隧道二衬预注浆实施总结资料.docx

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隧道二衬预注浆实施总结资料

隧道二衬拱顶预注浆实施汇报

一、前言

目前隧道二衬施工广泛采用的方法是使用全断面液压衬砌台车作为模板，用输送泵将混凝土泵送入模，由于施工工艺的原因，拱顶容易出现混凝土不饱满现象，主要原因是：

①混凝土施工配合比水灰比偏大、坍落度大、振捣不密实、混凝土自重下沉、混凝土收缩徐变，造成留有空隙；

②用输送泵送混凝土时，拱顶的混凝土在输送过程中把部分空气密闭在狭小的空间内无法排出，造成留有空隙；

③挡头板安装不严密，封堵不密实，端头处出现漏浆，形成不密实的现象；

由于以上原因造成衬砌背后脱空的质量隐患，围岩存在变形空间，将在后期变形时破坏混凝土，对施工及运营安全带来隐患。

通常采用的解决办法是施工时在二衬拱顶预留注浆孔，浇筑完混凝土后使用探地雷达进行无损检测，如果检测出拱顶脱空，则通过预留注浆孔注浆填满空隙，达到混凝土饱满的效果。

二衬预注浆工艺是二衬施工时在拱顶预留注浆管，注浆管沿一板二衬长度通长布置，注浆口设在端头处，二衬混凝土浇筑完毕后马上进行注浆。

该工艺选在合福铁路闽赣段金山顶隧道进口进行试点，现已工艺成熟，经总结形成本工法。

二、工艺特点

1、本工艺为纵向注浆，通过二衬端头预留的注浆管注浆填满二衬拱顶空隙，达到混凝土密实的效果。

2、本工艺是在混凝土凝固前注浆，浆液容易填满空隙，并且能与二衬混凝土形成整体，减少干缩空隙。

3、本工艺利用二衬台车作业，使用机具设备均为常规机具设备，操作简单，施工工艺容易掌握，便于推广应用。

4、与传统的竖向注浆相比，本工艺不需要专用注浆台架，二衬施工完直接注浆，处理拱顶脱空效果明显，减少了大量后期处理的费用，省工省时，提高了经济效益。

三、适用范围

隧道二衬拱顶预注浆是利用配套的机械设备，采用合理的注浆工艺，将注浆材料注入二衬拱顶的空隙，达到填满空隙的目的，解决二衬施工中经常出现的拱顶脱空问题。

本作业指导书适用于隧道二衬施工的拱顶脱空处理。

四、施工工艺

1、作业准备

（1）注浆材料

注浆浆液采用1：

1普通硅酸盐水泥净浆，每盘注浆料采用50kgP.O42.5硅酸盐水泥及50kg水进行拌合。

（2）人员及机械设备配置

注浆机械包括注浆泵、搅拌机以及配套的高压胶管、压力表，一个作业面配置一套注浆机械，注浆设备见照片。

注浆泵应有足够的排浆量，泵压大于最大注浆压力的1.2～1.5倍，使用单液注浆泵即可满足施工要求；搅拌机使用常用的立式叶片轮搅拌机，容积不小于200L；高压胶管使用Φ25mm的高压胶管；压力表必须经过检定合格方可使用。

注浆人员配置表

序号

名称

数量

职责

备注

1

技术人员

1

技术指导

2

试验员

1

配比控制

3

工班长

1

施工组织

4

拌合工

3

注浆料拌合

5

注浆工

2

注浆

6

杂工

1

后勤配合

注浆机械设备配置表

序号

名称

数量

用途

备注

1

注浆机

1

注浆

2

搅拌机

1

拌合注浆料

注浆设备

（3）注浆管埋设

现场加工制作注浆管，注浆管采用Φ20聚乙烯管或PVC管，注浆管每隔10cm设置螺旋切口，切口周长为管周长的1/2～1/3，安装时切口朝上；注浆管外露部分采用Φ20镀锌钢管与注浆管采用丝扣连接，并在镀锌管尾部连接止浆阀。

