高铁隧道二衬拱顶充填注浆施工技术应用

高铁隧道二衬拱顶充填注浆施工技术应用

张健

身份证号：341182199509073211

摘要：高铁隧道二衬拱顶是隧道结构的关键部位，直接关系到隧道的整体安全和列车运行的平稳性。文章详细探讨了高铁隧道二衬拱顶充填注浆施工技术的应用。首先，对充填注浆施工技术进行了概述，突出了充填注浆施工技术在地基加固和裂缝处理方面的优势。接着，重点介绍了高铁隧道二衬拱顶充填注浆施工技术的具体应用步骤，包括材料准备、管道安装、工艺控制、混凝土浇筑以及注浆管注浆等关键环节。在材料准备阶段强调了注浆材料的选择与配比，在管道安装和工艺控制阶段详细说明了施工流程和技术要点，在混凝土浇筑和注浆管注浆阶段则强调了施工质量和安全性的控制。通过分析这些步骤的技术要点和注意事项，期望为类似工程提供有益的参考和借鉴。

关键词：高铁隧道；充填注浆；二衬拱顶

引言

随着高铁建设的迅猛发展，高铁隧道作为铁路建设的重要组成部分，人们越来越关注隧道的质量和安全。因此，对二衬拱顶进行有效的加固处理，提高承载力和稳定性，成为高铁隧道建设中的一项重要任务。充填注浆技术作为一种有效的地基加固和裂缝处理技术，近年来在高铁隧道二衬拱顶加固工程中得到了广泛应用。充填注浆技术通过向二衬拱顶内部注入特定配比的浆液，填充内部的空穴、裂缝并与周围土体紧密结合，从而提高二衬拱顶的密实度和整体强度。与传统加固方法相比，充填注浆技术具有施工简便、效果显著、经济性好等优点，因此受到了广泛关注。

一、充填注浆施工技术的概述

充填注浆技术是一种广泛应用于地基加固和隧道加固的重要技术，也被称为裂隙岩体注浆。是将特定配比的浆液通过高压设备注入岩（土）体的空穴、裂隙内，使浆液在空穴、裂隙中扩散、填充并硬化，形成固结土，进而达到充填加固和止水的目的。充填注浆技术是利用浆液的物理和化学特性，在岩土体中形成一个新的、稳定的固结体，提高岩土体的密实度和强度，改善其物理和力学性质增强地基或隧道结构的承载力和稳定性。

充填注浆技术具有显著的特点。首先，适用范围广泛，能够处理各种土层和岩体，包括粘性土、砂土、粉土、岩石等，可以有效的解决地基承载力不足、不均匀沉降、裂缝等问题。其次，注浆加固施工过程相对简单不需要大规模开挖，对周围环境影响较小，使施工过程更加灵活，能够适应各种复杂的施工环境。此外，注浆加固施工周期短，可以在数天内完成，有效的提高了施工效率。在隧道工程中，充填注浆技术显示了独特的适用性和优势，隧道工程中常常遇到软弱地层、裂隙、溶洞等不良地质现象，这些现象对隧道的稳定性和安全性构成威胁。充填注浆技术能够针对这些不良地质现象进行有效的加固处理，通过注浆加固显著提高隧道周围土体的密实度和强度，增强隧道的整体稳定性。同时，注浆材料在硬化过程中能够形成致密的固结体，有效阻止地下水的渗漏和渗透，提高隧道的防水性能。此外，注浆加固施工可以在隧道内部或外部进行，对隧道结构和周围环境的影响较小，使得施工过程更加灵活和可控。

