復(fù)雜交互軟巖輸水隧洞襯砌防滲漏施工技術(shù)研究

涂婷婷 高夫杰 趙飛

摘 要：由于隧道拱頂?shù)奶厥馕恢茫┕ぶ胁豢杀苊獾卮嬖谝r砌拱頂與混凝土初支面不密貼，產(chǎn)生脫空、空洞等現(xiàn)象。本文針對此問題，以臺車為載體進(jìn)行拱頂帶模注漿（防滲），注漿管提前預(yù)留，注漿管套筒內(nèi)通過安裝、拆卸螺桿頭，實(shí)現(xiàn)注漿孔的及時封閉與開孔;依托臺車鋼模側(cè)肋安裝定型化端模結(jié)構(gòu)，端模兩水平端夾固中埋式止水帶實(shí)現(xiàn)防滲漏。實(shí)現(xiàn)了襯砌混凝土終凝后、拆模前及時二次注漿，通過高灌漿壓力可充分密實(shí)襯砌腔體，將傳統(tǒng)的隧道襯砌缺陷從后期修復(fù)變?yōu)樵缙陬A(yù)防，改善了襯砌混凝土的整體力學(xué)狀況，解決了隧道拱頂空洞、開裂、脫落及滲水的問題，為我國的水利及隧道建設(shè)保駕護(hù)航。

關(guān)鍵詞：隧洞;襯砌;拱頂;滲漏;二次注漿

中圖分類號：TV52? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）11-0143-03

由于隧洞襯砌拱頂位置的特殊性，施工中不可避免地出現(xiàn)襯砌拱頂與混凝土初支面不密貼，產(chǎn)生脫空、空洞等現(xiàn)象[1～3]。

由于襯砌缺陷的存在，改變了襯砌的應(yīng)力狀態(tài)，實(shí)際應(yīng)力可能超出設(shè)計應(yīng)力，這會使襯砌的應(yīng)力狀況惡化。在外部不利因素的作用下，襯砌破損和滲漏的可能性會增加[4-5]。在實(shí)踐中，二次注漿可以基本解決襯砌缺陷，但仍存在一些不足，主要是由于注漿管預(yù)留固定的不牢靠，注漿管和排氣管易堵塞，灌漿壓力雖然較高，但仍有個別部位不密實(shí)[6-8]。另外，由于端模處圍巖不平整導(dǎo)致組裝的端模不能完全閉合，并不能維持灌漿壓力。因此，如果從端模擋板和防水板之間的縫隙中流出注漿液，則注漿結(jié)束。此時由于平整度和灌漿路徑問題，仍不能保證空腔被填滿[9-12]。

為此，本文以臺車為載體進(jìn)行拱頂帶模注漿（防滲），將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程，總結(jié)了工程施工技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，為類似工程施工提供借鑒及參考。

1 技術(shù)特點(diǎn)

（1）本技術(shù)施工方便可靠，注漿管帶模注漿可在襯砌施工完混凝土終凝后、拆模前開展二次注漿，通過高灌漿壓力可充分密實(shí)襯砌腔體，將傳統(tǒng)的隧道襯砌缺陷從后期修復(fù)變?yōu)樵缙陬A(yù)防。

（2）技術(shù)針對性強(qiáng)，工序嚴(yán)格?？梢员ＷC襯砌混凝土具有較高的抗?jié)B固結(jié)強(qiáng)度，確保襯砌和巖體緊密固結(jié)，抗?jié)B效果顯著。

（3）該技術(shù)的注漿裝置結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。只要嚴(yán)格控制操作工序，就能達(dá)到應(yīng)有的效果，滿足隧道的防滲漏要求，不需要其他起重設(shè)備的輔助、大型注漿設(shè)備和特殊注漿材料，并且它是在襯砌施工間隙同時進(jìn)行的，不影響襯砌施工和整體工期。

（4）由于組合式端模板的特殊結(jié)構(gòu)，可以在端模的鋼制部件的上下連接之間固定嵌入止水帶，省去了安裝止水帶加固夾的麻煩，省去了止水帶和豎立鋼筋，大大提高了施工速度，減少了滲漏通道，襯砌施工縫的防水效果大大增強(qiáng)。

2適用范圍

該技術(shù)適用于襯砌混凝土的二次注漿，可用于復(fù)交互軟巖和巖層破裂抗?jié)B要求高的襯砌混凝土施工，也可作為類似的混凝土工程的參考。

3 工藝原理

如圖1，以臺車為載體進(jìn)行隧洞襯砌拱頂防滲漏注漿（二次注漿），在襯板臺車的頂部模板上設(shè)置注漿孔，中間排氣孔和端模排氣孔，在開孔處提前預(yù)留安裝注漿管、排氣管頂住防水板，注漿管與臺車模板連接處，采用螺紋套筒、固定法蘭定位法蘭實(shí)現(xiàn)與模板微損定位連接，且提高連接處的防滲漏效果。注漿管頂部為槽頭開口，槽頭為內(nèi)徑小一號的螺紋套筒結(jié)構(gòu)，套筒內(nèi)通過安裝、拆卸螺桿頭，實(shí)現(xiàn)注漿孔的及時封閉與開孔。依托臺車鋼模側(cè)肋安裝定型化端模結(jié)構(gòu)。端模分為上、下聯(lián)，采用固定連桿、螺桿實(shí)現(xiàn)端模上聯(lián)、下聯(lián)與臺車鋼模側(cè)肋三者的整體快速連接，上、下聯(lián)端模交接處均帶有水平端，兩水平端夾固中埋式止水帶實(shí)現(xiàn)防滲漏。預(yù)留注漿管上連接套管及注漿管開展二次注漿，如果注漿壓力超過1.0MPa且沒有出漿，則更換注漿孔，直到注漿達(dá)到要求為止。在對每個注漿孔完成注漿且端?；炷溜枬M之后，基本完成注漿。

