为提高铁路隧道衬砌质量,在铁路隧道施工过隧道拱顶带模注浆施工工艺可有效提高注浆的质量,该工艺在衬砌混凝土初凝前及时进行注浆,避免传统衬砌注浆浆液与衬砌“两层皮”的现象,使衬砌结构整体性更好。隧道拱顶带模注浆施工技术,即通过对衬砌台车进行改造,在衬砌台车模板中心线位置沿台车纵向方向设置一定数量的注浆孔,并安装注浆用固定法兰,预埋活性粉末混凝土(RPC)注浆管。混凝土浇筑结束后及时从预埋注浆管处进行注浆,该施工技术不仅简化了传统注浆工艺,而且显著提高了注浆的质量。拱顶带模注浆采用拱顶预埋RPC管进行注浆,制浆及注浆设备选用拱顶带模注浆一体机。注浆材料采用专用微膨胀结合砂浆料,水料配合比初步选定为0.18,施工中根据工艺试验总结参数具体确定。拱顶带模注浆时间为衬砌混凝土浇筑完成后2小时内,混凝土初凝之前进行。
一、拱顶带模注浆一体机注浆工艺原理
在衬砌台车拱顶设置注浆孔、排气孔及观察口,并在衬砌台车上安装注浆管、排气管等。安装注浆管并固定,在开口处安装法兰,在法兰内安装注浆管并固定。在衬砌混凝土浇筑时,该注浆管的作用就是观察口。带模注浆是在衬砌混凝土浇筑结束后及时注浆,由于有台车保护可采用较高的压力(最高达1.0MPa)进行注浆,注浆材料与衬砌混凝土结合成整体,提高衬砌结构的整体性,在第一时间修复各种混凝土空洞及缺陷。一般情况,注浆在混凝土浇筑完即可开始,注浆施工时间2h左右,不占用隧道任何作业工序时间。注浆管采用RPC注浆管,RPC管为高性能水泥基材料,与混凝土粘接性能良好,且本身强度高,易于切割,便于衬砌台车脱模。注浆料采用各项指标达到或优于衬砌混凝土性能的充填砂浆,同时具有良好的流动性和可泵送性,微膨胀,可施工时间长,不泌水不收缩,凝结后强度高。拱顶带模注浆采用专用的拱顶带模注浆一体机,泵内最高压力可达4MPa,且设备走行及操作方便,作业强度小效率高。
二、拱顶带模注浆一体机施工工艺流程
1、安装PRC注浆管并顶紧防水板。根据衬砌几何要求使改造后的模板就位后,将准备好的PRC 注浆管(兼做排气孔、观察孔)通过改造后的预留孔处进行“试穿”量测划线,确定检测衬砌厚度是否满足设计要求,具体标准以PRC注浆管顶住防水板长度+2cm为准。
2、记录PRC注浆管埋入深度。安装注浆管定位法兰,固定法兰与定位法兰之间放置密封胶圈,拧紧避免漏浆,将PRC管穿入顶紧防水板,RPC管下料长度以顶住防水板外漏+2cm。
3、注浆液制备及带模注浆。拱顶注浆原则上按照从低端向高端开始注浆。衬砌混凝土浇筑完成后及时进行注浆,注浆材料采用微膨胀水泥浆,水灰比6∶10;注浆采用拱顶带模注浆一体机进行操作。浆液要求连续拌制,拌制过程中严格监控材料用量,确保浆液质量。
4、观察压力表和排气管出浆。注浆结束标注以排气孔和端头模板流出浓浆即结束注浆。若台车模板处出浆压力达到1.0MPa,仍未出浆,应更换注浆孔注浆,直至中间排气孔和端模排气孔流出浓浆3-5s时停止注浆。
5、注浆结束,关闭球阀,卸下注浆软管。浆液初凝后卸掉定位法兰。