铁２０１７年第５期 道建筑 ５５ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３—１９９５（２０１７）０５—００５５—０３ 带模注浆新型铁路隧道衬砌台车施工技术的优化 张秀文，张 欢，何玉书 （京张城际铁路有限公司，北京１０００７０） 摘 要 在京张（北京一张家口）高速铁路隧道衬砌施工中应用了带模注浆新型铁路隧道衬砌台车，对 于预防隧道二次衬砌拱顶空洞效果良好，极大地提高了隧道拱部衬砌施工质量。本文总结该新型台车 的应用经验，分析得出合理的拱顶注浆时间段——自隧道拱部混凝土浇筑完毕后１２ ｈ至拆模前。通过 增加纵向注浆管并使之连通径向ＲＰＣ注浆管，优化了注浆技术，克服了注浆管易被堵塞的问题，提升了 隧道衬砌施工质量。 关键词 铁路隧道；衬砌台车；带模注浆；检验检测；注浆时间；注浆技术；方案优化 中图分类号Ｕ４５５ 文献标识码Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—１９９５．２０１７．０５．１６ １ 概述 为预防铁路隧道二次衬砌拱顶空洞，提高铁路隧 道施工质量，中国铁路总公司工管中心组织推广了带 模注浆的新型铁路隧道衬砌台车施工。该新型台车设 计上打破了原有隧道拱顶注浆方法，调整了注浆孔和 体是在没有经确认的第３种配合比的情况下产生，对 于新的完整结合体是否满足隧道二衬高性能耐久性混 凝土质量要求，目前还没有相关的参考资料予以佐证。 因此在此时间段内注浆形成新的完整结合体，虽然抗 压、抗折强度满足设计要求，但是该施工质量验收不符 合《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》 （ＴＢ １０７５３－－２０１０）、《铁路隧道工程施工质量验收标 准》（ＴＢ １０４１７－－２００３）相关要求。 ２．２在衬砌混凝土浇筑后５—１１ ｈ注浆 排气孔位置设置，采用了预埋ＲＰＣ注浆管来注入高流 动性微膨胀早强砂浆的新方法。该设计具有工装加工 简单、工艺操作简便的特点。京张城际铁路公司于 ２０１６年１１月组织了带模注浆新型铁路隧道衬砌台车 施工现场观摩，并开展了相关培训学习，至２０１７年３ 月底京张高速铁路建设已广泛应用新型台车。京张指 挥部还结合工程实践组织了隧道专业技术人员开展隧 在衬砌混凝土终凝前注入注浆料，注浆料注入未 终凝的衬砌混凝土后会在混凝土界面形成新的部分结 合体。同上原理，施工质量验收仍不符合相关要求。 ２．３在衬砌混凝土浇筑后１２ ｈ一拆模前２ ｈ注浆 道二次衬砌拱顶混凝土浇筑与注浆现场检验检测与研 究总结，在推广新型铁路隧道衬砌台车的基础上，对施 工隧道拱顶衬砌带模注浆施工技术进行改进创新，持 续提升隧道衬砌施工整体质量。 在衬砌混凝土终凝后，即混凝土浇筑１２ ｈ～拆模 前２ ｈ注入注浆料，注浆料终凝后形成实体充填。所 形成的实体物理结合不会产生新的结合体或部分结合 体，施工质量符合ＴＢ １０７５３－－２０１０，ＴＢ １０４１７－－２００３ ２注浆时间分析 根据微膨胀砂浆与混凝土结合体试验的抗压和抗 折强度试验，分析了不同注浆时间段的施工效果，分述 如下。 ２．１在衬砌混凝土浇筑后０—４ ｈ注浆 相关要求。故隧道拱顶带模注浆时间定在衬砌混凝土 浇筑后１２ ｈ～拆模前２ ｈ内，既能提高作业效率，减轻 作业人员劳动强度，降低施工成本，又能保证施工质量 符合铁路隧道施工质量验收标准。 通过以上对比分析发现，在隧道拱顶混凝土浇筑 完成后３个时间段带模注浆均满足混凝土＋注浆料的 在衬砌混凝土初凝前注入注浆料，由于注浆料与 衬砌混凝土是２种不同的配合比，注浆料注入未初凝 抗压、抗折强度设计要求。其中前２个时问段所浇筑 的混凝土和注浆料形成了新的完整结合体或界面部分 结合体，不能满足施工质量验收标准要求。在第３个 时间段带模注浆，注浆施工效果既达到带模注浆新型 的混凝土后会形成新的完整结合体。该新的完整结合 收稿日期：２０１７一Ｏｌ一１０；修回日期：２０１７—０３—２０ 作者简介：张秀文（１９６４一），男，高级工程师。 Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｘｗ１９６４０２２０＠１２６．ｔｏｍ 铁路隧道衬砌台车工装工艺改进创新的目标，又符合 施工质量验收标准要求。因此带模注浆时间宜设定在 ５６ 铁道建筑 在衬砌混凝土浇筑后１２ ｈ～拆模前２ ｈ。 ３注浆效果分析 传统隧道拱顶注浆采用纵向预贴注浆排气管道注 浆法（见图１）。