二、高铁隧道二衬拱顶充填注浆施工技术应用

（一）材料准备

在充填注浆施工开始前，充分的材料准备是保证整个工程顺利进行和达到预期效果的关键环节。首先，注浆材料的选择很重要。这些材料，如具有膨胀性的水泥砂浆或其他专用注浆料，必须具备良好的流动性，才能够顺利渗透到需要加固的土壤或岩石缝隙中。同时，还应具备微膨胀性和高强度，以在注浆后形成坚固的支撑结构，有效防止地层沉降或坍塌。在选择注浆材料时，要考虑工程的具体要求和地质条件。不同的地层结构和地质条件对注浆材料的要求也不同，必须根据实际情况进行选择。同时，为保证注浆效果，还需要根据所选材料的特性确定合适的配比，使注浆后的结构满足工程需要[1]。除了注浆材料外，注浆管和配件的准备也是重要一环。注浆管通常采用Φ36mm的塑料管或其他符合规格的材料制成，这些管道需要具备足够的强度和耐腐蚀性，应对注浆过程中可能遇到的各种挑战。同时，还要准备连接头、阀门等必要配件，使注浆过程顺利的进行。此外，还需要准备其他辅助材料，如用于固定注浆管的法兰、螺栓等紧固件，以及防水材料等。在材料准备过程中，还需特别注意施工人员的安全。需要准备必要的安全防护用品，如手套、护目镜等，保护施工人员的身体健康。并需要加强安全教育和培训，提高施工人员的安全意识和操作技能。最后，在材料准备过程中还需注意所有材料应符合国家相关标准和工程要求。选择信誉良好的供应商进行合作，所采购的材料质量要可靠性能要优良。同时，还需妥善保管材料，避免受潮、损坏或污染等问题的发生。

（二）管道安装

在充填注浆工程中，管道安装作为关键步骤，其精确执行对于确保注浆效果与工程整体质量具有决定性作用。首先，进行详细的准备。仔细检查注浆管的规格、质量和数量，要符合工程的设计要求。任何损坏、裂缝或堵塞的管道都必须被及时更换消除潜在的安全隐患。同时，安装所需的工具和材料也要提前准备齐全，包括支架、螺丝、橡胶垫等。安装过程中，准确确定注浆管的安装位置。严格遵循设计图纸和施工方案，避开钢筋等障碍物，使注浆管的位置准确无误。支架应安装在合适的位置，稳定支撑住注浆管，防止在注浆过程中发生移动或倾斜。接下来选择合适的连接方式，如焊接、螺纹连接等，并使接口平整、清洁提高连接的牢固性和密封性。在连接过程中注意力度适中，避免对注浆管造成损坏。完成连接后使用合适的紧固件将注浆管牢固地固定在支架上，防止在注浆过程中发生晃动或脱落。安装完成后应仔细检查注浆管的连接、固定和密封情况，保证每根注浆管都安装到位，无破损、无堵塞。

（三）工艺的控制

在充填注浆施工中，从注浆压力、注浆配比到注浆量，每一步都需要精细控制，保证注浆材料能够均匀、有效地填充到地层或岩体的空隙中[2]。首先，注浆压力的控制。合适的注浆压力能使注浆材料在地层或岩体中均匀扩散，可以达到预期的加固效果。在实际操作中，需要根据地质条件和注浆材料的特性，设定合理的注浆压力范围，并实时监测注浆压力的变化，及时调整注浆参数，防止因注浆压力过大导致的地层破裂或注浆压力过小导致的注浆效果不佳。

其次，注浆配比的控制。合理的注浆配比可以更好地填充地层或岩体的空隙。在注浆前需要根据工程要求和地质条件，确定合适的注浆配比，并严格按照配比要求进行注浆材料的配制。注浆量的控制同样关键，在注浆过程中，需要实时监测注浆量的变化，并根据实际情况调整注浆参数，防止注浆量过大导致的材料浪费或注浆量过小导致的加固效果不佳。此外，注浆过程的监测。通过实时监测注浆压力、注浆量、注浆材料流动情况等参数，可以及时发现注浆过程中出现的问题，并采取相应的措施进行处理[3]。

