襯砌臺車改造及拱頂帶模注漿工藝PPT

1、京沈京冀客專京沈京冀客專標指揮部標指揮部2016.03.262016.03.26鐵路隧道襯砌臺車改造及拱頂帶模注漿工藝介紹河北河北承德承德 第一章 前言第二章 工藝原理第三章 工藝特點第四章 材料、設(shè)備配備第五章 施工工藝流程圖第六章 二襯臺車改造第七章 帶模注漿工藝要點第八章 效益分析第九章 應(yīng)用實例第十章 檢測效果附件第十一章 相關(guān)視頻及動畫 匯 報 目 錄 京沈京冀客專公司為提高隧道襯砌整體質(zhì)量，并貫徹鐵總規(guī)京沈京冀客專公司為提高隧道襯砌整體質(zhì)量，并貫徹鐵總規(guī)范范Q/CR9604-2015高速鐵路隧道工程施工技術(shù)規(guī)程（以下高速鐵路隧道工程施工技術(shù)規(guī)程（以下簡稱規(guī)程）以及鐵總工管中心簡稱規(guī)

2、程）以及鐵總工管中心“關(guān)于印發(fā)鐵路隧道二次關(guān)于印發(fā)鐵路隧道二次襯砌預防拱頂空洞實施意見的通知襯砌預防拱頂空洞實施意見的通知”（2015199號文，以下號文，以下簡稱通知），進行了專項研究，在上述規(guī)范及要求的基礎(chǔ)簡稱通知），進行了專項研究，在上述規(guī)范及要求的基礎(chǔ)上進行了創(chuàng)新，研究了一整套的注漿工藝、裝備及材料，簡化上進行了創(chuàng)新，研究了一整套的注漿工藝、裝備及材料，簡化了施工工藝，提高了注漿質(zhì)量，克服了規(guī)程及通知中了施工工藝，提高了注漿質(zhì)量，克服了規(guī)程及通知中推薦的工藝由于節(jié)點復雜，在實際施工中工人難以掌握、無法推薦的工藝由于節(jié)點復雜，在實際施工中工人難以掌握、無法順利實施的弊端。全套工藝、裝備及

3、材料在順利實施的弊端。全套工藝、裝備及材料在本項目本項目進行了系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的適應(yīng)性研究、實施，并進行了雷達實體檢測，效果良好，取的適應(yīng)性研究、實施，并進行了雷達實體檢測，效果良好，取得了初步成果。得了初步成果。 第一章 前 言 在臺車上預埋徑向注漿管，對二襯混凝土施工完在臺車上預埋徑向注漿管，對二襯混凝土施工完2h后及時后及時通過該注漿管進行注漿。注漿采用專用的制漿注漿一體機進行通過該注漿管進行注漿。注漿采用專用的制漿注漿一體機進行操作，注漿材料具有微膨脹、高流動性、早強、無泌水、操作操作，注漿材料具有微膨脹、高流動性、早強、無泌水、操作時間長等特性，不僅起到空洞充填作用，且能起到彌補或修復

4、時間長等特性，不僅起到空洞充填作用，且能起到彌補或修復二襯混凝土的缺陷的作用，提高襯砌混凝土整體質(zhì)量。二襯混凝土的缺陷的作用，提高襯砌混凝土整體質(zhì)量。 第二章 工藝原理 3.1 二襯模板頂部預留注漿管及注漿排氣孔，同時兼做檢查二襯模板頂部預留注漿管及注漿排氣孔，同時兼做檢查拱頂混凝土是否飽滿的觀察孔。拱頂混凝土是否飽滿的觀察孔。 3.2 采用采用SM-RPC注漿管注漿管(以下簡稱以下簡稱RPC管管)、微膨脹緩凝早、微膨脹緩凝早強充填砂漿、制漿注漿一體機等灌注設(shè)備，設(shè)備簡單，走行及強充填砂漿、制漿注漿一體機等灌注設(shè)備，設(shè)備簡單，走行及操作方便。操作方便。 3.3 操作簡便，注漿一板二襯只需要操作