在注浆管底部连接排气管以确保在注浆过程中排出浇筑混凝土过程中密封的空气。

排气管与注浆管采用胶带绑在一起。

注浆管照片

每循环衬砌台车定位前，将纵向注浆管设于正拱顶紧贴防水板（防水板内侧，衬砌外边缘），采用防水板条（5cm宽、15cm长）焊接固定在防水板内侧，防水板条固定位置纵向间距70cm～80cm，纵向注浆管结合环向施工缝在拱顶位置通长布置。

在纵向注浆管预埋时，将止浆阀一端预留至衬砌端头模板外，以便在混凝土施工后立即对该段衬砌进行注浆处理。

注浆管布置示意图及现场照片如下：

安装好的注浆管及排气管

注浆管和排气管固定于防水板上

2、施工工艺流程及操作要点

2.1注浆方式

二衬预注浆工艺是二衬施工时在拱顶预留注浆管，注浆管沿一板二衬长度通长布置，注浆口设在端头处，二衬混凝土浇筑完毕后马上进行注浆，这种注浆方式是纵向注浆、主动注浆，既能够填满二衬拱顶的空隙，又可以保证浆液与二衬混凝土有效结合成为一个整体。

2.2工艺流程

原材料检验

防水板检查等上道工序检验

注浆

纵向注浆管安装

台车就位

竖向注浆管安装

浇筑混凝土

注浆准备

进入下循环施工

衬砌凿孔

地质雷达检测

端头模等安装

脱模

不合格

合格

多次注浆后

隧道预注浆工艺流程图

在混凝土浇筑完成后，立即对本循环衬砌进行注浆，注浆过程中，排气管及竖向注浆管冒浆时，采用止浆塞封闭排气管及竖向注浆管后，采用0.4MPa压力持续压浆8min后停止注浆。

注浆结束后待混凝土终凝后脱模，进行地质雷达扫描检测，若扫描结果正常，则进行下一版二衬施工；若仍有异常现象，需根据扫描分析结果对该段衬砌进行二次注浆处理。

二次注浆为通过竖向注浆管注浆辅以局部开孔注浆方式处理。

2.3操作过程及控制要点

（1）准备工作

①检查确定材料数量、种类是否齐全，品质是否保证；

②检查机具是否齐备、完好；

③检查供水、供电是否齐全、方便；

④按配方称量浆体材料；

⑤按要求连接装好注浆机械各部件。

（2）搅拌水泥浆

搅拌要求：

搅拌水泥浆之前，加水空转数分钟，将积水倒净，使搅拌机内壁充分湿润。

搅拌好的灰浆要做到基本卸尽。

在全部灰浆卸出之前不得再投入未拌合的材料，更不能采取边出料边进料的方法。

①首先将称量好的水、水泥倒入搅拌机中，每盘料使用50kg水泥、50kg水，搅拌时间不低于60s；

②水泥浆出料后应尽量马上泵送，否则要不停地搅拌；

③必须严格控制用水量，否则多加的水全部泌出，易造成管道顶端有空隙；

④对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加灰浆的流动性。

搅拌水泥浆

（3）注浆

①将水泥浆液加入注浆泵中，在注浆泵的高压橡胶管出口打出浆体，待这些浆体浓度与注浆泵中的浓度一样时，关掉注浆泵，将高压橡胶管接到注浆管上，连接牢固；

②启动注浆泵，打开止浆阀，开始注浆；

③注浆压力控制在0.2MPa～0.4MPa，采用逐级加压式注浆，注浆速度控制在30～60L/min；

④观察排气管的出浆情况，当浆体稠度和注入之前一样时，关掉排气阀，继续持压8min，使管道内有一定的压力，最后关掉止浆阀；

⑤注浆工作宜在灰浆流动性没有下降的30min内连续进行。

注浆开始

注浆中，观察排气管的出浆情况

注浆结束，关闭阀门，取下注浆管

（4）清洗

拆下注浆管，清洗注浆泵、搅拌机、阀门以及粘有灰浆的工具。

2.4技术资料管理

注浆时，需由项目部技术人员及试验人员全程监控记录，留下书面记录资料和影像资料，注浆记录对施工功效分析、注浆效果检查评定都有着重要作用，主要记录注浆时间、注浆里程段落、注浆压力、注浆量以及注浆过程中的其他问题。

