提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法

摘要

本申请公开了一种提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法，包括衬砌台车拱部开孔；在衬砌台车的开孔处安装注浆法兰盘；在注浆管的第一端切出溢浆口，第二端缠设防水胶带；将注浆管从注浆法兰盘中间穿过，使其第一端顶至防水板，其第二端与注浆法兰盘开口处下端面平齐，并与注浆法兰盘开口处紧密贴合；在注浆法兰盘的开口处螺纹连接变截螺母，通过变截螺母将注浆管和防水板顶紧；在变截螺母上连接快速接头；利用快速接头与注浆装置快速连接带模注浆；在带模注浆完成之后，对衬砌背后脱空扫描。本申请解决了相关技术中衬砌拱顶的上部难以浇筑密实，影响运营行车安全，并且在注浆管和法兰盘之间容易产生溢浆的问题。

权利要求

1.一种提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法，其特征在于，包括如下步骤：衬砌台车拱部开孔；

在衬砌台车的开孔处安装注浆法兰盘，并保证注浆法兰盘安装密实；注浆法兰盘由两个法兰板通过螺栓连接组成，其中一个法兰板上具有凸出的钢管结构，两个法兰板之间采用石棉胶垫进行铺垫；

使用长度符合要求的注浆管，在注浆管的第一端切出溢浆口，第二端缠设防水胶带形成密封层；

将注浆管从注浆法兰盘中间穿过，使其第一端顶至防水板，其第二端与注浆法兰盘开口处下端面平齐，并与注浆法兰盘开口处紧密贴合；注浆管上的密封层与注浆法兰盘凸出的钢管结构紧密贴合；

注浆管第二端的端部固定有胶圈，胶圈上具有小于注浆管内径的通孔，胶圈为双面胶，使用双面胶粘在注浆管的端部，并在双面胶上开通孔，该通孔的直径小于注浆管内径，从而防止串浆；

在注浆法兰盘的开口处螺纹连接变截螺母，通过变截螺母将注浆管和防水板顶紧；

在变截螺母上连接快速接头；

利用快速接头与注浆装置快速连接，在衬砌混凝土浇筑完成2‑4小时进行带模注浆；

在带模注浆完成之后，对衬砌背后脱空扫描；

在注浆之前对注浆管进行水密试验，所述水密试验的试验步骤为：将注浆管的第一端和第二端分别穿过第一法兰盘和第二法兰盘；

第一法兰盘和第二法兰盘上均螺纹连接变截螺母，以使注浆管顶紧在第一法兰盘和第二法兰盘之间；所述第一法兰盘和第二法兰盘通过拉杆固定连接；

第一法兰盘上的变截螺母与水泵增压设备连接，第二法兰盘上的变截螺母与阀门连接；

在阀门关闭状态下，开启水泵增压设备，使水压达到设定值，同时观察压力表及注浆管和第一法兰盘、第二法兰盘之间溢水情况，检查注浆管和第一法兰盘、第二法兰盘之间是否密实。

2.根据权利要求1所述的提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法，其特征在于，所述长度符合要求的注浆管通过如下方式得到：将注浆管从注浆法兰盘中间穿过，使其第一端顶至防水板，其第二端与注浆法兰盘开口处下端面平齐，并用记号笔标识所需注浆管长度；

使用角磨机在记号笔位置切断注浆管。

3.根据权利要求2所述的提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法，其特征在于，在所述切断的注浆管内安装脱空报警装置。

4.根据权利要求2所述的提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法，其特征在于，所述注浆管的第一端切出溢浆口具体为：在注浆管第一端通过角磨机切“一”字口，切割深度为1cm，宽度为1cm，从而形成溢浆口。

5.根据权利要求1所述的提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法，其特征在于，所述注浆法兰盘内侧连接安装石棉胶垫。

6.根据权利要求1所述的提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法，其特征在于，所述衬砌台车拱部开设有五个开孔，开孔直径为40mm。

