采用TGRM防水型灌浆料综合整治营业线隧道病害
采用TGRM
防水型灌浆料综合整治营业线隧道病害
翟良杰 张瑞全
(安康铁路分局汉中线路桥遂段)
营业线上隧道随其服役期限的延长,地质构造、施工质量不好、混凝土的收缩和徐变、地下水的活动,以及地表人为活动的破坏作用,使得隧道边墙裂缝、拱部掉块、漏水,造成线路翻浆冒泥。线路几何形位聚变,不易保持。安康分局管内的襄渝线、阳安线隧道不同程度地裂损。尽管以往曾采用喷射混凝土、钢纤维混凝土等方法进行加固,但部分隧道病害日趋发展,对营业线的行车安全造成极大的威胁。近几年来,随着对隧道病害研究的进一步深入,新型防水材料的研制,给营业线综合整治隧道病害找到了一条可行的途径。笔者就我段近年来整治隧道裂损的施工实践,以襄渝线K472+351檀木梁隧道裂损整治为例,说明TGRM防水型灌浆料在运用中的效果。
1 TGRM防水型灌浆料简介
TGRM水泥基特种灌浆料是北京中铁瑞威铁道工程技术有限公司研制生产的水硬性灌浆材料,具有超早强、可灌性好、自密实、自找平、微膨胀的特点,30min期龄抗压强度大于8MPa,同时具有超细和在水中不离散的特性,无氯低碱,对碱骨料反应具有抑制作用及抗酸性腐蚀作用,比传统的灌浆材料具有良好的流动性。实验表明,水灰比为0.45时流动度为220～250cm,适用于低压灌浆,并可根据工程需要及温度变化调节凝结时间,净浆水灰比为0.4时,初凝13min,终凝15min,流动度为220cm min,采用TGRM灌浆料整治隧道漏水,因其凝结时间短,早期强度高、轻质、遇水不分散,可大大减少灌浆液的流失,有利于保证注浆质量。
2 工程实例
2.1 概况
襄渝线K4472+351檀木梁隧道全长1395.15m,1970年5月开工,1972年3月底建成, 1973年7月交付运营以来,进口400m～490m拱部衬砌出现裂纹,发展较快,1988年8月郑州铁路局武汉科研所曾对该衬砌采用钢纤维混凝土喷锚,对漏水处采用引水槽排水,山顶增设浆砌片石排水沟进行综合整治,但在2000年8月对该隧道的调查来看,原喷锚的钢纤维混凝土已基本失效,大面积钢纤维混凝土已与原隧道衬砌剥离,部分切入到原有衬砌内,拱部和边墙多处裂缝和掉块,隧道右边墙不仅有多处裂缝。所喷的钢纤维混凝土与既有隧道衬砌脱离面积大,而且伸向拱趾处已切入原有混凝土衬砌,边墙已向内倾斜。
据原有竣工资料记载,在施工中隧道洞口452～467m处发生了大塌方计15m,最大塌方高度为16～18m,特别是459m附近线路左侧直径为1.5m 高30m的旋洞,主沟出口处有一直径为0.3m的洞口,列车通过隧道时产生一股强大的气流,足以说明该旋洞已通向山顶。隧道顶部有水田,经常塌陷和漏水。山顶排水沟,主沟砌石质量较差,已多处损坏,沟底漏水,排水沟未形成有效的排水系统,造成隧道衬砌严重漏水。且原隧道内侧沟坡度不顺,积水严重,使线路多处翻浆,隧道后做的引水槽也多数失效,现拱部漏水成线,雨季时造成道床积水,基床被浸泡,承载能力下降,使线路几何尺寸严重超限。
2.2 整治方案
采用钢轨拱架加固,部分地段更换边墙,拱部锚固喷混凝土隧道全断面压浆,修建截、堵排水系统,彻底整治隧道病害。
2.2.1 洞口450m～490m拱部及左边墙凿喷厚10cm200#钢筋混凝土。
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2.2.2 进口450m、490m右边墙混凝土砌全部换衬,在地下较丰富地于衬砌有后做成竖向盲沟8条,由泄水孔排入水沟内,盲沟每5m设一条,形成有效的排水系统。
2.2.3 450～490m每1m设一榀钢轨拱架嵌入原有衬砌中以增强衬砌的支撑能力。
2.2.4 增设排水系统
(1)、75#桨砌片石主沟槽420m。
