中鐵二十二局集團(tuán)軌道工程有限公司，北京 100040

1 工程概況

南聯(lián)山隧道起訖里程為DK368+800～DK378+650，總長度為9850m，最大埋深為250m，位于西雙版納—飛龍區(qū)間，隧道的進(jìn)口接路基、出口接飛龍車站。除了出口段693m為雙線隧道，其他部分均采取單線隧道的建設(shè)形式。圍巖類別主要為Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級，設(shè)計(jì)二襯厚度為35～45cm，二次襯砌為關(guān)鍵支護(hù)結(jié)構(gòu)，采用帶模注漿預(yù)防拱頂脫空技術(shù)。

2 二襯拱頂脫空的主要原因

隧道混凝土澆筑施工流程如下：首先，由模板兩側(cè)的灌注窗灌注混凝土，灌注量逐步增加，待灌注窗封閉后，暫停灌注作業(yè)；其次，從上排灌注窗處繼續(xù)向內(nèi)部灌注混凝土，壓滿后采取封閉措施；最后，按順序依次將泵送管拆除。在整個(gè)施工過程中，拱頂易出現(xiàn)密實(shí)度不足、空洞的問題，主要原因如下：

（1）初支面缺乏平順性，局部存在較明顯的凹坑，防水板掛設(shè)到位后將產(chǎn)生空腔，經(jīng)混凝土澆筑后，形成較明顯的空洞現(xiàn)象。（2）在掛設(shè)防水板時(shí)，未控制好松弛度。若掛設(shè)過緊，則難以與初支基面形成緊密貼合的關(guān)系，后續(xù)可見后背處存在脫空的情況；若掛設(shè)過松，則由于擠壓作用而形成褶皺、空鼓，生成較大范圍的空隙。（3）端頭模板未安裝到位，存在穩(wěn)定性不足、位置偏差等問題，端頭有漏漿現(xiàn)象，成型后的混凝土缺乏足夠的密實(shí)度。（4）混凝土澆筑時(shí)未逐孔沖頂，混凝土流動距離過長，距泵送孔遠(yuǎn)，因混凝土供應(yīng)不及時(shí)、壓力不足而造成澆筑不飽滿，進(jìn)而形成脫空；混凝土澆筑過程中未振搗密實(shí)，澆筑完成后混凝土受自重下沉，造成拱部脫空；下坡施工時(shí)，澆筑段與上循環(huán)之間形成空氣囊（拱部），造成襯砌背后空洞。

上述現(xiàn)象均會影響二次襯砌的整體施工質(zhì)量，其穩(wěn)定性欠佳、受力條件不良。對此，在施工期間，需要在二襯拱頂預(yù)留注漿孔，在注漿孔組織注漿作業(yè)，充分填充漿液，以免拱頂脫空。

3 工藝原理及應(yīng)用優(yōu)勢

拱頂帶模注漿施工所用材料為單液水泥漿或水泥砂漿，將該部分材料注入二襯與初支、防水層間的空隙內(nèi)，能達(dá)到填充、加固的效果。相較于常規(guī)的拱頂縱向預(yù)埋注漿花管的方法，此處所提的帶模注漿系統(tǒng)可突顯出以下應(yīng)用優(yōu)勢：

（1）節(jié)省了注漿花管打孔的作業(yè)時(shí)間，提高了施工效率。（2）無反坡施工的不良影響，注漿的干擾因素較少。（3）二次襯砌初凝前便可組織注漿作業(yè)，避免中途長時(shí)間等待。（4）在以往的縱向預(yù)埋注漿花管施工中，管道的長度過大，加之外部因素的影響，易出現(xiàn)花管堵塞現(xiàn)象，而帶模注漿系統(tǒng)則可以有效規(guī)避該問題；此外，可避免預(yù)貼注漿花管處形成地下水通道的情況，有效優(yōu)化施工條件。

4 施工技術(shù)

