2017-12-27 河南中科支護基礎工程有限公司
本標準是為了提高隧道拱頂襯砌質量的整體性和密實度,加強對隧道拱頂襯砌混凝土沖頂灌注的監控和管理,掌握支護的超欠挖情況,及時進行拱頂不密實部位實施帶模注漿,保證拱頂襯砌結構的整體性。根據鐵總工管中心的統計以及第三方檢測結果,隧道拱頂襯砌厚度不滿足設計要求的情況時有發生,甚至出現厚度嚴重不足的情況。為解決隧道襯砌厚度達不到設計要求和克服拱頂脫空問題,進行了帶模注漿工藝、注漿用結合料以及適合隧道內施工的注漿設備的研究。本技術要求滿足隧道拱頂帶模注漿施工及質量檢驗需要而編制。
根據隧道襯砌拱頂帶模注漿的要求,本技術要求編制過程中參考了《高速鐵路隧道工程施工技術規程》、《高速鐵路隧道工程施工質量驗收標準》、中國鐵路總公司工管中心《鐵路隧道二次襯砌預防拱頂空洞實施意見》([2015]199號文)、《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》以及相關單位研究的新成果編制而成。
本技術要求是以預防隧道拱頂襯砌空洞、脫空、保障拱頂襯砌的設計厚度為主要目的,結合國內外的注漿工藝、預埋管、注漿設備以及注漿材料的新研究成果編制而成的。由于國內外尚無相應的帶模注漿技術標準,對注漿材料以及配套設備等均無定量的規定,而拱頂混凝土灌注以及脫空注漿為隱蔽工程,施工條件差,監控和管理困難,本技術要求既從管理和監控方面提出了相應的方法和手段,簡化了施工工藝、提高了施工設備的工作性能,優化了注漿材料的性能,及時方便的對可能存在的缺陷補救,起到預防作用。本技術要求在國內既有規范基礎上主要對以下方面進行了修改和補充:
(1)通過預埋注漿管監控襯砌混凝土沖頂情況以及帶模注漿量對工班進行量化考核,倒逼施工隊伍提高襯砌灌注質量,及時發現問題,采取積極補救措施。
(2)根據的大量實踐,通過比較塑料管(PVC/PP/PE等)、鋼管以及RPC管,發現使用RPC管具有良好的適應性,與襯砌混凝土以及注漿材料均為同質材料,結合性好,脫模方便,直接卡段或敲斷即可,而注漿材料在管內與其結合性能好,減少脫落的風險,且不老化不銹蝕。
(3)規定了臺車注漿孔改造方法,注漿管安裝位置以及法蘭安裝方法。
(4)增加臺車端模防滲漏處置的要求。
(5)增加了臺車襯砌混凝土灌注及注漿管安裝視頻監控要求。
(6)規定了注漿管的尺寸以及抗壓強度、抗折強度。
(7)提高了流動性及流動性保持的控制指標。
(8)提出了漿體的分離度指標。
(9)提出了結合強度比的指標。
(10)增加了對水質影響的環保性能指標。
(11)對攪拌注漿設備的攪拌型式以及注漿泵型式進行了規定。
(12)對注漿時間進行了規定
(13)對注漿工藝進行了規定。
主要內容說明如下:
1. 2010年以來,先后有多條鐵路隧道出現拱部開裂掉塊、修補脫落、敲擊空響、滲漏水鑿槽修補脫落、涌水等病害,嚴重威脅行車安全。部分線路在靜態驗收時,因隧道質量問題嚴重推遲開通。對運營和安全造成了嚴重影響,經濟損失巨大。為解決隧道襯砌拱頂的脫空,避免后期脫空注漿的“兩層皮”現象,并對拱頂襯砌施工冷縫以及環向施工縫進行及時的修復,對各種原因造成襯砌厚度不足進行及時補救,技術要求中對及時帶模注漿工藝、臺車注漿設計、預埋注漿管、注漿材料、施工設備以及驗收等進行了規定。
2. 采用及時帶模注漿工藝。根據鐵總工管橋隧函【2015】199號文,要求對隧道襯砌拱頂進行及時注漿。本技術要求積極貫徹和落實【2015】199號文,并根據現場施工進行了改進和完善,由雙排縱向管改為徑向管。在選擇注漿管類型時,比較了塑料管、鋼管以及RPC管。在灌注拱頂混凝土時,由于混凝土的擠壓推動,鋼管傾斜后易與模板卡住。在脫模時容易拉出鋼管,破壞拱頂混凝土。塑料管易彎曲,且管壁非常光滑。RPC管既具有良好的剛度,也與混凝土、微膨脹注漿料之間具有良好的粘結力,不彎曲,并且在脫模時直接敲斷或者卡斷多余部分。使用方便簡單,具有較厚的管壁(10.5mm),無鋒利邊緣,可以頂緊防水板不滑倒且對防水板無實質性的破壞力。
3. 對常用的12m臺車設置4個注漿孔,確保徑向注漿工藝的可靠性,在某1-2個注漿孔出現各種問題時,依然有備用的注漿孔,確保工藝的可靠性。并且由于拱頂的平整度問題,其脫空存在不連續性,因此平均3m設置一個注漿孔,能確保注漿的可靠性。
