隧道二衬拱顶脱空预注浆施工技术探析

隧道二衬拱顶脱空预注浆施工技术探析

汤明宇

汤明宇

身份证号码：43090319811016xxxx

摘要：随着近些年我国大力发展隧道工程，在隧道工程施工过程中频繁发生的二衬拱顶脱空问题，也逐渐引起了人们的高度重视。为有效解决这一问题，保障隧道工程具有较高施工质量水平，需要将预注浆施工技术灵活运用其中。基于此，本文将结合具体隧道工程案例，重点针对隧道二衬拱顶脱空预注浆施工技术进行简要分析研究。

关键词：隧道工程；二衬拱顶脱空；预注浆施工技术

引言

在实际进行隧道工程施工时，由于受到初支面缺乏较高平顺度、泵送混凝土时管内因存在空气，或是两侧模板安装不规范等因素的影响，比较容易导致工程出现二衬拱顶脱空现象，进而直接影响整体隧道工程的正常施工，工程质量也无法得到有效保障。因此本文通过探究隧道二衬拱顶脱空预注浆施工技术，旨在帮助人们深化对该项施工技术理解与认知，并为相关研究人员提供必要理论参考的同时，也可以为有效解决隧道工程二衬拱顶脱空问题给予实践指导。

一、工程概况

为有效说明隧道二衬拱顶脱空预注浆施工，本文选择以某地区的隧道施工工程为例。该隧道工程为双线隧道，总长度超过6400m，设计时速为200km，线间距在4.4m到4.5m之间。该隧道进口段为11%的上坡，且进口段从既有高速公路路基段穿过，隧道埋深为20m，拱顶为W3和W4砂质板岩。在整个隧道当中设有1座560m斜井，洞身通过断层条数共计6条，并且有2处浅埋。在实际浇筑隧道混凝土的过程中，如果混凝土配比或是振捣密实度与规定要求不符，或是挂设防水板时，松散度与规范要求不符，导致防水板后背出现脱空或是与初支基面相互挤压产生皱褶与孔隙现象。均会在不同程度上导致隧道工程出现二衬拱顶脱空问题，加大围岩形变可能性，并对混凝土正常受力造成不良影响，导致隧道施工面临巨大安全风险。为此，需要将二衬拱顶脱空预注浆施工技术引入其中，使得混凝土具有较高的密实度，从根本上防止隧道施工中出现拱顶脱空问题。

二、隧道二衬拱顶脱空预注浆施工技术

（一）施工工艺流程

该隧道工程在开展二衬拱顶脱空预注浆施工时，施工人员通过充分结合工程实际与国家相关规定要求，首先对预注浆施工工艺流程进行统一明确，进而为后续各项实际施工操作奠定坚实基础。在该工程中，要求施工人员在配合相关工作人员完成各项前期准备工作，包括原材料检验等之后，规范安装纵向注浆管，并参考具体施工图纸令台车就位。而后依次规范安装竖向注浆管和端头模板，再进行混凝土浇筑[1]。最后进行注浆施工操作，并且在注浆完成后，要求施工人员及时对注浆管进行认真清洗，并对整体注浆施工情况及施工质量进行严格审核，待其质量验收合格后才被允许进入下一环节的施工操作。

（二）前期施工准备

在本隧道工程实际进行预注浆施工前，施工人员严格依照相关技术规程规定，将各50kg的普通硅酸盐水泥浆液与水，按照1：1的比例进行科学配比，并使用专业的搅拌机进行充分均匀搅拌从而有效完成注浆浆液的制备。为了避免在后续施工过程中，因使用的机械设备存在质量不过关或是运行故障等问题，而影响正常注浆施工操作，施工人员在尚未进行隧道二衬拱顶脱空预注浆施工时，还对此次隧道施工中需要使用的各项机械设备，包括注浆泵、配套高压胶管等进行全面、严格的质量检验，确保其各项性能指标均与规定要求相符。例如隧道工程使用的单液注浆泵泵压为1.2倍至1.5倍的注浆压力最大值，使用的高压胶管直径为25mm。