7.根据权利要求1所述的提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法，其特征在于，在所述带模注浆之前进行注浆料和混凝土结合性试验，包括如下步骤：制作混凝土试件，采用混凝土标准试模，先在底部灌7.5cm高C35衬砌混凝土，保证混凝土均匀，与二衬拱顶混凝土状态一致；

在2h～4h之间分别用0.18、0.19、0.20、0.21水料比砂浆灌入；

对养护到期的成型混凝土试件进行切割验证其结合性，并进行抗压强度试验，从而获取满足使用要求的砂浆水料比。

说明书

提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法

技术领域

[0001] 本申请涉及隧道注浆施工技术领域，具体而言，涉及一种提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法。

背景技术

[0002] 随着我国铁路的高速发展，铁路运行时速稳步提高，在隧道衬砌施工过程中，衬砌拱顶是否注浆密实，是否脱空积水将严重影响隧道运营期间拱顶衬砌的使用寿命，常规衬砌注浆流程为：台车就位，预埋注浆管，衬砌浇筑，注浆管安装和制浆，注浆作业，拆模并质量检测，常规工法中注浆管与注浆孔对准进行注浆，注浆液的出口位于衬砌拱顶的下部，注浆液在台车和防水板之间从下往上进行浇筑，由于混凝土浇筑后具有一定的压力，导致衬砌拱顶的上部难以浇筑密实，影响运营行车安全，并且在注浆管和法兰盘之间容易产生溢浆。

[0003] 针对相关技术中注浆液在台车和防水板之间从下往上进行浇筑，由于混凝土浇筑后具有一定的压力，导致衬砌拱顶的上部难以浇筑密实，影响运营行车安全，并且在注浆管和法兰盘之间容易产生溢浆的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

[0004] 本申请的主要目的在于提供一种提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法，以解决相关技术中注浆液在台车和防水板之间从下往上进行浇筑，由于混凝土浇筑后具有一定的压力，导致衬砌拱顶的上部难以浇筑密实，影响运营行车安全，并且在注浆管和法兰盘之间容易产生溢浆的问题。

[0005] 为了实现上述目的，本申请提供了一种提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法，该提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法包括如下步骤：