4. 主注漿孔(1#孔)設置在主要的混凝土沖頂灌注孔和上一板混凝土之間。這是由于兩板混凝土的連接一般為薄弱區,且上一板端模處的混凝土一般也是澆筑的薄弱區,因此該處的注漿能同時兼顧兩板混凝土。
5. 端模的防漏措施,現行端模一般采用半鋼模和木模結合的方式,在灌注混凝土以及注漿時,容易漏漿,尤其是注漿時,一旦縱向通道打通很難堵住,但此時內部還有脫空區或者同時漿料向拱腰滲漏時,可能造成已注滿的假象而選擇停止注漿。因此在端模采取防漏措施是非常必要的。
6. 端模監控裝置,由于隧道拱頂混凝土的灌注以及注漿均為隱蔽工程,為防止拱頂惡意充填或者注漿不到位,進行實施監控,有利于拱頂襯砌的施工質量管理。
7. 在滿足施工可泵性以及擴散性、流動性的條件下,降低水料比/水膠比,降低材料中的自由水,本技術要求規定水料比不大0.20。過小的水料比,強度會過高,與原混凝土之間結合性及整體性差,并且低水料比時泵送性不好,在更換管道或停泵時易堵泵,現場施工人員容易形成加水的依賴,因此建議不小于0.18。
8. 對RPC注漿管,既能滿足注漿的要求,內徑15mm,也不宜采用過大的注漿速度,避免注漿時迅速從端頭流出,而拱頂未充滿。過大的管徑也增加成本、增加芯部砂漿重量,增加對沖頂混凝土縱向的阻力。外徑采用36mm。
9. RPC注漿管的抗折強度直接關系到是否被縱向推動的混凝土折斷,因此必要的抗折強度,提高注漿的有效性。
10. 增加拌合物的表觀密度項目,能夠有效的指導注漿,并且避免材料中加入一些不合格的摻和料和骨料,雖然其他指標合格,但難以泵送,通過對拌合物表觀密度的基本規定,能夠穩定材料配方,避免制造商大量的變更原材料,造成注漿施工困難;
11. 規定90min流動度保留值,從注漿實際,一般注漿時間為60min,特殊情況下90min,譬如停電、停水、設備臨時故障、換管等。因此確保90min的可施工性能是適宜的。
12. 分離度指標是參考科技基【2008】74《客運專線鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》以及分層度試驗。主要表征材料的穩定性和不分離特征,穩定性好的漿體不堵管。在隧道內施工,由于條件惡劣,一旦堵管清理非常困難,直接影響工人是否按章操作,一旦堵管堵設備,不好施工工人簡單的辦法是后續施工多加水。
13. 為拱頂注漿密實,規定須進行注漿材料的膨脹率試驗,為模擬注漿材料的實際狀態,提出了3h膨脹率(塑性膨脹率)指標。塑性階段的膨脹主要是完成密實過程,由于此時沒有強度,不會導致對襯砌混凝土的破壞。根據GB/T50448-2015《水泥基灌漿材料應用技術規程》中3h豎向膨脹率為0.1%-3.5%;歐洲標準EN 934中規定在在加入膨脹劑時控制指標為0~5%。JTG F50-2011《公路橋涵施工技術規程》中規定3h為0-2%,24h為0-3%。TB/T3192-2008《鐵路后張法預應力混凝土梁管道壓漿技術條件》規定3h自由膨脹率為0-3%。在實際應用時,廠家往往按照下限實施,膨脹率為0甚至微收縮,在南昌局實施的對預應力鑿孔檢測中就發現灌注不滿現象,與壓漿劑存在一定的收縮有關系。本技術要求暫規定自由膨脹率為0.3~2%,提高下限。由于過高的膨脹率會影響強度指標,規定其上限為2%。
14. 要求具有適中的早期強度,一般注漿結束后12-18h即拆模,并可能進行下一板混凝土的施工。具有一定的強度,能使端頭處的混凝土在模板頂緊時具有較好的受力能力。
15. 提出結合強度的要求,是根據隧道拱頂混凝土施工的特點而特別提出的要求,注漿材料與襯砌混凝土之間具有良好的結合和整體性,即使出現襯砌厚度不足的情況,也能滿足襯砌整體的受力性能,而不只是對脫空進行充填,具有整體結構性能。同時對板板之間的環向施工縫和冷縫具有較好的結合力,改善整體性能。
16. 從實踐看,注漿開始時間建議在混凝土灌注結束1-2h后進行,原因有兩點,一,混凝土施工完,需要清理管道以及設備,需要在混凝土施工清理完畢后進行;第二,拱頂澆筑完,混凝土未完全穩定,還有一個向邊墻緩慢自密實填充的過程,過早注漿,混凝土自身不密實,拱頂端頭出漿后即停止注漿,但混凝土還在下沉充實邊墻。
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主營產品:拱頂帶模注漿一體機,隧道襯砌壓力雙控注漿機,SM-RPC注漿管,二襯沖頂灌注監測系統,防脫空預警裝置,液壓濕噴機,混凝土濕噴機,車載濕噴機,混凝土濕噴臺車