(2)、对既有沟槽底部加0.2m厚200#混凝土,翻修既有沟帮。
(3)、增设75#浆砌片石支沟150m。
(4)、用浆砌片石填补空洞。
(5)、采用TGRM防水型灌浆料堵截隧道漏水。
2.2.5 450～490m隧道进行全断面压浆。
2.3 施工组织
工程由汉中线桥段组织施工,鉴于该隧道的病害状况,由主管桥路工程的副段长任施工总指挥,下设技术组2人、材料组3人、机械动力组4人、钢筋工2人、砌石工6人,其他劳力45人。机械动力设备配置,轨道车带平板作业架2台,9m3空压机1台,24kW发电机1台,风动钻孔机2台,快速制浆机1台,其他常备设备齐全。
2.4 施工技术措施
2.4.1 施工钢轨拱架,在衬砌面凿槽,将钢轨拱架全部嵌入原砌体内,外露部分做混凝土保护层,厚5cm,镶嵌在衬砌槽内的钢轨拱架楔紧在既有衬砌上,用1:2水泥沙浆填塞紧密,使之能立即参与共同承载,承担围岩压力,起到加固作用,再用钢筋混凝土喷锚。凿除和喷锚分段马口施工,每段长3m,马口间隔10m。
2.4.2 为保证钢轨拱架的稳定,用￠16L=50cm 锚杆加强锁定,钢拱架间与钢筋网焊接,以保持其整体稳定性,锚杆钻至岩层以确保牢固连接,对裂损严重和裂缝较宽的拱部衬砌,先嵌补,再以人工开挖衬砌,每次1m,凿除两相邻段间距20m,用200#混凝土将钢轨拱架埋设新建混凝土内。
2.4.3 凿除面用水冲洗干净,分两次喷射混凝土。每层厚5cm,第二层在第一层初凝后进行。
2.4.4 在边墙换衬,钢筋混凝土喷锚全部完成,且混凝土强度达到100%后,进行隧道压浆。
2.4.5 为保证施工安全,准备6榀拱架,防止施工过程中隧道衬砌变形进行临时加固。2.4.6 施工工艺
(1)水灰比0.38～0.45;
(2)灰浆搅拌机为高速制浆机,转速1200rod min中以上,拌合时间3min;
(3)制好的浆液通过滤网进入储浆桶后,在进行压浆,并在压浆过程中进行适当搅拌;
(4)灌浆压力控制在6kg cm以下;
(5)在环境温度16～28℃下使用,不准与其他水泥及添加剂混合使用。
2.4.7 施工中遵守《隧道压浆机施工规范》、《混凝土施工规范》
2.5 安全措施
施工中严格按照郑铁办(2001)42号关于《营业线施工安全管理规定》实施细则的要求组织实施。
2.5.1 施工在封锁点内完成,每次90～150min,封锁前由施工负责人确定停电封锁命令,根据确认无误的调度命令,下达施工命令。
2.5.2 施工时,设驻站防护员1人,工地防护员1人,负责车站与施工现场的联系。
2.5.3 每次封锁,必须有供电部门配合,确认停电、送电事宜。
2.5.4 施工中与车务、调度,供电等部门密切协作,做好结合部的沟通工作,确保施工安全顺利进行。
2.6 效果分析
采用钢件纤维混凝土进行隧道堵漏和整治隧道裂损,由于既有混凝土表面凿锚不均匀,喷射施工前,表面尘埃不彻底,混凝土中所掺入的速凝剂的掺量不易做严格的控制,致使新喷射混凝土的混凝土不能与既有衬砌连接为一整体,初凝时间长,新喷混凝土与既有衬砌形成“两张皮”如一薄壳。随着时间的延长,列车阵动的影响,岩层结构的蠕变,水的侵蚀作用,喷射的混凝土易出现裂纹剥落。漏水侵入线路,造成线路基床翻浆冒泥,危机行车安全。
采用TG RM防水型灌浆料,结合修建水沟,增设有效的排水系统,加固隧道裂损,综合整治隧道病害,使注浆与既有衬砌面能有效地粘结成整体,与既有衬砌共同起支撑作用,加之锚杆的悬吊效应,使得隧道衬砌能很好地起到支护作用,增设系统的排水设备,渗水有序排入侧沟,可大大减少水对基床的破坏作用,对保持线路几何形位,轨道设备的使用安全起到积极作用。
(收稿日期 2002-12-18)
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质量管理2003年第3期 铁道技术监督