隧道衬砌拱顶带模注浆新材料的相容性和结合性试验研究

针对隧道拱顶脱空问题,采用传统的水泥浆作为回填注浆材料,带来与衬砌混凝土之间因收缩变形、相容性和结合性不足,导致隧道拱顶仍出现脱空、开裂等质量缺陷,项目实验室研发出一种隧道拱顶微膨胀砂浆回填注浆材料,在此基础上系统研究了回填注浆材料与衬砌混凝土之间的相容性和结合性能。结果表明:所研制的高流动性微膨胀充填砂浆与衬砌混凝土在施工性方面完全兼容;微膨胀砂浆和衬砌混凝土之间的结合体的抗压、抗折强度均高于混凝土的强度;微膨胀砂浆的抗裂性能优于混凝土,在衬砌厚度不足时,微膨胀砂浆与混凝土结合体能够替代衬砌混凝土,达到整体的结构性能且满足设计要求。

隧道二次衬砌脱空带模注浆对衬砌结构受力影响的试验研究

隧道二次衬砌背后多空洞的存在会导致其结构受力状态的恶化,极易引起隧道衬砌开裂并直接影响隧道运营的安全,为解决此类问题,现场广泛采用带模注浆方式进行空洞充填。为此,文章结合某铁路隧道采用微膨胀注浆材料对二次衬砌空洞进行注浆补强的工程实例,在室内采用几何相似比为1∶30的模型进行高性能微膨胀充填材料注浆试验,研究在二次衬砌背后不同空洞位置进行带模注浆补强下,初期支护及二次衬砌的受力分布规律及特征。结果表明,弯矩在空洞处增长最快,二次衬砌处弯矩的增长要大于初期支护处的,其中拱顶空洞和拱顶+双拱肩空洞条件下增长最为明显;轴力在空洞处增长最快,且在拱顶和右拱肩部位变化最为明显。充填材料在注浆过程中引起结构的内力变化均在规定范围内,未发现开裂,有效验证了自主研发的水泥基充填材料的应用安全性。