3、注浆过程种常见问题及对策

序号

常见

问题

原因分析

处理对策

1

注浆管路堵塞

水泥过期变质

对原材料进行试验，杜绝使用过期变质水泥

浆液中进入了杂物

配浆桶口采用滤网过滤杂物，定期清洗桶中已固结的浆液

注浆泵缸体中有堵塞

及时清洗注浆泵缸体，每周缸体清洗不少于一次

水泥浆在管路中沉积

注浆过程中经常采用铁锤敲击管路

序号

常见

问题

原因分析

处理对策

2

注浆过程漏浆

端头模板封闭不严

仔细检查端头模板，封闭严实

止浆阀与注浆管连接不牢

采用丝扣连接，连接部位要锁紧丝扣

注浆压力过大

检查压力表，控制注浆压力在0.4MPa以内

五、质量检验与控制

5.1检验方法

（1）直接观察

拆除二衬端头模板后，观察端头注浆管附近浆液充盈度，看浆液是否将拱顶的空隙全部充填，注浆管内浆液是否填满。

（2）地质雷达无损检测

台车移开后使用地质雷达扫描二衬拱顶，根据扫描结果分析是否拱顶还有脱空部位，然后扫描结果进行下一步处理。

5.2质量控制措施

①注浆材料要满足试验要求，严禁使用过期或者结块水泥；

②浆液要搅拌均匀，未搅拌均匀或沉淀的将夜严禁使用；

③注浆过程中要时刻注意压力和流量变化，发现异常时要查找原因及时处理；

④注浆过程要连续进行，注浆泵发生故障时，应立即换用备用泵继续注浆；

⑤注浆过程中要保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断；

⑥严格执行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业；

⑦严格做好注浆过程记录，为效果分析提供数据；

⑧注浆结束后，应对注浆泵及管路进行清洗，以保证下次注浆顺利进行。

六、安全控制措施

施工时除遵守有关工程安全规定外，重点要做好以下几方面的安全防范工作：

①注浆管路及连接件必须使用耐高压装置，防止管路和连接装置爆裂伤人；

②孔口管、止浆阀要安装牢固，施工期间严禁人员站在其冲出方向前方，防止冲出伤人；

③注意机械设备使用、保养、维修，注意用电安全，非专业人员严禁拆卸设备；

④拱顶注浆属高空作业，要严格执行高空作业有关规定，尤其是台车防护栏杆必须按要求做好，防止人员高空坠落；

⑤发生管路堵塞时，要仔细查找原因，妥善处理，严禁直接拆卸管路，防止浆液喷出伤人。

七、效益分析

1、社会效益

本工艺的开发运用填补了施工过程中处理二衬拱顶脱空问题的空白，施工完的二衬拱顶脱空比例由一般的2%～5%减少至0.5%以下，竣工验收通过率高，社会效益良好。

2、经济效益

本工艺为施工过程通过主动注浆解决二衬拱顶脱空问题，节约了大量后期处理的施工台架和装载机配合费用，通过测算，与传统注浆方式相比每千米二衬可节约费用8.5万元，经济效益可观。

八、应用实例

以桃源隧道为例，桃源隧道全长4467m，位于江西省上饶市婺源县境内，2011年10月份施工完毕的二衬有3580米，经检测，拱顶脱空比例为3.7%，2012年4月份开始采用二衬预注浆技术后，拱顶脱空比例减少为0.4%，效果相当明显，工艺简单，可推广应用。

附：

注浆前后雷达检测的波形图

实施注浆前检测波形图

实施注浆后检测波形图