浅谈既有线铁路隧道波纹板套衬快速施工技术

浅谈既有线铁路隧道波纹板套衬快速施工技术

朱炎祥

中铁十五局集团第四工程有限公司 河南省郑州市 451199

摘要：隧道施工缺陷会导致隧道衬砌背后脱空，厚度不足，导致隧道结构承载力严重不足，严重危及铁路行车安全。通过在温福铁路岩前隧道病害整治的实际应用，使用波纹板套衬加固技术消除隧道拱顶开裂，漏水等病害，介绍既有线铁路隧道波纹板套衬加固快速施工技术，为以后类似的施工提供一定的指导与借鉴作用。

关键词：既有线铁路隧道病害；波纹板套衬加固；快速施工技术

1应用案例基本概况

温福铁路分岩前隧道进口里程为K681+048，出口里程为K681+491，隧道全长443米，为单洞双线隧道。在铁路单位日常检查检测中，共发现了12处病害，主要为空响、裂缝等，主要分布在拱顶、左右拱腰等部位。经过现场实地勘察，结合现场实际情况，铁路单位意见及相关专家分析，预备对隧道病害采取波纹板套衬加固处理，在既有衬砌混凝土表面安装波纹钢板，并用M30水泥砂浆填充衬砌混凝土与波纹钢板之间间隙，从而达到对既有衬砌混凝土加固、防渗效果。

2施工工艺选择与材料选择

2.1施工工艺选择

为了防止隧道缺陷的进一步扩大，最保险措施是拆除重建衬砌，但该隧道位于既有线，属于客专铁路，施工天窗时间短，因此结合相关因素，选择波纹板套衬加固技术施工，既能节省施工时间，又有较好的加固效果。

2.2材料选择

波纹板片采用Q345材质6mm厚钢板进行压制加工成型，波高55mm，波距200mm，波纹板表面喷涂1.5mm厚涂层。

锚栓植筋胶采用电气化专用胶M20化学锚栓，化学锚栓抗拔力需达到20KN。

3施工工艺流程

波纹板安装工艺流程：测量定位→拆除既有供电线路及电务线缆并保护→作业平台、板片提升支架搭设→波纹板现场安装→锚栓安装→锁脚锚杆施工→基础混凝土施工→波纹板与衬砌面间隙聚合物自流平砂浆回填。

3.1测量定位

施工前测量组熟悉板片的结构尺寸、安装位置、里程标高等基础数据，使用全站仪放出波纹板安装位置的相关标高，做好现场标记，并现场核对。

3.2拆除既有供电线路及电务线缆并保护

施工前对波纹板加固区域内的线缆，做好固定措施。采用膨胀螺栓+轧带固定，固定间距边墙部位3m，拱脚部位5m。施工区域线缆要用土工布包裹，防止作业时造成损伤，并保证接触网及承力索静态安全距离不小于350mm，并由现场供电段配合人员确定。

3.3作业平台、板片提升支架搭设

钢波纹板安装作业平台采用门式脚手架搭设，施工前需现场试拼装，根据实测尺寸对拉杆栓、踏板等改装，接头需保证精准、牢固。板片提升支架采用型钢加工，分段制作，制作尺寸取决断面，确保钢波纹板片轻松被提升至安装部位。为确保提升支架稳定性，与施工平台采取栓接固定。

图--作业平台布置

3.4波纹板现场安装

按照逆时针进行吊装，安装顺序为由下往上，两侧交替进行，分为第一环的安装和其他环的安装。

第一环波纹板的安装前确定波纹板环向起始断面，板边与测量线重合，定位准确后将波纹板推至与衬砌面贴紧，采用膨胀锚栓临时加固。第二块波纹板送至提升支架，牵引挂钩与波纹板螺栓孔相连，提升波纹钢板至安装部位并对位，待孔位对接准确后穿M20高强螺栓，用扳手初拧固定，初拧扭矩不得小于187 N•m。后续板片通过以上方式提升、拼接成环，整环成形后，两侧板底各设置一个千斤顶，使用千斤顶顶升整体波纹板片至设计位置，设专人指挥，统一缓慢均速提升，到位后紧固环、纵向螺栓，螺母扭力矩需达到 374N•m。施工完成后及时进行断面复测，确保净空满足要求。