5、簡便，注漿一板二襯只需要2h左右，且不占用正常左右，且不占用正常二襯施工時間。二襯施工時間。 3.4帶模注漿可在混凝土初凝時開始注漿，且注漿壓力遠高帶模注漿可在混凝土初凝時開始注漿，且注漿壓力遠高于脫模后的注漿壓力，提高襯砌混凝土與注漿處理漿液的整體于脫模后的注漿壓力，提高襯砌混凝土與注漿處理漿液的整體性，修復各種混凝土缺陷。性，修復各種混凝土缺陷。 3.5帶模注漿時，由于受到臺車模板的保護，二襯混凝土不帶模注漿時，由于受到臺車模板的保護，二襯混凝土不會破壞。一般混凝土澆筑壓力超過會破壞。一般混凝土澆筑壓力超過6MPa，注漿漿液的壓力一，注漿漿液的壓力一般不超過般不超過1.0MPa。 第三章

6、工藝特點 4.1充填砂漿性能指標充填砂漿性能指標 高流動性微膨脹早強充填砂漿（簡稱充填砂漿）技術(shù)指標見表高流動性微膨脹早強充填砂漿（簡稱充填砂漿）技術(shù)指標見表4.1。 第四章 材料、設(shè)備配備檢測項目實測值凝結(jié)時間/h初凝3.5終凝5.5流動度/mm出機41030min35090min330抗壓強度/Mpa1d2528d72抗折強度/Mpa1d5.828d16.7粘接強度/Mpa1d1.128d2.3抗?jié)B性能28dP12收縮率/%28d0.02塑性膨脹率/%3h0.03分層度/mm30min11表表4.1 4.1 高流動性微膨脹早強充填砂漿主要技術(shù)指標高流動性微膨脹早強充填砂漿主要技術(shù)指標 4.

7、2 制漿設(shè)備性能指標制漿設(shè)備性能指標 第四章 材料、設(shè)備配備表表4.2 4.2 攪拌注漿一體機（活塞式）主要參數(shù)攪拌注漿一體機（活塞式）主要參數(shù)技術(shù)指標技術(shù)參數(shù)容量200-400L電機功率（攪拌+注漿+振動）15-18KW轉(zhuǎn)速54-70r/min注漿機最大壓力4.0MPa攪拌量2-4m3/h重量700-800kg 第四章 材料、設(shè)備配備圖圖4.1 雙攪拌的制漿注漿一體機雙攪拌的制漿注漿一體機 4.3 SM-RPC預埋管性能指標預埋管性能指標 第四章 材料、設(shè)備配備表表4.3 注漿管基本性能注漿管基本性能項目SM-RPC管管抗壓強度/（KN/m)100管抗折強度/MPa18長度（mm）600外徑

8、（mm）361內(nèi)徑（mm）150.5 第四章 材料、設(shè)備配備圖圖4.2 SM-RPC預埋管預埋管 第五章 施工工藝流程圖圖圖5.1 隧道襯砌臺車拱頂帶模注漿工藝流程圖隧道襯砌臺車拱頂帶模注漿工藝流程圖注漿結(jié)束，卸下注漿機軟管注漿結(jié)束，卸下注漿機軟管是是漿液初凝后卸除定位法蘭漿液初凝后卸除定位法蘭安裝安裝RPC注漿管、排氣管頂住防水板注漿管、排氣管頂住防水板澆筑混凝土并觀察預埋管出漿澆筑混凝土并觀察預埋管出漿注漿管端頭與注漿機管連接注漿管端頭與注漿機管連接注漿液制備及帶模注漿注漿液制備及帶模注漿觀察壓力表和排氣孔出漿觀察壓力表和排氣孔出漿排氣孔排出濃漿排氣孔排出濃漿否否臺車頂板開孔安裝法蘭（首次

9、）臺車頂板開孔安裝法蘭（首次）記錄板上記錄記錄板上記錄RPC管埋入長度管埋入長度轉(zhuǎn)移至備用注漿孔（中轉(zhuǎn)移至備用注漿孔（中間排氣孔）間排氣孔）是是否否壓力是否小于壓力是否小于1.0MPa 6.1 以以臺車為載體，進行改造，實現(xiàn)注漿功能臺車為載體，進行改造，實現(xiàn)注漿功能 通過對多種注漿工藝的實踐以及對襯砌臺車的分析研究，通過對多種注漿工藝的實踐以及對襯砌臺車的分析研究，充分利用襯砌臺車，即以臺車為注漿載體，實現(xiàn)襯砌注漿功能充分利用襯砌臺車，即以臺車為注漿載體，實現(xiàn)襯砌注漿功能，發(fā)揮襯砌臺車的功能。，發(fā)揮襯砌臺車的功能。 改造方案為改造方案為：襯砌臺車頂模上開孔，從上一循環(huán)襯砌連接襯砌臺車頂模上開孔