[0006] 衬砌台车拱部开孔；

[0007] 在衬砌台车的开孔处安装注浆法兰盘，并保证注浆法兰盘安装密实；

[0008] 使用长度符合要求的注浆管，在注浆管的第一端切出溢浆口，第二端缠设防水胶带；

[0009] 将注浆管从注浆法兰盘中间穿过，使其第一端顶至防水板，其第二端与注浆法兰盘开口处下端面平齐，并与注浆法兰盘开口处紧密贴合；

[0010] 在注浆法兰盘的开口处螺纹连接变截螺母，通过变截螺母将注浆管和防水板顶紧；

[0011] 在变截螺母上连接快速接头；

[0012] 利用快速接头与注浆装置快速连接，在衬砌混凝土浇筑完成2‑4小时进行带模注浆；

[0013] 在带模注浆完成之后，对衬砌背后脱空扫描。

[0014] 进一步的，长度符合要求的注浆管通过如下方式得到：

[0015] 将注浆管从注浆法兰盘中间穿过，使其第一端顶至防水板，其第二端与注浆法兰盘开口处下端面平齐，并用记号笔标识所需注浆管长度；

[0016] 使用角磨机在记号笔位置切断注浆管。

[0017] 进一步的，注浆管第二端的端部固定有胶圈，所述胶圈上具有小于注浆管内径的通孔。

[0018] 进一步的，在所述切断的注浆管内安装脱空报警装置。

[0019] 进一步的，注浆管的第一端切出溢浆口具体为：

[0020] 在注浆管第一端通过角磨机切“一”字口，切割深度为1cm，宽度为1cm，从而形成溢浆口。

[0021] 进一步的，溢浆口设置为两个并对称分布。

[0022] 进一步的，注浆法兰盘内侧连接安装石棉胶垫。

[0023] 进一步的，衬砌台车拱部开设有五个开孔，开孔直径为40mm。

[0024] 进一步的，在注浆之前对注浆管进行水密试验，所述水密试验的试验步骤为：

[0025] 将注浆管的第一端和第二端分别穿过第一法兰盘和第二法兰盘；

[0026] 第一法兰盘和第二法兰盘上均螺纹连接变截螺母，以使注浆管顶紧在第一法兰盘和第二法兰盘之间；

[0027] 第一法兰盘上的变截螺母与水泵增压设备连接，第二法兰盘上的变截螺母与阀门连接；

[0028] 在阀门关闭状态下，开启水泵增压设备，使水压达到设定值，同时观察压力表及注浆管和第一法兰盘、第二法兰盘之间溢水情况，检查注浆管和第一法兰盘、第二法兰盘之间是否密实。

[0029] 进一步的，第一法兰盘和第二法兰盘通过拉杆固定连接。

[0030] 进一步的，在所述带模注浆之前进行注浆料和混凝土结合性试验，包括如下步骤：

[0031] 制作混凝土试件，采用混凝土标准试模，先在底部灌7.5cm高C35衬砌混凝土，保证混凝土均匀，与二衬拱顶混凝土状态一致；

[0032] 在2h～4h之间分别用0.18、0.19、0.20、0.21水料比砂浆灌入；

[0033] 对养护到期的成型混凝土试件进行切割验证其结合性，并进行抗压强度试验，从而获取满足使用要求的砂浆水料比。

[0034] 在本申请实施例中，通过衬砌台车拱部开孔；在衬砌台车的开孔处安装注浆法兰盘，并保证注浆法兰盘安装密实；使用长度符合要求的注浆管，在注浆管的第一端切出溢浆口，第二端缠设防水胶带；将注浆管从注浆法兰盘中间穿过，使其第一端顶至防水板，其第二端与注浆法兰盘开口处下端面平齐，并与注浆法兰盘开口处紧密贴合；在注浆法兰盘的开口处螺纹连接变截螺母，通过变截螺母将注浆管和防水板顶紧；在变截螺母上连接快速接头；利用快速接头与注浆装置快速连接，在衬砌混凝土浇筑完成2‑4小时进行带模注浆；在带模注浆完成之后，对衬砌背后脱空扫描，达到了将注浆管和法兰盘之间进行防水密封，使溢浆口设于贴近防水板的位置，使注浆液从上往下流动进行注浆的目的，从而实现了避免注浆管和法兰盘之间的空隙产生溢浆，保证衬砌背后的注浆效果的技术效果，进而解决了相关技术中注浆液在台车和防水板之间从下往上进行浇筑，由于混凝土浇筑后具有一定的压力，导致衬砌拱顶的上部难以浇筑密实，影响运营行车安全，并且在注浆管和法兰盘之间容易产生溢浆的问题。

附图说明

[0035] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

[0036] 图1是根据本申请实施例的注浆结构示意图；

[0037] 图2是根据本申请实施例的水密试验结构示意图；

[0038] 其中，1防水板，2溢浆口，3注浆管，4衬砌台车，5注浆法兰盘，6变截螺母，7胶圈，8水泵增压设备，9第一法兰盘，10拉杆，11第二法兰盘，12阀门。

具体实施方式

[0039] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

[0040] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

[0041] 在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

[0042] 并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

[0043] 此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0044] 另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

[0045] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

[0046] 如图1至图2所示，本申请实施例提供了一种提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法，该提高隧道拱顶带模注浆效果的施工工法包括如下步骤：

[0047] 衬砌台车4拱部开孔，开孔直径一般为 左右，衬砌台车4顶部开孔易为5个孔，开孔应考虑衬砌台车4的上下坡方向，隧道进行台车注浆开口为保证注浆效果应在衬砌台车4两个端口距离1m范围内开孔，保证后续注浆效果；

[0048] 在衬砌台车4的开孔处安装注浆法兰盘5，并保证注浆法兰盘5安装密实，注浆法兰盘5由两个法兰板通过螺栓连接组成，其中一个法兰板上具有凸出的钢管结构，两个法兰板之间采用石棉胶垫进行铺垫，进行防水处理；

