱頂帶模注漿施工的主要施工程序?yàn)椋号_(tái)車改進(jìn)→安裝RPC注漿管→二襯砼澆筑→安裝注漿管并制備漿液→注漿→拆卸、脫?!走_(dá)檢測(cè)。
為提高鐵路隧道襯砌質(zhì)量,避免隧道拱頂出現(xiàn)空洞、不密實(shí)、厚度不足,對(duì)現(xiàn)行襯砌臺(tái)車進(jìn)行必要的改進(jìn),達(dá)到帶模注漿的目的[1]。
(1)注漿孔位置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)12m臺(tái)車為例,在臺(tái)車頂部中心線開(kāi)4個(gè)注漿孔,直徑為40cm,主注漿孔與上循環(huán)二次襯砌端模距離為60cm~100cm,在襯砌臺(tái)車端模100cm~150cm處設(shè)置端模排氣孔,中間排氣孔平均分布。布置圖詳見(jiàn)圖1。
圖1 臺(tái)車注漿排氣管固定裝置布置圖
(2)注漿孔要求。為防止漏漿或法蘭脫落,要將固定法蘭四周滿焊牢固。法蘭厚度10mm,外徑120mm,內(nèi)徑40mm。RPC注漿管用套管焊接在定位法蘭處,套管長(zhǎng)50mm,內(nèi)徑38mm。
選用PRC管作為注漿管,因其具有良好的結(jié)合性,脫模方便。PRC管長(zhǎng)800mm,外徑為35mm,內(nèi)徑為12mm,壁厚11.5mm,且與注漿定位法蘭尺寸匹配。改造后的二襯臺(tái)車就位后,將準(zhǔn)備好的RPC注漿管進(jìn)行改造安裝,安裝時(shí)要頂住防水板,在預(yù)留孔處進(jìn)行“試穿”量測(cè),根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)確定注漿管的長(zhǎng)度,也對(duì)襯砌厚度是否滿足要求進(jìn)行檢測(cè)。從定位法蘭中試穿RPC注漿管,標(biāo)記和測(cè)量穿入的長(zhǎng)度,以實(shí)際深度+20mm為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。RPC注漿管管口制作,切除多余長(zhǎng)度的RPC注漿管,并在端頭切割“十字”溢流槽,溢流槽深 5mm,寬3mm。
(1)注漿料選擇。為了提高注漿效果,使注漿料與襯砌混凝土能良好地結(jié)合,并對(duì)混凝土有修復(fù)作用,從注漿料的流動(dòng)性、膨脹性、泵送性等多方面考慮,最后選用微膨脹注漿料。
(2)注漿機(jī)及連接件。注漿機(jī)制漿采用立式雙層攪拌機(jī),攪拌桶和儲(chǔ)料桶分別分布在上層和下層,在攪拌桶表面有過(guò)濾篩和下料電機(jī)。攪拌速率為50r/min~72r/min,采用容量為200L的攪拌桶和容量為200L~400L的儲(chǔ)料桶。注漿采用活塞式壓漿機(jī),電機(jī)功率和注漿活塞可承受壓力滿足現(xiàn)場(chǎng)要求,使有效垂直輸送距離不小于40m。注漿連接件包含連接套管、定位法蘭、止?jié){閥門(mén)和快速接頭[2]。
(3)漿液制備及注漿。拱頂注漿順序從低端往高端開(kāi)始,二襯混凝土澆筑完畢后2h實(shí)施帶模注漿是最佳時(shí)間,其與混凝土的結(jié)合性能最佳。注漿采用專用的制漿注漿一體機(jī)進(jìn)行操作,材料為專用的充填砂漿。為保證漿液的質(zhì)量,漿液的拌制過(guò)程要連續(xù),材料的用料要嚴(yán)格控制。
(1)實(shí)現(xiàn)了襯砌邊墻混凝土逐層逐窗入模,有效避免了混凝土離析、骨料堆積、產(chǎn)生“人”字坡冷縫等弊端;提升了襯砌邊墻混凝土澆筑的實(shí)體質(zhì)量和外觀質(zhì)量。(2)減少了邊墻澆筑換管工序,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約了澆筑時(shí)間。(3)滑槽體系經(jīng)濟(jì)適用,一次安裝重復(fù)使用,現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單便捷,一線工人易于接受。(4)滑槽體系采用人性化設(shè)計(jì),作業(yè)通道暢通有序,安全性高。
(1)襯砌臺(tái)車滑槽布置。料斗、溜槽和串筒均采用3mm鋼板制作。滑槽裝置分3級(jí),第1級(jí)為主料斗,第2級(jí)為分料斗,第3級(jí)為分流串筒,均通過(guò)入窗溜槽方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)左、右各3層共計(jì)18個(gè)窗口的均勻供料。(2)混凝土澆筑。①為滿足帶模注漿需要及判斷拱頂混凝土是否飽滿,需埋設(shè)注漿管。注漿管必須在澆筑混凝土前安裝,注漿管埋設(shè)完畢,即可開(kāi)始澆筑混凝土。具體澆筑步驟為:澆筑第1層窗口—關(guān)閉分流串筒1層閥門(mén),澆筑第2層窗口—澆筑第3層窗口—泵管接入拱頂灌注口,進(jìn)行沖頂施工。②混凝土澆筑時(shí),通過(guò)輸送泵將混凝土泵入臺(tái)車頂主料斗,通過(guò)各級(jí)插板閥門(mén),使混凝土經(jīng)主滑槽、“三通”分流槽、分流串筒和入窗溜槽,導(dǎo)流至各相應(yīng)工裝窗口,左右兩側(cè)混凝土面高差不得超過(guò)1.0m,前后高差不得超過(guò)0.5m,實(shí)現(xiàn)混凝土由下而上、逐窗入模分層澆筑的目的。
總的來(lái)講,襯砌逐層逐窗澆筑技術(shù)及帶模注漿技術(shù)作為一項(xiàng)新工藝,對(duì)比傳統(tǒng)工藝已有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。隨著這一技術(shù)的不斷成熟,必將會(huì)更多地應(yīng)用于工程施工中,有效提高工程質(zhì)量,為我國(guó)隧道建設(shè)保駕護(hù)航。