10、，從上一循環(huán)襯砌連接段到端頭模共設(shè)置三個孔，依次為注漿孔、中間排氣孔（備用段到端頭模共設(shè)置三個孔，依次為注漿孔、中間排氣孔（備用注漿孔）、端模排氣孔，見示意圖注漿孔）、端模排氣孔，見示意圖6.1-6.46.1-6.4。 在頂模最高點適宜位置，設(shè)置注漿孔、排氣孔等，共三個在頂模最高點適宜位置，設(shè)置注漿孔、排氣孔等，共三個，各孔規(guī)格相同。頂模鉆孔孔徑，各孔規(guī)格相同。頂模鉆孔孔徑40mm40mm，見圖，見圖6.56.5；然后焊接固；然后焊接固定法蘭，法蘭內(nèi)徑定法蘭，法蘭內(nèi)徑40mm40mm，外徑，外徑120mm120mm。見圖見圖6.5-6.76.5-6.7。 第六章 二襯臺車改造圖圖6.1 橫斷面

11、布置示意圖橫斷面布置示意圖圖圖6.2 注漿管及注漿連接器注漿管及注漿連接器 第六章 二襯臺車改造圖圖6.3 縱斷面布置示意圖縱斷面布置示意圖圖圖6.4 注漿管布置大樣圖注漿管布置大樣圖 第六章 二襯臺車改造 圖圖6.5 模板固定法蘭、注漿管定位法蘭示意圖模板固定法蘭、注漿管定位法蘭示意圖 第六章 二襯臺車改造 圖圖6.6 6.6 臺車頂模打孔臺車頂模打孔 圖圖6.76.7焊接注漿孔固定法蘭焊接注漿孔固定法蘭 第六章 二襯臺車改造 6.2 臺車預留孔作用介紹臺車預留孔作用介紹 通過前期實踐，對于不超過通過前期實踐，對于不超過12m的臺車，設(shè)置的臺車，設(shè)置3個注漿孔（個注漿孔（排氣孔）即可，見圖排

12、氣孔）即可，見圖6.8，主要功能如下：，主要功能如下： 注漿孔，位置在混凝土澆筑口下端，為主要注漿孔，位置在混凝土澆筑口下端，為主要注漿孔，并對上注漿孔，并對上一板混凝土端頭模處進行再次注漿，充分保證每一板搭接處的一板混凝土端頭模處進行再次注漿，充分保證每一板搭接處的充分密實。充分密實。 中間排氣孔，也作為備用注漿孔，位置在頂板的中間，在注中間排氣孔，也作為備用注漿孔，位置在頂板的中間，在注漿孔注漿時，進行排氣和排出混凝土的泌水。由于混凝土澆筑漿孔注漿時，進行排氣和排出混凝土的泌水。由于混凝土澆筑口位置混凝土通常是澆筑較好的位置，中間排氣孔和注漿孔有口位置混凝土通常是澆筑較好的位置，中間排氣孔

13、和注漿孔有可能是隔離開的，在此種情況下，注漿孔注完漿后，再以中間可能是隔離開的，在此種情況下，注漿孔注完漿后，再以中間排氣孔為備用注漿孔，進行注漿，至端模出流出濃漿即可終止排氣孔為備用注漿孔，進行注漿，至端模出流出濃漿即可終止注漿。注漿。 端模排氣孔，該排氣孔主要是用于注漿時排氣和排水，也用端模排氣孔，該排氣孔主要是用于注漿時排氣和排水，也用于下一板襯砌注漿時的排氣孔和排水孔。于下一板襯砌注漿時的排氣孔和排水孔。 中間排氣孔和端模排氣孔在注漿時，先連接排水排漿管，減中間排氣孔和端模排氣孔在注漿時，先連接排水排漿管，減少注漿時流出的泌水和稀漿污染臺車。少注漿時流出的泌水和稀漿污染臺車。 第六章