4.1 注漿系統(tǒng)的組成

注漿系統(tǒng)的核心組成包含注漿設(shè)備、液壓調(diào)整構(gòu)件、注漿管、監(jiān)測系統(tǒng)等，采取徑向+縱向注漿、水平擴(kuò)散的方法，使?jié){液能夠有效填充在二襯與初支的空隙內(nèi)，并采用監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測注漿是否充滿拱頂。

4.2 注漿系統(tǒng)的安裝

（1）注漿管埋設(shè)。沿臺車拱頂中線分別在臺車前中后端2m處、中間6m處布置徑向SM-RPC注漿管（SM-RPC注漿管為頂端有“+”槽、內(nèi)徑為16mm的高性能水泥管），長度約為60～75cm，與臺車頂部注漿管定位法蘭連接固定，將超長部分切除，下部依次接注漿連接頭、壓力表及注漿機(jī)軟管。在拱頂中線防水板處布置縱向注漿管和排氣管，注漿管、排氣管均采用直徑30mm的PVC管，注漿管管身布設(shè)梅花型溢漿孔，孔徑為2～3mm，縱向間距為20cm，固定條采用40cm×10cm的矩形防水板，將注漿管與排氣管固定條焊接固定在拱頂，兩管間距為3～5cm，固定條間距≤80cm。PVC管加長采用直接頭連接，總長度等于襯砌長度加20cm（外露），外露端頭設(shè)置連接管路裝置。（2）監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置。在拱頂縱向注漿管與防水板之間每隔2m預(yù)埋接觸端子（應(yīng)避開臺車混凝土沖頂孔位置），采用絕緣電線連接至監(jiān)測系統(tǒng)控制箱。在注漿過程中，當(dāng)漿液注滿后淹沒預(yù)埋接觸端子時(shí)形成回路，控制箱上指示燈亮，以此監(jiān)控注漿是否注滿。

4.3 立模

（1）縱向注漿管及監(jiān)測系統(tǒng)接觸端子安裝完成后，將臺車移至待澆筑二襯段落，若無誤則將徑向注漿管深入臺車內(nèi)。（2）注漿管與防水板密貼，安排人員觀察二次注漿管，準(zhǔn)確掌握其伸出的位置，若期間存在與鋼筋位置交叉的情況，則需要對鋼筋的位置進(jìn)行調(diào)整。

4.4 帶模注漿的時(shí)間控制

已灌注的混凝土達(dá)到密實(shí)狀態(tài)后（初凝前），立即組織帶模注漿作業(yè)。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，在一次灌注完成2h后可以進(jìn)入帶模注漿施工環(huán)節(jié)，但漿液性能、氣溫等均會對該時(shí)間造成影響，因此需要視實(shí)際情況而定[1]。

4.5 漿液配制

注漿所用材料以水泥漿為主，經(jīng)試驗(yàn)后確定水灰比，為滿足漿液由稀到濃的變化需求，宜設(shè)置2～3個(gè)水灰比級別，并根據(jù)該工程的實(shí)際情況，采取0.4和0.5兩類水灰比控制標(biāo)準(zhǔn)。

4.6 注漿的主要流程

注漿作業(yè)應(yīng)遵循緩慢的原則，注漿壓力將逐步上升，待達(dá)到1.5MPa后，暫停注漿泵的運(yùn)行；等待數(shù)分鐘，隨后使壓力下降至0.2MPa以下，恢復(fù)注漿。按照此方法重復(fù)操作多次，直至壓力無法下降為止[2]。此外，隨著漿液的注入，待頂部空隙被注滿后，緩慢關(guān)閉注漿閘閥。

5 施工注意事項(xiàng)