预贴注浆花管采用胶质软管，在管身 布设梅花形溢浆孔且排气管不布孔，径向注浆管采用 ＰＶＣ管或钢管。由于ＰＶＣ管内壁光滑，浆体收缩后可 能脱落，存在安全隐患。而钢管易刺破防水板，脱模时 易造成管外混凝土开裂。传统注浆方法作业效率低， 作业劳动强度大，而施工安全质量方面存在安全隐患。 图１ 注浆／排气软管安装固定示意 带模注浆的新型铁路隧道衬砌台车选用ＲＰＣ管 代替传统的ＰＶＣ管或钢管。ＲＰＣ管管壁较厚，接触面 积大，无毛刺锋边，且强度高，能够顶紧防水板，又不会 刺穿防水板（见图２）。ＲＰＣ管预埋工艺简单，操作方 便可靠，通过衬砌台车４个预留孔，直接穿入ＲＰＣ注 浆管，用法兰及变径接头固定，带模注浆完成后，脱模 时则直接敲断ＲＰＣ管（见图３）。作业效率高，减轻作 业劳动强度，降低了施工成本。 图２ ＲＰＣ注浆管顶紧防水板 图３ 新型衬砌台车注浆孔示意（单位：ｍｍ） ４注浆方法的改进 在使用该新型衬砌台车注浆施工过程中发现，预 埋ＲＰＣ注浆管注浆时仅在０～４ ｈ时问段拱部混凝土 初凝前管道能保持畅通，而在１２ ｈ以后预埋ＲＰＣ注浆 管道完全被混凝土浆液凝固堵塞，注浆管道失效。同 时从ＲＰＣ注浆管顶端注入的注浆料由于重力的作用 会形成抛物线充填状态，容易在ＲＰＣ注浆管间形成注 浆盲区，影响注浆的整体效果，拱顶空洞得不到彻底 整治。 因此，在带模注浆的新型铁路隧道衬砌台车工装 的基础上，通过增设拱顶纵向注浆管形成预埋注浆管 体系来优化注浆技术。具体做法是将新型铁路隧道衬 砌台车径向ＲＰＣ注浆管顶端与隧道拱顶密贴防水板 预埋的纵向注浆胶质软管相连结。由于径向注浆管与 纵向注浆管在隧道拱顶浇筑混凝土时呈封闭状态，在 隧道拱顶混凝土浇筑中不会堵塞，因此能够达到注浆 要求（见图４、图５）。这样既保证了注浆管道不被堵 塞，又能使注浆料从径向注浆管注入纵向注浆管，通过 纵向注浆管溢浆孔注入拱顶，保证拱部密实无空洞，满 足了施工质量验收标准要求。 图４衬砌台车注浆管道布置示意（单位：ｍｍ） 管卡 三通接头仅注浆管用 图５注浆管三通连接示意 ５施工质量控制措施 通过对隧道二次衬砌拱顶空洞质量病害原因分析 发现，有些现场技术管理人员对隧道衬砌实际需要的 混凝土数量不清，不能提供真实的混凝土用量数据，造 成混凝土供应量不够，实际衬砌在未浇筑满的情况下 停止，使拱顶出现空洞。混凝土施工配合比中水灰比 偏大，混合料坍落度大，混凝土振捣不密实，混凝土自 重下沉，混凝土收缩徐变等，均可能产生空隙形成 空洞。 根据隧道拱顶空洞形成原因，要做到有效预防拱 ２０１７年第５期 张秀文等：带模注浆新型铁路隧道衬砌台车施工技术的优化 ５７ 顶空洞，首先要加强隧道衬砌封拱顶工艺水平，坚持过 程控制，克服人为原因造成拱顶出现空洞，确保满足衬 纵向注浆管并连通径向注浆管形成注浆体系，既能保证 注浆管道正常注浆，又能满足拱顶注浆达到密实要求。 参 考 文 献 砌混凝土设计厚度。其次采取带模注浆新技术，按照 要求提前做好注浆准备工作，确定注浆浆液配合比，严 格控制好注浆压力、注浆流量，满足注浆结束标准及结 束注浆要求。再次，做好隧道施工管理的标准化、规范 化，保证全工序工艺达标，从而从施工工序工艺源头上 ［１］龚成明，朱嘉斌，代鸿明．一种可带模注浆的新型铁路隧道 衬砌台车［Ｊ］．现代隧道技术，２０１６，５３（４）：１８５—１８９． ［２］吕彪．隧道衬砌拱顶带模注浆新材料的相容性和结合性试 验研究［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１７（２）：１８—２１． ［３］龚成明，朱嘉斌，佘海龙．铁路隧道衬砌台车拱顶带模及时 注浆工艺研究［Ｊ］．现代隧道技术，２０１６，５４（１）：１８０—１８５． ［４］中华人民共和国铁道部．ＴＢ １０７５３－－２０１０ 高速铁路隧道 工程施工质量验收标准［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２０１３． 预防隧道拱部衬砌厚度不够、拱顶出现空洞等质量 病害 ６ 结论 １）应在带模注浆衬砌台车拱顶混凝土浇筑完１２ ｈ ～［５］中华人民共和国铁道部．ＴＢ １０４１７－－２００３ 铁路隧道工程 施工质量验收标准［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００４． ［６］中国铁路总公司工程管理中心．工管桥隧函［２０１５］１９９号 铁路隧道二次衬砌预防拱顶空洞实施意见［ｚ］．北京：中国 铁道总公司工程管理中心，２０１５． 