14、二襯臺車改造 圖圖 6.8 臺車頂板注漿孔設(shè)置位置臺車頂板注漿孔設(shè)置位置 第六章 二襯臺車改造 7.1 施工工藝施工工藝 在臺車上預埋在臺車上預埋徑向徑向注漿管，對二襯施工完注漿管，對二襯施工完2h后及時通過該注后及時通過該注漿管進行注漿。注漿可采用專用的制漿注漿一體機進行操作，漿管進行注漿。注漿可采用專用的制漿注漿一體機進行操作，注漿材料具有微膨脹、高流動性、早強、無泌水、緩凝等特性注漿材料具有微膨脹、高流動性、早強、無泌水、緩凝等特性，不僅起到空洞充填作用，且能起到彌補或修復二襯混凝土的，不僅起到空洞充填作用，且能起到彌補或修復二襯混凝土的缺陷的作用。缺陷的作用。第七章 帶模注漿工藝要點

15、（1 1）安裝安裝RPCRPC注漿管、排氣管頂住防水板注漿管、排氣管頂住防水板 根據(jù)二襯幾何要求使改造后的模板就位后，將準備好的根據(jù)二襯幾何要求使改造后的模板就位后，將準備好的RPCRPC注漿管（排氣管）通過改造后的預留孔處進行注漿管（排氣管）通過改造后的預留孔處進行“試穿試穿”量測，量測，確定確定RPCRPC注漿管（排氣管）的安裝長度和檢測二襯厚度是否滿足注漿管（排氣管）的安裝長度和檢測二襯厚度是否滿足設(shè)計要求，具體標準以設(shè)計要求，具體標準以RPCRPC注漿管（排氣管）頂住防水板長度注漿管（排氣管）頂住防水板長度+ +法蘭長度（法蘭長度（7cm7cm）+2cm+2cm為準。為準。圖圖7.1

16、注漿管及法蘭安裝、注漿連接接頭安裝注漿管及法蘭安裝、注漿連接接頭安裝第七章 帶模注漿工藝要點 （2）記錄板上記錄記錄板上記錄RPC管埋入深度管埋入深度根據(jù)（根據(jù)（1）中操作，在）中操作，在RPC注漿管（排氣管）頂住防水板后注漿管（排氣管）頂住防水板后做好標記記錄做好標記記錄RPC管埋入深度：標記應(yīng)為管埋入深度：標記應(yīng)為兩兩條線，一條為與二條線，一條為與二襯模板外模板的線（用來檢測二襯厚度是否滿足要求）；另一襯模板外模板的線（用來檢測二襯厚度是否滿足要求）；另一條為二襯模板外模板線條為二襯模板外模板線+2cm，即，即RPC注漿管（排氣管）的下料注漿管（排氣管）的下料長度。長度。（3）澆筑混凝土并

17、觀察預埋管出漿澆筑混凝土并觀察預埋管出漿二襯混凝土應(yīng)對稱澆筑，左右兩側(cè)混凝土面高差不得超過二襯混凝土應(yīng)對稱澆筑，左右兩側(cè)混凝土面高差不得超過0.5m，前后高差不得超過，前后高差不得超過0.6m，混凝土澆筑應(yīng)逐窗逐層自模板，混凝土澆筑應(yīng)逐窗逐層自模板窗口灌入，由下向上，對稱分層，傾落自由高度不超過窗口灌入，由下向上，對稱分層，傾落自由高度不超過2m。澆。澆筑拱頂混凝土時，注漿管作為觀察口，看混凝土是否澆注到拱筑拱頂混凝土時，注漿管作為觀察口，看混凝土是否澆注到拱頂，注意觀察預埋管是否泌漿為準，必要時可對注漿觀察口進頂，注意觀察預埋管是否泌漿為準，必要時可對注漿觀察口進行清理，避免堵塞。行清理，避

