带模注浆材料在中老铁路中的试验

带模注浆材料在中老铁路中的试验

游文鑫

川铁国际经济技术合作有限公司

摘要：主要针对于运营隧道中出现的衬砌背后空洞、开裂等质量病害原因，并结合磨万铁路实际情况，对二次衬砌带模注浆的材料工艺进行详细说明。通过预埋RPC注浆管并注入注浆材料，填充衬砌背后空洞。有效解决了传统二次衬砌空洞缺陷整治难的问题，极大地提高了隧道衬砌工程质量，使得隧道运营安全得到了极大的保障。

关键词：带模注浆、材料、中老铁路

1、概述

中老铁路是泛亚铁路中线中重要组成部分，北起中国云南省玉溪市，经中老边境口岸磨憨，至老挝首都万象。中老铁路不仅是中国老挝两国的经济桥梁，也是连通两国邻邦友谊的纽带，在“一带一路”中有非凡的意义。

高速铁路，是我国实施“走出去”战略的一张王牌。但是由于种种原因，运营铁路隧道时常有开裂、衬砌背后空洞等现象发生，危及列车运行安全，是铁路建设中一大隐患。根据铁道隧道《关于采用铁路隧道衬砌施工成套技术的通知》要求现有隧道拱顶注浆采用带模注浆技术，这种注浆技术主要依托于注浆材料的质量，因此对灌浆料的性能提出了更高要求。

2、原因分析

中老铁路某隧道浇注二衬混凝土至拱部时，难以精确控制混凝土量，使得拱部混凝土灌注量不足而导致拱部局部形成脱空。或由于混凝土捣鼓不密实，因自重而下沉，导致地质雷达探测后，能在探测图中发现二次衬砌背后出现许多小型空洞。

3、注浆材料

《关于采用铁路隧道衬砌施工成套技术的通知》要求本隧道拱顶注浆采用带模注浆技术。这项技术是一项新兴的工艺，在施工流程确定的情况下，如何提高注浆材料的各方面性能，在室内做了以下几种试验。

3.1、材料

传统注浆材料中有许多问题，配制大流动性浆液容易分层离析，泌水量大，无法保证空洞被完全填充，更无法保证浆液与混凝土之间良好的粘结性。在模拟注浆后，发现仍有空洞与剥落现象等缺陷产生。

于是更改注浆材料的配方，添加多种外加剂，加入一定量的水，拌合均匀后具有流动性、不离析、微膨胀等良好工艺性特点，成型后具有高耐久性、低徐变、体积稳定性好性能，施工方面具有质量可靠，降低成本，缩短工期和使用方便等优点，根本上解决注浆后不密实、不饱满、结合性差等难题。

现场所使用的注浆机有两种，一种为型号河南省长葛市永达机械厂的HJB-3型灰浆泵，其灰浆输送量为3m3/h，最大压力1.5MPa，注浆胶管内径为Φ32/38mm，点击功率4KW。另一种产品型号为河南耿力支护机械设备公司的GL90-125，排浆量7m3/h，工作压力：0-16Mpa，电机功率：11KW，出浆口直径：32mm，吸浆口直径：38mm。

受仪器限制，流动度普通的注浆材料通过注浆机至拱顶注浆还存在非常大的施工困难，经常发生堵管情况。

在这种情况下，再次重新更换组成注浆料的各种材料，选定低碱硅酸盐水泥，粒径小于1.25mm砂，硅粉，膨胀剂，粉剂塑化剂，聚丙烯酸钠，聚醚改性聚硅氧烷等材料。以下表3.1.1为河砂配比，表3.1.2为机制砂配比，仅作参考。

例1.表3.1.1每吨隧道带模注浆材料

3.3、分离度

由于自重情况，许多砂浆在静止情况下，下部砂浆的表观密度会大于表面的表观密度。现所使用的材料都是“超细”材料，尽可能减少自重情况。解决了速流砂浆浆液无沉底现象，初始砂浆表观密度与下部砂浆表观密度结果一样，无分离。

3.4、表观密度

拌合物表观密度提高、利用小水胶比0.27，小水料比0.18，注浆材料密度有较大的提升，比平常增加了200kg/m3。这使得拌合物的强度要比普通砂浆强度高出许多，1d抗压强度24Mpa以上，28d抗压强度达80Mpa以上。

图3.4.1表观密度

3.5、泌水

通过掺加超细矿物掺合料，改善骨料和水泥浆的界面结构，改善砂浆的空隙结构，提高砂浆的抗渗性、耐久性和强度，使注浆材料材料愈难以离析和泌水。利用塑性阶段微膨胀，补偿化学反应收缩原理,解决泌水问题。制备出的浆体3h自由泌水率为0，浆体不离析、无沉降、稳定性高。

3.6、膨胀剂掺量

通过控制膨胀剂掺量，解决塑性膨胀，达到有微膨胀的浆液。塑性阶段微膨胀，补偿化学反应收缩；浆体在塑性阶段和硬化两个阶段的收缩均得有微膨胀，可使压浆饱满，可以很好的填充整个空洞，且在砂浆自然收缩的情况下，依然保持足够的膨胀效果。

5、结束语

带模注浆材料虽然只是隧道中小小的一块“石头”，在繁多构成隧道的组成中是微不足道的。但是它却能创造了良好的工作环境，极大的保障了隧道运营的安全问题，为“一带一路”打下了坚实的基础。