5.1 臺車質(zhì)量的控制

臺車需要滿足動荷載剛度和強(qiáng)度的雙重要求，面板厚度至少應(yīng)達(dá)到10mm，以免在使用過程中失穩(wěn)。

5.2 防水層鋪設(shè)質(zhì)量的控制

（1）噴射混凝土施工時(shí)，嚴(yán)格控制表面平整度，應(yīng)滿足D/L≤1/20的要求，其中D、L分別為初支基層相鄰兩凸面間的深度和距離。（2）在許可范圍內(nèi)適當(dāng)加長防水板的下料長度，實(shí)際鋪設(shè)長度與初支基面弧長的比值以10∶8較為合適；在完成鋪設(shè)作業(yè)后，要求防水板與初支表面緊密貼合，不可出現(xiàn)空洞現(xiàn)象。（3）從拱部開始，逐步向兩側(cè)鋪設(shè)防水板；以防水板材料為準(zhǔn)，選擇同材質(zhì)的熱熔墊片；防水層拱部固定點(diǎn)的間距不宜超過0.5m；遇到凹凸量較為明顯的區(qū)域時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加密凹處的固定點(diǎn)，以保證在襯砌澆筑施工期間不出現(xiàn)防水板脫落的情況（若脫落則會產(chǎn)生拱部空洞）[3]。

5.3 拱頂回填注漿的檢查

（1）根據(jù)隧道的坡度，注漿施工自較低的一端開始，向較高的一端推進(jìn)。（2）嚴(yán)格控制注漿材料的質(zhì)量，可選用微膨脹水泥漿，注漿壓力需達(dá)到0.2MPa。注漿期間加強(qiáng)觀察，若存在吸漿量偏大的情況，應(yīng)立即暫停注漿作業(yè)，分析具體成因，并采取針對性的處理措施。（3）注漿后，在隨后的3個(gè)月內(nèi)組織質(zhì)量檢查，可采取人工敲擊、地質(zhì)雷達(dá)掃描等方法，準(zhǔn)確掌握拱頂襯砌的質(zhì)量情況，且重點(diǎn)關(guān)注施工縫、預(yù)埋槽道等位置。（4）經(jīng)過前述的自檢后，組織第三方檢測，并生成檢測報(bào)告。

5.4 預(yù)防措施

（1）按規(guī)范施工，保證光面爆破效果，從而規(guī)避二襯脫空問題。（2）根據(jù)圍巖基面的實(shí)際情況采取處理措施，要求其具有平整性與穩(wěn)定性，減少凹凸現(xiàn)象。（3）在掛設(shè)防水板時(shí)，要求其與襯砌表面緊密貼合，并留有足夠的長度，以免防水板背面脫空。（4）在埋設(shè)注漿管時(shí)，用棉紗緊密封堵管的兩頭，以免因雜物混入而堵管。（5）二次襯砌施工中，加強(qiáng)對混合料質(zhì)量的控制，遵循隨拌隨用的原則，泵送后需要維持約60s的恒壓，確?；炷量稍趬毫ψ饔孟铝鲃覽4-6]。

5.5 安全防護(hù)措施

（1）選擇具有耐高壓特性的注漿管道和連接部件。（2）在孔口管和止?jié){閥的安裝過程中，必須確保兩者具有足夠的穩(wěn)定性。（3）工作人員按規(guī)范操作機(jī)械設(shè)備，做好維修與保養(yǎng)工作，不得隨意拆卸設(shè)備。（4）拱頂注漿屬于高空作業(yè)，安全隱患較多，因此需要加強(qiáng)安全防護(hù)。（5）若存在管道堵塞的情況，需要查明成因，并采取針對性的處理措施，高效解決問題。

6 結(jié)束語

綜上所述，二襯帶模注漿是預(yù)防拱頂脫空的重要方法，可以保證二襯的施工質(zhì)量，有效發(fā)揮出該結(jié)構(gòu)在隧道工程中的支護(hù)作用。文章重點(diǎn)對二襯帶模注漿的技術(shù)要點(diǎn)展開了探討，希望為類似工程提供參考。