（四）混凝土浇筑

混凝土浇筑的施工质量直接关系到建筑物的整体稳定性和使用寿命。在进行混凝土浇筑前，需要充分的准备。准备好所需的各种材料，如P.S32.5矿渣硅酸盐水泥、细砂、粒径合适的石子以及符合要求的混凝土外加剂。同时，要对这些材料进行严格的质量检查，符合施工的要求。此外，还需准备好相应的施工工具和设备，如模板、搅拌设备、输送设备和振捣设备等。在混凝土浇筑过程中，应严格按照施工规范进行操作。首先，要根据设计要求安装好模板，并使尺寸准确、接缝严密。然后，将搅拌好的混凝土通过输送设备连续、均匀地输送到浇筑区域。在浇筑过程中，要采用分段分层连续浇筑的方法，每层浇筑高度应根据结构特点和钢筋疏密程度来确定，一般不超过50厘米。同时，要注意控制混凝土的自由倾落高度，防止因落差过大而导致混凝土离析[4]。在混凝土浇筑过程中，振捣是应使用插入式振捣器对混凝土进行振捣，使混凝土内部无气泡、无空隙，并在振捣过程中，要注意快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，使混凝土均匀受力。同时，要严格控制振捣时间和移动位置的距离，防止过度振捣导致混凝土离析或漏浆。当混凝土浇筑完成后，应及时对混凝土表面进行整理。使用刮杠刮平混凝土表面，并拉毛以增强其粘合能力。然后，要对混凝土进行养护，在硬化过程中要保持湿润状态。在养护期间，要根据天气情况及时调整喷水频率，使混凝土表面始终湿润。此外，在混凝土浇筑过程中要严格控制混凝土的配合比和坍落度等关键参数，在浇筑过程中不能集中倾倒冲击模板或钢筋骨架，要保证混凝土在初凝前完成浇筑等[5]。

（五）注浆管注浆

注浆管注浆是通过向土体中注入浆液，提升土体的强度、防渗性能和稳定性。在注浆管注浆的施工过程中，每一步都需精细操作。

首先，施工准备。需要准备注浆管、注浆机、注浆料等必要的施工材料和设备，并对设备进行调试和检测，根据设计要求和施工现场实际情况，进行测量放样，精确确定注浆管的安装位置和间距。接着进行钻孔操作。利用专业的钻孔设备如钻机或洛阳铲，按照预定的孔径、孔深、孔距等参数进行钻孔。完成钻孔后，需安装注浆管。注浆管一般选用内壁光滑、接头有螺扣的塑料或金属材料制成，端头有斜口，花管上开有溢浆孔。随后是配置浆液。根据工程要求、地质条件、设备条件和材料要求等因素，确定浆液的配合比。将各种原材料按照规定的配合比混合搅拌成浆液，并控制好浆液的稠度和稳定性。注浆是注浆管注浆的核心环节。通过注浆机将配置好的浆液注入到土体中，根据工程需要进行分层注浆或分段注浆。在注浆过程中，需严格控制注浆压力和注浆速度，并观察土体的变化情况，防止出现漏浆、冒浆等现象。注浆完成后，进行养护工作。一般养护时间为7-14天，期间需注意观察土体的变化情况，并做好记录。养护结束后，对注浆效果进行质量检测。可以采用钻芯取样、标贯试验、压水试验等方法进行检测，使注浆效果符合设计要求[6]。

结论

高铁隧道二衬拱顶充填注浆施工技术的应用，在高铁隧道建设中具有显著的重要性和实用价值。在施工过程中，通过精心挑选符合工程要求的优质材料是施工质量的基础。随后，精确的管道安装和稳固的连接为注浆作业提供了可靠的通道。在工艺控制方面，严格遵循施工规范，保证注浆浆液能够均匀、充分地填充到隧道二衬拱顶的空隙中。同时，作为施工关键步骤的混凝土浇筑，通过严格把控质量，保证了隧道结构的整体稳固性和耐久性。最后，注浆管注浆技术的应用进一步提升了隧道结构的密实性和防水能力，为高铁隧道的长期安全运营提供了强有力的支撑。

参考文献

[1]高月娇. 帷幕注浆技术在隧道穿越富水断层破碎带施工中的应用 [J]. 工程技术研究, 2024, 9 (06): 70-72.

[2]王吉磊. 超前帷幕注浆施工技术在高海拔长大富水隧道施工中的应用研究 [J]. 工程技术研究, 2024, 9 (06): 73-75.

[3]姜光辉. 公路桥梁和隧道施工中注浆技术的应用研究 [J]. 工程建设与设计, 2024, (04): 175-177.

[4]王云鹏. 复杂环境下高速公路浅埋暗挖隧道施工技术应用研究 [J]. 工程技术研究, 2024, 9 (01): 69-72.

[5]吴宝亮,李学良. 灌注桩后注浆施工技术在建筑工程施工中的应用研究 [J]. 工程建设与设计, 2022, (19): 228-230.

[6]王声飞. 高铁隧道二衬拱顶充填注浆施工技术及应用 [J]. 价值工程, 2024, 43 (13): 60-62.