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隧道衬砌拱顶带模注浆施工工艺解析

隧道衬砌拱顶带模注浆施工工艺解析

  隧道衬砌拱顶带模注浆采用隧道衬砌专用注浆机,又称为拱顶带模注浆一体机。隧道衬砌拱顶带模注浆是为了提高隧道拱顶衬砌质量的整体性和密实度,加强对隧道拱顶衬砌混凝土冲顶灌注的监控和管理,掌握支护的超欠挖情况,及时进行拱顶不密实部位实施带模注浆,保证拱顶衬砌结构的整体性。

  隧道衬砌拱顶带模注浆包括一整套新的注浆流程、专用注浆设备及高性能充填材料,在简化传统注浆工艺的同时,大大提高了注浆质量。拱顶带模注浆一体机采用双层设计,上层制浆,下层拌浆,前端注浆,注浆压力及流量自动打印,实现一台设备“搅拌注浆施工”,减少设备投入的同时,提高注浆工效,也降低了现场作业人员的劳动强度。

  一、注浆施工前准备
  1、隧道衬砌拱顶带模注浆前应制定施工组织设计与施工技术方案。
  2、注浆前应准备好计量设备、制浆注浆设备等。
  3、对有钢筋的衬砌,在绑扎钢筋时,钢筋应避开注浆孔。
  4、安装预埋槽道时,应避开注浆孔,可沿纵向方向对预埋槽道进行平移。
  二、注浆工艺流程图

