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如何提高隧洞预埋灌浆管成活率

发表时间：2020/11/24 来源：《基层建设》2020年第22期作者：刘忠雨

[导读] 摘要：本文通过改变工艺方法和制定切实可行的质量管控措施，采用从外部施工解决作业空间狭小问题、从模板外部开孔埋管处理管口与模板间距不好控制、管口位置标识困难的问题，使灌浆管成活率由平均60.4%提高到95%，成功解决了在隧洞薄层衬砌混凝土内预埋灌浆管成活率过低的难题。

        中国水电建设集团十五工程局有限公司陕西西安 710065
        摘要：本文通过改变工艺方法和制定切实可行的质量管控措施，采用从外部施工解决作业空间狭小问题、从模板外部开孔埋管处理管口与模板间距不好控制、管口位置标识困难的问题，使灌浆管成活率由平均60.4%提高到95%，成功解决了在隧洞薄层衬砌混凝土内预埋灌浆管成活率过低的难题。
        关键词：隧洞；灌浆管；成活率
        一、工程概述
        某隧洞工程主洞长15679.129m，纵坡i=0.091‰，主洞断面型式为圆形，成洞洞径为5.62m，根据施工图纸及技术要求，隧洞回填灌浆施工范围为所有衬砌洞段，目的是对隧洞混凝土衬砌顶拱部位收缩产生的缝隙作灌浆填充，使一、二次混凝土体结合为整体。回填灌浆孔环向按照22.5°垂直均布在顶拱90°范围的断面上，排距为3m，梅花形布置，灌浆孔深入岩石10cm，孔径为42mm～56mm。回填灌浆在衬砌混凝土强度达到70%以上进行，通过预埋管钻孔的方法对顶拱90°范围进行灌浆施工。回填灌浆断面布置图见下图。

        Φ5.62m有压隧洞回填灌浆布置图
        二、研究背景
        隧洞衬砌砼施工过程中，预埋灌浆管工作经常与钢筋安装、模板安装等同步进行施工，受现场条件以及工人操作水平限制，灌浆管埋设位置随机性较大，往往造成预埋灌浆管成活率不高。根据本工程衬砌实验段的灌浆管预埋情况来看，已完工衬砌的4个衬砌段设计灌浆孔共48个，预埋灌浆管合格的仅为29个，不合格的为19个，平均合格率仅为60.4%。其中找不到管口位置的16个，约占84.2%，管口位置严重偏离的3个，约占15.8%，统计情况如下：

        由于本标段隧洞灌浆涉及全部衬砌段，总长度约16km，灌浆工程量非常大，预埋灌浆管成活率很低，直接影响到以下三个方面：
        1）工程进度。由于预埋灌浆管是砼的预埋件，为了提高埋管成活率，埋设的工艺将更加复杂，影响单仓混凝土的浇筑循环时间，从而影响到整体工程的工期。
        2）工程投资。埋管成活率过低，势必影响后期灌浆施工的钻孔工作，由于砼内存在钢筋网片，造孔难度很大，往往要补钻好几个孔才能成功，钻孔各项费用陡然增加。
        3）施工形象。预埋灌浆管出现个别问题，如孔口找不到或者管内有钢筋等，采取补救钻孔的方法影响不大，如果预埋管成活率均很低，都采取钻孔补救的办法，对我公司质量管理的整体形象影响很大，加上补救钻孔可能将砼面钻凿破坏严重，给砼外观质量及实体质量造成了很大的影响。
        从近几年来的类似施工情况来来看，隧洞工程预埋管埋设成活率均不高，一般成活率能达到60-80%。不合格情况中管口位置难以找到的约占90%，孔内存在异物的约占5%，管口位置严重偏离的约占5%。成活率低的原因经调查，主要有以下4点：
        1）位置没有准确记录或留有标志，拆除模板后很难找到；
        2）模板安装过程中灌浆管被挤偏或者位移；
        3）管内堵塞异物（锚杆或者管口有钢筋）造成预埋管报废；
        4）质量管理人员责任心不强。由于预埋灌浆管的质量好坏与浇筑质量没有直接关系，容易被施工员、监理员忽视，等到砼衬砌完成后，进行灌浆施工时才能发现。
        从不合格的灌浆管处理情况来看，由于预埋管工作不具有可逆性，一旦报废，就必须补钻孔。许多工程采取补钻孔措施，当钻孔遇到2到3层钢筋网片时，钻孔工作就非常困难，有的钻了十几个孔，几乎成了筛子了，影响到砼的外观质量。
        根据以上现场调查情况分析，得出以下结论：（1）提高本工程的灌浆管成活率还有一定的提升空间，通过严格把控应该能达到80%以上；（2）不合格的主要情况是管口位置难以找到，所以应该以管口位置标记或查找为主要突破口进行。
        上述问题的存在，不能确保工期，势必影响工程投资大幅度增大，而且预期的施工进展形象无法保障。预埋灌浆管成活率低的问题，直接影响到工程进度、投资额度以及工程施工整体工期，成为时下一大难题。为取得一个切实可行的质量管控方法，提高预埋灌浆管的成活率，就必须从改进施工工艺着手，来提高预埋灌浆管成活率，才能确保工程施工进度，减少工程成本，进而使工程施工形象得到保障。
        根据现场调查情况和隧洞灌浆行业的整体发展情况来看，存在个别特殊情况造成的预埋灌浆管报废，但通过质量管控及工艺改进，灌浆预埋管成活率能够达到一个较高的水平。
        三、原因分析及解决方法
        隧洞砼衬砌厚度为0.4-0.5m，两层钢筋，采用常规的预埋管存在两个问题：一是预埋工作必须提前着手，在钢筋绑扎结束后、钢模台车未到位情况下进行，管口距离模板的距离不好掌握，留长了影响台车或被台车挤偏，留短了孔口混凝土太厚，孔位不好找；二是因场地狭小，即便埋设完成工人也无法进入仓内进行标识。
        经现状研究分析，一致认为只有改进工艺来才能解决问题。即在钢模台车的模板上提前根据设计灌浆孔位切割灌浆孔，孔经与预埋管大小保持一致。当仓内钢筋绑扎结束，直接移动钢模台车就位，模板调整到位后将预埋管直接沿孔插入，插入时仓内利用梅花形交叉钢筋网片进行固定，管口预留10cm左右并在模板上固定，防止振动掉落。浇筑结束后解除孔口固定，在管口均能肉眼看到孔位，成功的解决了在隧洞薄层衬砌混凝土内预埋灌浆管成活率低难题。经检查验证，104个单元1248个灌浆孔一次合格1185个，管内遇钢拱架30个，灌浆管偏斜严重33个，成活率达到95%，节约了工程投资，隧洞整体施工效率明显提高，工期、形象进度得到保证。
        四、结束语
        通过工艺改进，我们成功的解决了在隧洞薄层衬砌混凝土内预埋灌浆管的成活率过低的难题，促进工程质量的提高和成本的降低，达到了预定目标，提高了隧洞整体施工效率，我们的工作得到了业主和监理的好评，为后序其他隧洞的预埋管施工提供了参考和借鉴。