拆模前２ ｈ内注浆，注浆时间原则上不早于混凝土 终凝时间。这样既满足实体质量要求又符合隧道施工 质量验收标准。 ２）通过改进带模注浆衬砌台车注浆管的设置，增加 Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｕｎｎｅｌ Ｌｉｎｉｎｇ Ｔｒｏｌｌｅｙ ｗｉｔｈ Ｍｏｌｄ Ｇｒｏｕｔｉｎｇ ＺＨＡＮＧ Ｘｉｕｗｅｎ，ＺＨＡＮＧ Ｈｕａｎ，ＨＥ Ｙｕｓｈｕ （Ｂｅｉｊｉｎｇ—Ｚｈａｎｇｊｉａｋｏｕ Ｉｎｔｅｒｃｉｔｙ Ｒａｉｌｗａｙ Ｃｏ，，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００７０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｌｉｎｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ—Ｚｈａｎｓ￣ｉａｋｏｕ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ，ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｒａｉｌｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ｔｒｏｌｌｅｙ ｗｉｔｈ ｍｏｌｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ．Ｉｔ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｃａｖｉｔｉｅｓ ｕｐｏｎ ｔｕｎｎｅｌ ｌｉｎｉｎｇ ｖａｕｌｔ， ａｎｄ ｇｒｅａｄｙ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ｌｉｎｉｎｇ ｖａｕｌｔ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｏｆ ｓｕｃｈ ｔｒｏｌｌｅｙ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａｎｄ ａ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｔｈａｔ ｉｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｉｍｅ １ ２ ｈ ａｆｔｅｒ ｖａｕｌｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔａｒｔ ｏｆ ｆｏｒｍｗｏｒｋ ｒｅｍｏｖａｌ，ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｓｅｔｔｎｇ ｌｏｎｇｉｉｔｕｄｉｎａｌ ｇｒｏｕｄｎｇ ｐｉｐｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ｒａｄｉａｌ ＲＰＣ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｉｐｅｓ ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｔｈｅ ｔｒｏｕｂｌｅ ｔｈａｔ ｒｏｕｔｉｇｎｇ ｐｉｐｅｓ ｃａｎ ｅａｓｉｌｙ ｂｅ ｂｌｏｃｋｅｄ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ｌｉｎｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｒａｉｌｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ；Ｔｕｎｎｅｌ ｆｉｎｉｎｇ ｔｒｏｌｌｅｙ；Ｍｏｌｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ；Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔ；Ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｔｉｍｅ；Ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｓｃｈｅｍｅ ｏｐｔｉｍａｚａｔｉｏｎ （责任审编李付军）