18、免堵塞。第七章 帶模注漿工藝要點 圖圖7.2 澆注拱頂混凝土時注漿口觀察出漿澆注拱頂混凝土時注漿口觀察出漿 第七章 帶模注漿工藝要點 （4）注漿液制備及帶模注漿注漿液制備及帶模注漿 拱頂注漿原則上按照從低端往高端開始注漿。二襯混凝土澆拱頂注漿原則上按照從低端往高端開始注漿。二襯混凝土澆筑完成筑完成23h后進行，注漿材料采用充填砂漿，水灰比為后進行，注漿材料采用充填砂漿，水灰比為0.18；注漿采用專用的制漿注漿一體機進行操作。漿液要求連續(xù)拌制注漿采用專用的制漿注漿一體機進行操作。漿液要求連續(xù)拌制，拌制過程中嚴格監(jiān)控材料用量，確保漿液的質(zhì)量。，拌制過程中嚴格監(jiān)控材料用量，確保漿液的質(zhì)量。第七章 帶

19、模注漿工藝要點 （5）觀察壓力表和排氣孔出漿觀察壓力表和排氣孔出漿 注漿結(jié)束標志以排氣孔和端頭模流出濃漿即結(jié)束注漿。若臺注漿結(jié)束標志以排氣孔和端頭模流出濃漿即結(jié)束注漿。若臺車模板處出漿壓力達到車模板處出漿壓力達到1.0MPa，仍未出濃漿，應(yīng)更換排氣孔注，仍未出濃漿，應(yīng)更換排氣孔注漿，直至中間排氣孔和端模排氣孔流出濃漿時停止注漿。漿，直至中間排氣孔和端模排氣孔流出濃漿時停止注漿。圖圖7.3 端頭泌水泌漿端頭泌水泌漿 圖圖7.4 預埋縱管出漿預埋縱管出漿第七章 帶模注漿工藝要點 （6）注漿結(jié)束，卸下注漿機軟管，將灌漿管孔封堵密實。注漿結(jié)束，卸下注漿機軟管，將灌漿管孔封堵密實。（7）漿液初凝后卸除定

20、位法蘭。漿液初凝后卸除定位法蘭。 7.2 拱頂帶模注漿現(xiàn)場施工操作圖片拱頂帶模注漿現(xiàn)場施工操作圖片第2步：臺車頂部預留螺栓 （首次安裝）第1步：備好端頭帶有“U”槽的RPC注漿管第七章 帶模注漿工藝要點 第4步：量測后對注漿管做好標識第3步：采用注漿管量測二襯模板與防水板之間的距離做好標識第七章 帶模注漿工藝要點 第5步：根據(jù)標識進行切割（長度為標識長度+2cm）第6步：安裝切割后的RPC注注漿管第七章 帶模注漿工藝要點 第7步：RPC注漿管安裝后，安裝法蘭固定RPC注漿管 第8步：注漿時從上至下依次連接 變徑接頭、壓力表及注漿軟管圖圖7.5 注漿管安裝工藝照片注漿管安裝工藝照片第七章 帶模注

21、漿工藝要點8.1經(jīng)濟效益分析經(jīng)濟效益分析 首先進行直接經(jīng)濟效益分析，即直接注漿的經(jīng)濟效首先進行直接經(jīng)濟效益分析，即直接注漿的經(jīng)濟效益對比。每板二襯拱頂注漿經(jīng)濟效益比選，每板按照益對比。每板二襯拱頂注漿經(jīng)濟效益比選，每板按照11.9米計算。以下數(shù)據(jù)為米計算。以下數(shù)據(jù)為5板的平均注漿數(shù)據(jù)。板的平均注漿數(shù)據(jù)。 第八章 效益分析序號項目單位數(shù)量單價合價備注1材料費水泥T15.52784309PVC管M242.355.22工費普通工82001600合計5964單價500元/米表表8.1 普通水泥漿及普通水泥漿及PVC管注漿造價管注漿造價 第八章 效益分析表表8.2 8.2 專用襯砌充填砂漿及專用襯砌充填