隧道衬砌拱顶带模注浆施工工艺解析

  三、RPC注浆管安装及衬砌厚度记录
  衬砌台车安装定位后,衬砌混凝土浇筑前,安装RPC注浆管。从固定法兰处垂直穿入RPC注浆管,上端顶住防水板,并记录穿入固定法兰及台车内的RPC管长度L1,固定法兰以及台车模板厚度为L0,定位法兰厚度以及定位法兰套管长度之和为L2(一般情况L2=1cm+5cm=6cm),RPC注浆管伸出定位法兰套管长度为L3,L1+L2+L3合计为RPC管预留总长度L4,裁切RPC管多余长度,并在穿入衬砌RPC管顶端管口切割十字口,深度0.5cm,宽度为0.3cm。拱顶衬砌的厚度L为埋入RPC管的净长度:
  L=L4-L3-L2-L0 …………………………………………………………
  其中
  L为RPC注浆管顶端与台车顶模上表面间的距离,即RPC管埋入衬砌中的净长度,cm;
  L0为固定法兰以及台车模板厚度,cm;
  L1为穿入固定法兰及台车内的RPC管长度,cm;
  L2为定位法兰厚度以及定位法兰套管长度之和,cm;
  L3为RPC注浆管伸出定位法兰套管长度,cm;
  L4为预留的RPC注浆管总长度,cm。
  在注浆管安装记录表中记录L4长度,并计算L长度。将各注浆孔的预留总长度L4以及埋入净长度L以及相关数据记入注浆管安装记录表,记录表见附录F。
  在固定法兰上安装定位法兰,并将制作好的RPC管穿入定位法兰,其中十字切口端与防水板顶紧。定位法兰外接管上连接套管及注浆管固定管。
  四、注浆口混凝土泌浆观察记录
  注浆管埋设完毕,即可开始浇筑混凝土。拱顶混凝土浇筑时,观察各注浆口是否泌浆,必要时辅以钝头圆钢筋确定管内出浆情况,以确定混凝土是否达到注浆管出浆口位置。各注浆孔出浆以及端模混凝土饱满后,认为混凝土基本完成冲顶。拱顶混凝土浇筑完毕,及时对注浆口进行清理和防堵措施,避免注浆管堵塞。
  拱顶混凝土浇筑完毕宜尽早进行拱顶注浆,原则上不迟于混凝土浇筑完毕12h。
  五、隧道衬砌拱顶带模注浆设备准备
  1、主注浆孔上连接带有阀门、压力表及快速接头的注浆接头。
  2、安放拱顶带模注浆一体机。设备放在上一循环衬砌下方,且靠边放置,贴安全警示反光条。
  3、备足注浆材料,放置在制浆机附近,且底部须进行防潮防水隔离,防止施工等各种用水浸湿注浆材料。
  4、根据注浆设备要求,进行设备、注浆管润湿和泵送检校。
  六、制浆
  1、按照材料配合比,计算每盘材料量和拌合水量,并使用专用的盛水器具。
  2、开动搅拌机,先加入一半的注浆材料,开动下料振动电机,然后加入全部的拌合水,再继续加入另一半注浆材料,搅拌2~3min(或者遵照设备使用说明),搅拌成均匀的浆体。
  3、打开制浆桶卸料阀门,使浆体快速流出到储浆桶,然后关闭制浆桶卸料阀门。
  4、按照上述方法循环制浆。
  七、注浆
  1、浆料放入到储浆桶后,将注浆管放到排水沟边缘,启动注浆泵,将管体中的水全部挤出后,停止注浆机。
  2、将注浆管管头提升到衬砌台车上,与台车注浆接头连接。并将注浆管固定到台车上,悬空部分固定到台车侧面。
  3、启动注浆机,开始注浆。注浆顺序由主注浆孔向端模注浆孔依次进行注浆。
  4、注浆过程中,观察台车压力表和端模出浆情况。如果端头模圆弧点漏浆,先停止注浆泵,并及时对漏浆处进行封堵,然后继续注浆,直至端头出浆浆体密度与制浆机中一致。更换至下一个注浆孔,依次类推。注浆时,如果台车处压力表超过1.0MPa,直接转至一下注浆孔。每一个注浆孔均需注浆,但在注浆过程中进行其它孔注浆时未注浆的注浆孔流出达到相同密度的浆体时,该孔可以封闭,不进行注浆。
  RPC注浆管内须饱满,注浆完毕更换注浆连接件时应及时封堵RPC注浆管。
  5、结束注浆。各孔注浆结束,端模处出浆浆体密度与制浆桶中一致,结束注浆。
  6、记录注浆总量、注浆开始时间和结束时间,见附录F。
  7、留样检测。分别在制浆机和台车注浆软管管头处进行抽样,检测浆体密度。浆体密度与实验室的测试值相差不得超过1.5%。在台车注浆软管管头处抽样,进行抗压强度和抗折强度试验。每进行10板注浆进行一次浆体密度检测和同条件强度检测,检测28d强度试件的抗压强度和抗折强度。
  八、清理
  1、将未使用完的注浆材料拉回到干燥位置贮存,并采取必要的隔离和防潮措施。
  2、隧道内有排水设施的,可在隧道内清洗制浆注浆机、注浆管道;隧道无排水设施的,将设备拉到隧道外指定位置进行设备清洗。
  3、拆卸注浆连接头,并及时堵塞RPC注浆管管口,防止漏浆。
  4、预留注浆孔表面防护
  拱顶经地质雷达或敲击检测合格后,注浆管外漏部位使用角磨机切割打磨平整,并使用改性环氧树酯进行表面处理。对内部完全密实的注浆孔,以注浆孔为中心涂刷改性环氧树脂胶,涂刷范围为半径10cm。注浆孔未完全密实的,先使用环氧树脂胶泥封堵注浆孔,封堵深度不低于5cm,然后表面再涂刷环氧树脂胶,涂刷范围为半径10cm。
  九、质量检查及验收
  1、拱顶带模注浆的质量检验分施工前检验、施工过程检验、施工后检验。
  2、施工前检验项目应全部合格后方可施工;施工过程检验项目出现不合格时,应分析原因,及时调整,待合格后方可继续施工;施工后检验项目应和施工前、施工过程检验项目共同作为质量评定和验收的依据。
  3、微膨胀注浆料保质期三个月,超过保质期不得使用。微膨胀注浆料贮存时须采取防潮防雨措施。

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