[0049] 使用长度符合要求的注浆管3，在注浆管3的第一端切出溢浆口2，第二端缠设防水胶带，具体为用密封胶带沿注浆管3长度方向缠绕宽度5cm、厚度3mm的密封层，此处注浆管3可采用RPC管；

[0050] 将注浆管3从注浆法兰盘5中间穿过，使其第一端顶至防水板1，其第二端与注浆法兰盘5开口处下端面平齐，并与注浆法兰盘5开口处紧密贴合，注浆管3上的密封层与注浆法兰盘5凸出的钢管结构紧密贴合；

[0051] 在注浆法兰盘5的开口处螺纹连接变截螺母6，通过变截螺母6将注浆管3和防水板1顶紧，变截螺母6和注浆法兰盘5的外螺纹连接；

[0052] 在变截螺母6上连接快速接头，该快速接头为不锈钢卡扣式快速接头，变截螺母6和快速接头之间可通过直接头连接；

[0053] 利用快速接头与注浆装置快速连接，从而节省安装时间，在衬砌混凝土浇筑完成2‑4小时内进行带模注浆，利用衬砌台车4拱顶预留孔插入注浆管3至防水板1位置，在拱部进行注浆，保证衬砌混凝土背后无脱空，确保混凝土密实，无质量隐患，注浆装置为搅灌一体泵HS‑JLB5型(螺带搅拌机)，保证注浆机压力为0～4Mpa，确保注浆压力满足要求；

[0054] 在带模注浆完成之后，对衬砌背后脱空扫描。

[0055] 单孔注浆完成后2分钟左右即可拆除变截螺母6和不锈钢卡扣式快速接头进行清洗，循环利用。

[0056] 进一步的，长度符合要求的注浆管3通过如下方式得到：

[0057] 将注浆管3从注浆法兰盘5中间穿过，使其第一端顶至防水板1，其第二端与注浆法兰盘5开口处下端面平齐，并用记号笔标识所需注浆管3长度；

[0058] 使用角磨机在记号笔位置切断注浆管3，端头要求切割平整。

[0059] 如图1至图2所示，注浆管3第二端的端部固定有胶圈7，胶圈7上具有小于注浆管3内径的通孔，胶圈7可为宽度为4cm的双面胶，使用该双面胶粘在注浆管3的端部，并在双面胶上开通孔，该通孔的直径小于注浆管3内径，从而防止串浆。

[0060] 进一步的，在切断的注浆管3内安装脱空报警装置，线从注浆管3中间穿过。

[0061] 进一步的，注浆管3的第一端切出溢浆口2具体为：

[0062] 在注浆管3第一端通过角磨机切“一”字口，切割深度为1cm，宽度为1cm，从而形成溢浆口2。溢浆口2设置为两个并对称分布，通过溢浆口2使得注浆液从注浆管3顶部的两侧排出，保证注浆效果

[0063] 如图1至图2所示，在注浆之前对注浆管3进行水密试验，水密试验的试验步骤为：

[0064] 将注浆管3的第一端和第二端分别穿过第一法兰盘9和第二法兰盘11；

[0065] 第一法兰盘9和第二法兰盘11上均螺纹连接变截螺母6，以使注浆管3顶紧在第一法兰盘9和第二法兰盘11之间；

[0066] 第一法兰盘9上的变截螺母6与水泵增压设备8连接，第二法兰盘11上的变截螺母6与阀门12连接，水泵增压设备8包括压力罐、压力表及流量计，出口连接高压水管并安装快速接头；

[0067] 在阀门12关闭状态下，开启水泵增压设备8，使水压达到设定值，达到12bar(1.2MPA)，同时观察压力表及注浆管3和第一法兰盘9、第二法兰盘11之间溢水情况，检查注浆管3和第一法兰盘9、第二法兰盘11之间是否密实。若无溢水情况产生则表明该连接结构防水密封性较好，在注浆时不会产生漏浆现象，可保证注浆质量。