22、砂漿及RPC注漿管注漿造價注漿管注漿造價序號項目單位數(shù)量單價合價備注1材料費注漿料T1.031503150參考李家店數(shù)據(jù)RPC管根31030每根60cm2工費專用工2.9200580合計3760316元/米 綜上所述，每板二襯由普通拱頂注漿改為帶模注漿工藝，可節(jié)省費用綜上所述，每板二襯由普通拱頂注漿改為帶模注漿工藝，可節(jié)省費用約約184184元元/m/m。 第八章 效益分析 其次，間接經(jīng)濟效益方面，進行普通水泥漿注漿，一般需其次，間接經(jīng)濟效益方面，進行普通水泥漿注漿，一般需反復注漿反復注漿2-3次，其施工費用大增，而且后期注漿無法進行帶次，其施工費用大增，而且后期注漿無法進行帶模注漿，其注漿壓

23、力不宜過高，否則可能造成襯砌開裂。并模注漿，其注漿壓力不宜過高，否則可能造成襯砌開裂。并且后期多工序作業(yè)會影響工程進度，尤其是進入靜態(tài)驗收或且后期多工序作業(yè)會影響工程進度，尤其是進入靜態(tài)驗收或聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，注漿質(zhì)量更難以保證，到后期進行重復注漿聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，注漿質(zhì)量更難以保證，到后期進行重復注漿時，其造價即按照修補加固工程計算，根據(jù)時間節(jié)點不同，時，其造價即按照修補加固工程計算，根據(jù)時間節(jié)點不同，其造價是正常建設(shè)階段造價的其造價是正常建設(shè)階段造價的5-10倍。倍。 因此，采用帶模注漿工藝，使用高性能的充填砂漿，一次因此，采用帶模注漿工藝，使用高性能的充填砂漿，一次性的解決襯砌施工缺陷，具有顯著

24、的綜合經(jīng)濟效益，能夠大性的解決襯砌施工缺陷，具有顯著的綜合經(jīng)濟效益，能夠大量節(jié)省后期成本。量節(jié)省后期成本。 第八章 效益分析 8.2 社會效益分析社會效益分析 隧道襯砌拱頂混凝土施工，由于施工工藝本身的缺陷、施隧道襯砌拱頂混凝土施工，由于施工工藝本身的缺陷、施工條件惡劣、施工人員質(zhì)量意識差以及施工管理問題，造成工條件惡劣、施工人員質(zhì)量意識差以及施工管理問題，造成隧道襯砌拱頂空洞普遍存在，給工程帶來極大的危害和風險隧道襯砌拱頂空洞普遍存在，給工程帶來極大的危害和風險，尤其是高鐵時代，隧道襯砌病害更為突出。因此，在建設(shè)，尤其是高鐵時代，隧道襯砌病害更為突出。因此，在建設(shè)初期，即缺陷的萌芽階段予以處

25、置，能夠顯著提高工程質(zhì)量初期，即缺陷的萌芽階段予以處置，能夠顯著提高工程質(zhì)量，確保運行安全。，確保運行安全。 （1）本工藝施工方便可靠，在襯砌施工間隙注漿，不影響）本工藝施工方便可靠，在襯砌施工間隙注漿，不影響整體工期；整體工期； （2）RPC注漿管帶模注漿可在混凝土初凝后開始注漿，通注漿管帶模注漿可在混凝土初凝后開始注漿，通過較高的注漿壓力，充分密實襯砌空洞，修復襯砌缺陷；過較高的注漿壓力，充分密實襯砌空洞，修復襯砌缺陷； （3）通過應(yīng)用高性能的充填砂漿，修復襯砌自身和施工人）通過應(yīng)用高性能的充填砂漿，修復襯砌自身和施工人員人為造成的缺陷，改善襯砌的整體力學性能；員人為造成的缺陷，改善襯砌的整體力學性能； （4）將傳統(tǒng)的隧道襯砌空洞缺陷由后期修補變?yōu)榍捌陬A防）將傳統(tǒng)的隧道襯砌空洞缺陷由后期修補變?yōu)榍捌陬A防，早期，早期“預防預防”式治理，及時糾正和改進，將式治理，及時糾正和改進，將“隱蔽隱蔽”的的“缺陷缺陷”工程變?yōu)楣こ套優(yōu)椤翱梢娍梢姟钡牡摹翱煽靠煽俊惫こ蹋还こ蹋?第八章 效益分析 （5）確保隧道襯砌質(zhì)量，提高襯砌混凝土的整體性及力學）確保隧道襯砌質(zhì)量，提高襯砌混凝土的整體性及力學性能，減少襯