（三）注浆管的埋设

在施工现场进行注浆管的制作时，出于施工成本、注浆效果等诸多因素的考量，在此次隧道二衬拱顶脱空预注浆施工中，施工人员选择使用直径为20mm的聚乙烯管作为注浆管，并按照10cm的间隔在注浆管中设置螺旋切口，要求切口周长等同于1/2到1/3的注浆管周长。在安装注浆管时，施工人员需要保障螺旋切口朝上，同时使用预先准备好的直径为20mm的镀锌钢管，作为注浆管的外露部分，并运用丝扣将其和注浆管管身进行牢固连接，管尾则直接了，连接止浆阀。将注浆管的底部位置与排气管进行相互连接，并使用胶带牢固绑扎排气管和注浆管，使得在实际注浆时可以及时将浇筑二衬混凝土中产生的密封空气排除在外，进而有效避免出现隧道拱顶脱空的问题[2]。而在台车尚未定位时，施工人员需要在正拱顶和防水板紧密相贴的位置处设置纵向注浆管，并使用长度为15cm宽度为5cm的防水板条将纵向注浆管牢固焊接于防水板内侧。防水板条固定位置的纵向间距需要严格控制在70cm到80cm之间。另外值得注意的是，在实际预埋纵向注浆管的过程中，需要将止浆阀一端预留至衬砌端头模板外，便于在混凝土浇筑完毕后可以即刻开展衬砌注浆施工。

（四）注浆施工操作

在注浆施工操作中，施工人员首先向注浆泵加入其事先制备好的水泥浆液，此后利用注浆泵的高压橡胶管出口将浆体打出，当注浆泵中的浆体浓度与打出的浆体浓度基本一致时，需要施工人员立即将注浆泵关停。并使用高压橡胶管将其与注浆管进行牢固连接，此时施工人员可再次启动注浆泵并将止浆阀打开，进行注浆操作。根据国家相关施工技术规程规定，注浆压力应当保持0.2MPa至0.4MPa，并要求施工人员使用逐级加压的方式匀速、缓慢注浆，注浆速度应当保持每分钟30L至60L。此外，在实际注浆时，如果排气管和竖向注浆管同时出现冒浆现象，需要使用人员立即使用止浆塞对其进行有效封闭，而后再使用0.4MPa压力不间断地进行为时8min的压浆处理，待管道内部已经存在一定压力后即可终止注浆操作。为避免影响整体注浆效果，施工人员需要在灰浆流动性良好的情况下，于30min内完成连续注浆施工操作[3]。由于在此次隧道工程中，采用了纵向、主动注浆的方式，因此不仅可以将出现的隧道二衬拱顶空隙全部填满，同时也能够确保浆液同二衬混凝土可以形成一个完整的有机体。

（五）清洗以及质检

在完成所有隧道二衬拱顶脱空预注浆施工之后，需要施工人员立即将注浆管拆下，并对注浆泵、搅拌机和其他在此次注浆施工操作中，粘有灰浆的施工设备与施工工具进行认真清洗。最后要求施工人员主动配合现场监理人员，采用直接观察法与地质雷达探测法相结合的方式，对整个隧道二衬拱顶脱空预注浆施工质量情况进行全面、严格的检验。具体来说，要求施工人员首先在将二衬端头模板拆除之后，对端头注浆管附近浆液是否充盈进行认真观察，确保浆液已经充分填充所有隧道二衬拱顶空隙，注浆管内被浆液完全填满。此后，施工人员需要将台车从指定位置上移开，并运用专门的地质雷达扫描仪器对二衬拱顶进行全面扫描，通过结合最终获得的扫描结果判断拱顶是否还存在脱空部位，一旦有脱空部位存在，需要施工人员立即结合实际情况对其进行相应处理。

结束语：

综上所述，将预注浆施工技术合理运用在隧道工程施工中，可以有效解决其出现的二衬拱顶脱空问题，切实保障隧道工程具有较高施工质量水平。因此需要施工人员在实际运用预注浆施工技术时，可以充分结合隧道工程二衬拱顶脱空情况，并严格遵循国家相关标准要求与技术规程规定，认真做好各项施工前期准备工作，有效明确预注浆施工工艺流程，在规范完成注浆管埋设与注浆施工操作后，及时拆下注浆管并对相关施工工具进行认真清洗。对整体预注浆施工情况进行全面、严格的质量审核，从而确保预注浆施工技术的应有效应得以充分发挥。

参考文献：

[1]张茂林.隧道工程中二衬拱顶脱空预注浆的施工技术[J].交通世界，2018（21）：120-121+125.

[2]游关军.铁路隧道二衬自注浆预防拱顶脱空技术[J].水利水电施工，2017（05）：43-44.

[3]张鹏.公路隧道二衬拱顶背后脱空检测及处理新技术[D].长安大学，2017.