3.5锚栓安装

为保证板片与衬砌混凝土固定稳定，利用预先在板片上预留植筋孔，采用手持钻在衬砌面上钻20cm深孔（不打穿衬砌砼，不破坏防水板），使用植筋胶（电气化专用胶）安装M20化学锚栓，待植筋胶达到设计强度后，采用扳手将化学锚栓螺帽拧紧，化学锚栓抗拔力需达到20KN，为保证化学螺栓不会脱落顾安装完成后采用拉拔仪抽检，确保百分百合格。

3.6锁脚锚杆施工

在隧道两侧沿着波纹板上预留的锚杆孔按照一定角度向下施打3.0m长Ф32锁脚锚杆，锚杆入岩深度不小于1.0m。安装锚杆前，预先在孔内放入锚固药包或者灌入砂浆，然后插入锁脚锚杆。待全部施工结束后，外露锚杆头、锚垫板可涂刷防锈、绝缘漆 2 遍，涂刷均匀、防止漏刷。

3.7基础混凝土施工

钢波纹板基础采用C35钢筋混凝土，以确保钢波纹板体系受力均匀，结构稳定、牢固。凿毛既有混凝土面，基础接茬钢筋、地脚螺栓安装。基础钢筋笼、地脚螺栓安装检查完成后，现场制拌C35混凝土，人工将混凝土倒入基础内，振捣棒振捣密实，并收面平整。

3.8波纹板与衬砌面间隙聚合物自流平砂浆回填

为保证波纹板与既有衬砌形成整体结构，达到共同受力的要求，波纹板与衬砌背后空隙采用M30水泥砂浆（聚合物砂浆）进行回填，砂浆材料应具有优异的流动性和微膨胀性，施工中应确保波纹板背后回填密实。

因本段加固区域长度较短，采取注浆顺序按照边墙、拱腰、拱顶的顺序，即先下后上的次序进行。注浆前应进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可采取群管注浆（每次2~3根）；注浆过程中要随时观察压力表（注浆压力不大于0.2MPa）及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，及时封堵跑、漏浆部位。

单孔结束标准：注浆压力逐步升高至设计终压，并稳定10~15min；注浆量不小于设计注浆量的80%；进浆速度为开始进浆速度的1/4。

全段结束标准：所有注浆/锚杆孔均已复校单孔结束条件，无漏注现象；浆液有效注入范围大于设计值。

4施工组织和施工工序时间分配

4.1施工组织

成立施工管理机构，合理调配人力、材料、机械设备。

人员配置为：施工负责人1人（负责现场施工组织、盯控），盯控员1人（负责驻站联络），安全员3人（现场安全巡查及防护），测量技术人员5人（现场质量控制、测量放样、监控量测），波纹板加固工人32人（负责波纹板安装、回填注浆）。

材料配置为：聚合物砂浆25T，钢筋2T，植筋胶200支，膨胀螺栓400个等。

设备配置为：平板车3台，发电机2台，脚手架40套，空压机2台，千斤顶2台等。

4.2施工工序时间分配

按照从铁路运输处得来的施工时间，天窗每个大约5小时，计划22个天窗完成施工（具体施工时间以工务段批准的天窗点为准）。测量定位和拆除既有供电线路及电务线缆并保护这两项工作需要天窗2个；波纹板现场安装工作需要天窗8个；锚栓安装和锁脚锚杆施工这两项工作需要天窗4个；基础混凝土施工需要天窗4个；波纹板与衬砌面间隙聚合物自流平砂浆回填需要天窗4个。

结语

采用波纹板套衬加固技术处理既有线隧道拱顶衬砌的病害，既可以快速对既有衬砌混凝土加固，又可以不中断交通、经济合理、技术可靠，可以为此类病害处理提供较好的借鉴，值得推广学习。

参考文献：

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[2]殷利君 .铁路隧道衬砌病害整治若干问题的研究[J].绿色环保建材，2019(11)，178+180.

[3]李建旺.铁路隧道拱顶波纹板加固专项施工技术分析.工程机械与维修，2020(06).