导  言  

隧道二衬混凝土在浇筑过程中常常受到人为因素、技术因素、混凝土干缩、徐变等因素的影响，在衬砌拱顶与围岩之间形成空隙。这种空隙会改变衬砌的受力结构，减弱其支护强度。因此采用回填注浆填满二衬空隙就显得尤为突出和重要。中铁二十三局集团有限公司在总结向莆铁路青云山隧道二衬回填注浆的成功经验基础上，形成了隧道二衬回填注浆施工工法。由于在施工中抓好了施工组织管理、安全质量管理，并采取较先进的施工工艺，取得了良好的社会效益和经济效益。

一、工法主要特点

1、采用定制的行走台车作为工作平台，既可以作为注浆孔钻孔平台，又可安放砂浆搅拌机，发电机，注浆机，满足长大隧道长距离及作业空间狭小的要求。

2、螺杆式灰浆泵技术先进，注浆效率高，排量达到7-60L/min，出浆连续均匀，经济节能。

3、安全可靠，适用性强。

二、主要适用范围

采用砂浆进行二衬回填注浆，作业半径大，有工期要求。

三、工艺原理

满足长大隧道长距离作业的要求。本工法的基本原理是采用“电钻钻孔、砂浆搅拌机拌制砂浆、灰浆泵进行二衬回填注浆”，即采用定制的行走台车作为工作平台，钻设注浆孔和排气孔、安装注浆管和排气管，然后采用砂浆搅拌机拌制砂浆，待砂浆拌制均匀后采用螺杆式灰浆泵进行注浆的施工工艺。

四、施工工艺流程及操作要点

4.1 主要施工工艺流程

4.2 操作要点

4.2.1 检查预留注浆孔

用钢筋往返插入预留的镀锌钢管内，若插入顺利不受阻挡，证明注浆管未堵塞，否则堵塞，将堵塞的注浆管做好标识。检查预留注浆管管口丝扣是否受损，受损需修复，用钢刷将丝扣上混凝土残碴清理干净。

4.2.2 钻孔、安装注浆管

沿纵向注浆管方向在距堵塞的注浆孔50cm处钻孔，安装带丝扣的φ20镀锌钢管。钻孔时注意不要穿透防水板。安装镀锌钢管时，管口距围岩要预留5-10cm空隙，以便浆液能顺利流出，混凝土孔口缝用高强砂浆加胶密封，待胶凝结后方能注浆。

为确保注浆效果，在埋注浆管的同时还要预埋排气管，排气管顶端与围岩要有1-2cm的空隙。

4.2.3 管口试接

注浆前注浆管应与预留镀锌钢管进行试接，用铁丝绑扎牢固，确保注浆能够连续进行。

4.2.4 吸水试验

注浆前应先对注浆管路系统用1.5~2.0倍注浆终压进行吸水试验，检查管路系统能否耐压，有无漏水，机械设备是否正常，试运行20min后，进行注浆现场试验，确定注浆参数。试验及压浆过程中，要求有值班施工技术人员在场，并根据现场注浆实际情况，准确判断及时对浆液稠度作出调整。

4.2.5 配制水泥砂浆

注浆采用M10水泥砂浆，砂采用中砂，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。浆液要求能连续拌制，拌制过程中严格监控水泥用量及水用量，确保浆液的稠度。

4.2.6 注浆

二次衬砌砼强度达到设计的100%后才能进行注浆，注浆采用逐渐加压式注浆，注浆压力为0.05~0.2Mpa，注浆速度一般为10~50L/min。当排气管有浆液流出，应封堵排气管并保持缓慢注浆，当压力持续升高时停止注浆。

4.2.7 二次补压

第一次注浆后间隔2h，将每个注浆孔按0.2Mpa的压力保持10min注浆。当达到下述情况之一时即可结束注浆：①当注浆压力达到设计终压时；②当注浆量达到或超过设计注浆量，孔口管出现冒浆时；③当注浆压强已达到设计终压，且稳压10min后，即使进浆量仍未达到设计浆量，也可结束注浆。

4.2.8 其他操作要点

1、钻孔前，确定二衬厚度、脱空厚度。
2、施工中应严格控制钻机偏移及卡钻。

3、施工中应做好钻孔记录，做到边钻边量测，及时掌握钻孔深度，杜绝防水板钻破。

4、衬砌钻孔处一定要采用高标号防渗水混凝土进行封堵密实。

5、注浆时合理确定注浆顺序，先从隧道纵断面高程低的部位开始。注浆时如出现压力迅速上升而浆液却不易注入或注入量很小的情况，应加大水灰比、降低浆液浓度，同时检查注浆管有无堵塞，并加以疏通。相反当发现注浆压力较低或压力上升缓慢而浆液注量却特别大时，应停止注浆，检查是否有漏浆或串浆的现象并及时加以堵塞，同时减少水灰比或在水泥浆中增加适量速凝剂以缩短凝结时间。

4.3 劳动力组织

根据本项目工程实物数量、工期要求，结合自身综合实力、现场施工环境等具体情况，充分发挥动态管理，弹性编制，灵活组织。根据回填注浆设备的配置情况编制两个施工班组，施工作业人员经各种技术、操作培训合格后，方能上岗。每个施工队劳动力组织见下表：