[0068] 为保证该试验结构的稳定性，第一法兰盘9和第二法兰盘11通过拉杆10固定连接。

[0069] 进一步的，在所述带模注浆之前进行注浆料和混凝土结合性试验，包括如下步骤：

[0070] 制作混凝土试件，采用混凝土标准试模，先在底部灌7.5cm高C35衬砌混凝土，保证混凝土均匀，与二衬拱顶混凝土状态一致；

[0071] 在2h～4h之间分别用0.18、0.19、0.20、0.21水料比砂浆灌入；

[0072] 对养护到期的成型混凝土试件进行切割验证其结合性，并进行抗压强度试验，从而获取满足使用要求的砂浆水料比。4种水料比15天室内试验0.18～0.21比例强度依次为75.7Mpa、74.9Mpa、66.6Mpa、59.4Mpa。

[0073] 同步制作纯注浆结合料试块，获取水料比0.18：1、0.19:1、0.20:1、0.21:1四种注浆浆液流动度分别如下：

[0074] 0.18：1流动度：198.94mm、199.44mm、199.08mm,平均199.15mm；

[0075] 0.19：1流动度：256mm、253.35mm、247.85mm,平均252.4mm；

[0076] 0.20：1流动度：291.02mm、292.06mm、287.32mm,平均290.13mm；

[0077] 0.21：1流动度：380mm、375mm、384mm,平均379.67mm。

[0078] 待7天后对室内试块进行强度试验，0.18水料比强度38.9Mpa、0.19水料比强度38.4Mpa、0.20水料比强度38.1Mpa、0.21水料比强度37.8Mpa,室内试验均大于35Mpa满足规范要求。

[0079] 在注浆过程中进行质量控制。

[0080] 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。

[0081] 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。

[0082] 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。

[0083] 4、注浆管严禁采用PVC、钢管和RPC材料内部掺杂钢丝管类。

[0084] 5、考虑预留沉降量，每处RPC管安装孔处须提前测量RPC管长度，确保RPC管顶死拱部最高点防水板。

[0085] 6、带模注浆接头管不推荐使用带球阀管，推荐采用变径接头管。

[0086] 7、制浆配合比宜为0.18(无收缩灌浆料):1(水)，拌置浆液呈浓稠牙膏状后方可使用。

[0087] 8、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。

[0088] 9、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。

[0089] 10、根据注浆设备要求，进行设备、注浆管润湿和泵送检校。

[0090] 11、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。

[0091] 隧道衬砌拱顶混凝土施工，由于施工工艺本身的缺陷、施工条件恶劣、施工人员质量意识差以及施工管理问题，造成隧道衬砌拱顶空洞普遍存在，给工程带来极大的危害和风险尤其是高铁时代，隧道衬砌病害更为突出。因此，在建设初期，即缺陷的萌芽阶段予以处置，能够显著提高工程质量，确保运行安全。

[0092] (1)本工艺施工方便可靠，在衬砌施工间隙注浆，不影响整体工期；

[0093] (2)RPC注浆管带模注浆可在混凝土初凝后开始注浆，通过较高的注浆压力，充分密实衬砌空洞，修复衬砌缺陷；

[0094] (3)通过应用高性能的充填砂浆，修复衬砌自身和施工人员人为造成的缺陷，改善衬砌的整体力学性能；

[0095] (4)将传统的隧道衬砌空洞缺陷由后期修补变为前期预防，早期“预防”式治理，及时纠正和改进，将“隐蔽”的“缺陷”工程变为“可见”的“可靠”工程；

[0096] (5)确保隧道衬砌质量，提高衬砌混凝土的整体性及力学性能，减少衬砌混凝土开裂、脱空和脱落的风险，提高衬砌对地质风险的免疫力，减少运营时隧道衬砌发生灾害的风险；

[0097] (6)提高工程质量，为我国高铁隧道建设保驾护航，并为高铁国家战略增加质量保障。

[0098] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。