4施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖2所示。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 施工準(zhǔn)備

在主注漿孔上連接帶有壓力表和快速接頭的注漿接頭，注漿管（帶注漿管槽頭，如圖3）、預(yù)制固定法蘭、定位法蘭（如圖4）、封孔螺桿（配合注漿管槽頭）、螺紋套筒等定位固定構(gòu)件。

4.2.2? 端頭模板安裝

（1）在襯砌澆筑之前，將組合端頭模板的下聯(lián)與模板臺車側(cè)肋通過鋼模固定螺栓連接到一起。

（2）然后安裝中埋式止水帶。

（3）安裝端頭模板鋼制部分上聯(lián)，并通過連接桿將組合式端頭模板上、下兩聯(lián)聯(lián)合為整體，并保證止水帶預(yù)留槽處無縫隙。

（4）循序漸進(jìn)完成整個斷面的端頭模板安裝工作。

4.2.3 臺車頂模開孔

襯砌臺車的頂部開孔，每一循環(huán)襯砌設(shè)置三個孔，如圖5，依次為注漿孔、中間排氣孔、端模排氣孔。

4.2.4? RPC注漿管安裝及襯砌厚度記錄

注漿管的安裝過程如圖6～圖9所示。將RPC注漿管從固定法蘭孔穿入，上端緊貼防水板，記錄穿入的RPC管長度L1，固定法蘭和臺車模板厚度L0，定位法蘭厚度和長度之和L2（通常L2=1cm+5cm=6cm），RPC注漿管伸出定位法蘭套管長度L3，并且L1+L2+L3的總和為RPC管的預(yù)留總長度L4。拱頂襯砌的厚度L是埋入RPC管的凈長度：L=L4-L3-L2-L0。

4.2.5 充填砂漿制備

計算材料配合比及每塊板的物料、水量，并使用專用的盛水器具。具體參數(shù)如表1所示：

4.2.6 注漿

（1）將漿料倒入儲漿箱后，將注漿管放在排水溝的邊緣，啟動注漿泵，將管體內(nèi)的所有水全部擠出后，停止注漿泵。

（2）將注漿管提升，并將其與注漿接頭連接。

（3）啟動注漿。記錄注漿總量、注漿開始時間和結(jié)束時間。

（4）在注漿過程中，觀察臺車壓力表和端模的出漿情況。如果在端模弧的最高點(diǎn)有漏漿，請先停止注漿泵，并及時封堵，然后繼續(xù)注漿，直至端頭的漿料密度與制漿機(jī)中的密度一致為止。轉(zhuǎn)到下一個灌漿孔，依此類推。

（5）灌漿過程中，如果注漿壓力表超過1.0MPa，則進(jìn)入下一個灌漿孔。

（6）結(jié)束注漿。完成每個孔的注漿，并且端模最高處的漿料密度與制漿桶中的密度相同，從而完成了注漿。

5效益分析

5.1 技術(shù)效益

注漿管與臺車模板連接處，采用微型螺紋套筒、固定法蘭、定位法蘭實(shí)現(xiàn)模板微損定位連接，且提高連接口的防滲漏效果。依托臺車鋼模側(cè)肋安裝定型化端模結(jié)構(gòu)。端模分為上端模、下端模，采用固定連桿、螺桿實(shí)現(xiàn)上端模、下端模與臺車鋼模側(cè)肋三者的整體快速連接，上、下端模交接處均帶有水平端，兩水平端夾固中埋式止水帶實(shí)現(xiàn)防滲漏。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益

普通的二次注漿技術(shù)一般需要重復(fù)灌漿2～3次，大大增加了施工成本，后期的注漿不能通過帶模灌漿進(jìn)行，灌漿壓力也不能過高，否則可能導(dǎo)致襯砌開裂。與傳統(tǒng)的二次注漿方法相比，本技術(shù)的使用不需要其他起重升降設(shè)備、大型注漿設(shè)備和特殊的注漿材料。只需遵循操作嚴(yán)格的過程控制即可達(dá)到預(yù)期的效果，并滿足隧道防滲漏的要求。

5.3 社會效益

本技術(shù)的施工方便可靠，將傳統(tǒng)的隧道襯砌腔缺陷從后期修復(fù)改為早期預(yù)防，及時糾正和改進(jìn)，徹底解決了隧道空洞脫落、滲漏水的問題，提高了隧道工程的質(zhì)量，提高了襯砌對復(fù)雜和復(fù)雜交互軟巖等地質(zhì)風(fēng)險的抵抗力，減少運(yùn)營時隧道的襯砌滲漏風(fēng)險，具有良好的應(yīng)用前景。

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