表4.3 注浆施工班人员配置表

4.4 回填注浆循环时间

作业循环时间分配情况：整个回填注浆由钻孔开始，至浆液注满封孔结束。

回填注浆作业时间如表4.4：

表4.4 注浆作业时间

4.5 技术创新

        在回填注浆过程中，积极开展科技创新活动，是本工法的关键所在，保证了注浆安全、高效。

 作业距离长和空间狭小是长大隧道注浆中的难点。

 我项目部技术人员就根据现场实际情况，自行设计并委外加工了注浆专用台架，不但可以进行高空注浆作业，还可以放置发电机、注浆机，砂浆搅拌机，并带有自行走装置，注浆采用了德国先进技术的螺杆式灰浆泵，这些设备的应用不但降低了施工难度，而且大大提高了工效，降低了工人的劳动强度。注浆台架自带平台及注浆台架见图4.5.1、图4.5.2；螺杆式灰浆泵见图4.5.3。

图4.5.1 注浆台架自带平台

图4.5.2  带自行走装置的注浆台架

图4.5.3  螺杆式灰浆泵

特别是在隧道整体道床施工结束后，这种带平台的注浆台架缩短了机械材料搬运时间，节约了成本。

五、材料与设备

5.1 主要材料

本工法主要采用的材料是M10水泥砂浆，它具有施工简单，流动性好等特点，其性能满足《铁路混凝土施工质量验收标准》中的相关要求。

5.2 主要机具设备

采用的主要机具设备见下表：

六、质量控制

6.1 质量目标

        衬砌背后密实，无空洞存在，雷达无损监测100%合格。

6.2 质量保证措施

        6.2.1 钻孔安装注浆管时，要求将砼缝用强力胶封闭严密，并待胶凝结后方能注浆，避免浆液外渗，注浆不饱满。

       6.2.2 注浆时如出现压力迅速上升而浆液却不易注入或注入量很小的情况，应加大水灰比、降低浆液浓度，同时检查注浆管有无堵塞，并加以疏通。

       6.2.3 注浆压力较低或压力上升缓慢而浆液注量却特别大时，应停止注浆，检查是否有漏浆或串浆的现象并及时加以堵塞，同时宜采用减少水灰比或在水泥浆中掺入适量（5%~10%）的水玻璃或采用双液注浆以缩短凝结时间；当压注水玻璃液后，压强明显上升，达到目标要求时，可停止压注水玻璃，仍用原水泥浆液，或用小泵量间歇式注浆。

       6.2.4 注浆时衬砌表面如出现有渗漏水部位，可改用压注水泥-水玻璃或其他化学浆液进行注浆堵水。

七、安全措施

7.1 安全目标

防止高空坠落；防止行车碰撞事故；防止火灾事故；控制和减少一般责任事故。

7.2 安全保证措施

安全是各项工作中的重中之中，要确保人员安全、设备安全。

7.2.1 确保人身安全的管理措施

1、加强对员工的安全教育，增强安全意识，提高防范能力。

2、严格按照有关劳动保护法律、法规和铁道部有关劳动保护条例、规定及业主发布的有关安全生产的要求执行，确保安全生产、生产必须安全。

3、所有员工上岗前做到按规定进行岗前培训，特殊工种重点培训，持证上岗，遵章守纪，严格按照操作规程、规则作业，严禁违章指挥、违章作业。

4、对施工队签定安全协议，实行安全风险抵押金制度，实现安全管理时时警惕，安全责任人人承担。

5、施工现场设置醒目的安全警示标志和可靠的防护设施，必要时设专人防护，完工后未经专职安检员检查许可，任何人不准擅自撤掉安全防护标志、设施和人员。所有闲杂人员不得入场。

6、所有作业人员岗前不许饮酒，酒后不准上岗。

7、加强对员工的劳动保护，配齐配足个人劳保用品，并定期进行全员体检。

8、经常性进行安全知识的培训、考核，不合格者不安排上岗，违章者严肃处理，并按照“三不放过”的原则进行操作。

9、高空作业系牢安全带，穿防滑胶鞋。

7.2.2 设备安全管理制度

1、岗前培训、定期考核制度：提高机械作业人员的技术素质和操作维修技能。

2、定人、定机、定岗制度：保证机械作业人员的相对稳定，使各个环节责任明确，责任到人。

3、岗位责任制度：使用机械必须坚持“两定三包”即定人、定机、包使用、包保管、包保养；操作人员作到“三懂四会”即懂构造、懂原理、懂性能，会使用、会保养、会检查、会排除故障。

4、持证上岗制度：机械作业人员必须经过技术培训，经考核合格，发给机械操作合格证后方能上机操作。

5、交接班制度：交接内容有机械运转记录、完成任务和生产情况、设备技术状况、维修保养情况、备件、附件、工具情况等。

6、安全检查制度：坚持安全教育，坚持日常和定期(每旬、每月)安全检查，发现不安全作业要及时制止，追查原因，及时整改，杜绝事故隐患，真正做到“安全第一”。

7、用电机具必须一箱一机一匣一漏电保护器，临时配电箱离地高度大于0.6m。