復雜交互軟巖輸水隧洞襯砌防滲漏施工技術研究

涂婷婷 高夫杰 趙飛

摘 要：由于隧道拱頂的特殊位置，施工中不可避免地存在襯砌拱頂與混凝土初支面不密貼，產生脫空、空洞等現象。本文針對此問題，以臺車為載體進行拱頂帶模注漿（防滲），注漿管提前預留，注漿管套筒內通過安裝、拆卸螺桿頭，實現注漿孔的及時封閉與開孔;依托臺車鋼模側肋安裝定型化端模結構，端模兩水平端夾固中埋式止水帶實現防滲漏。實現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襯砌腔體，將傳統的隧道襯砌缺陷從后期修復變為早期預防，改善了襯砌混凝土的整體力學狀況，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保駕護航。

關鍵詞：隧洞;襯砌;拱頂;滲漏;二次注漿

中圖分類號：TV52? ? ? ? ?文獻標識碼：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襯砌拱頂與混凝土初支面不密貼，產生脫空、空洞等現象[1～3]。

由于襯砌缺陷的存在，改變了襯砌的應力狀態，實際應力可能超出設計應力，這會使襯砌的應力狀況惡化。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[6-8]。另外，由于端模處圍巖不平整導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行拱頂帶模注漿（防滲），將相關技術應用于實際工程，總結了工程施工技術和經驗，為類似工程施工提供借鑒及參考。

1 技術特點

（1）本技術施工方便可靠，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襯砌腔體，將傳統的隧道襯砌缺陷從后期修復變為早期預防。

（2）技術針對性強，工序嚴格。可以保證襯砌混凝土具有較高的抗滲固結強度，確保襯砌和巖體緊密固結，抗滲效果顯著。

（3）該技術的注漿裝置結構簡單，施工方便。只要嚴格控制操作工序，就能達到應有的效果，滿足隧道的防滲漏要求，不需要其他起重設備的輔助、大型注漿設備和特殊注漿材料，并且它是在襯砌施工間隙同時進行的，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構，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。

2適用范圍

該技術適用于襯砌混凝土的二次注漿，可用于復交互軟巖和巖層破裂抗滲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置注漿孔，中間排氣孔和端模排氣孔，在開孔處提前預留安裝注漿管、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現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，槽頭為內徑小一號的螺紋套筒結構，套筒內通過安裝、拆卸螺桿頭，實現注漿孔的及時封閉與開孔。依托臺車鋼模側肋安裝定型化端模結構。端模分為上、下聯，采用固定連桿、螺桿實現端模上聯、下聯與臺車鋼模側肋三者的整體快速連接，上、下聯端模交接處均帶有水平端，兩水平端夾固中埋式止水帶實現防滲漏。預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，直到注漿達到要求為止。在對每個注漿孔完成注漿且端模混凝土飽滿之后，基本完成注漿。

4施工工藝流程及操作要點

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

4.2.1 施工準備

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與模板臺車側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，并通過連接桿將組合式端頭模板上、下兩聯聯合為整體，并保證止水帶預留槽處無縫隙。

（4）循序漸進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，每一循環襯砌設置三個孔，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有漏漿，請先停止注漿泵，并及時封堵，然后繼續注漿，直至端頭的漿料密度與制漿機中的密度一致為止。轉到下一個灌漿孔，依此類推。

（5）灌漿過程中，如果注漿壓力表超過1.0MPa，則進入下一個灌漿孔。

（6）結束注漿。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、定位法蘭實現模板微損定位連接，且提高連接口的防滲漏效果。依托臺車鋼模側肋安裝定型化端模結構。端模分為上端模、下端模，采用固定連桿、螺桿實現上端模、下端模與臺車鋼模側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現防滲漏。

5.2 經濟效益

普通的二次注漿技術一般需要重復灌漿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行，灌漿壓力也不能過高，否則可能導致襯砌開裂。與傳統的二次注漿方法相比，本技術的使用不需要其他起重升降設備、大型注漿設備和特殊的注漿材料。只需遵循操作嚴格的過程控制即可達到預期的效果，并滿足隧道防滲漏的要求。

5.3 社會效益

本技術的施工方便可靠，將傳統的隧道襯砌腔缺陷從后期修復改為早期預防，及時糾正和改進，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量，提高了襯砌對復雜和復雜交互軟巖等地質風險的抵抗力，減少運營時隧道的襯砌滲漏風險，具有良好的應用前景。

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