1.前言
目前，随着隧道工程建造数量的逐年上升，但在已开通的隧道中，时有开裂、掉块、渗漏水等现象发生，危及交通运输运营安全，是交通工程的重大威胁.全国范围内，衬砌掉块发生次数逐渐增多，隧道拱顶脱空、衬砌厚度不足、施工缝缺陷、开裂以及渗漏引起的病害已经严重危害到列车运行安全，国家铁路局和铁道总公司的高度重视.
预理RPC管及时带模注浆工法是指通过对衬砌台车进行改造，在衬台车模板中心线位置沿台车纵向方向设置一定数量的注浆孔，并安装注浆用固定法兰，在浇筑混凝土前预埋活性粉末混凝土（RPC）注浆管，混凝土浇筑结束后及时从预理注浆管处进行注浆.
当前隧道衬砌质量问题主要包括：部分隧道二衬拱部脱空；防排水系统施工质量较差导致渗漏水；浇筑振捣不规范导致混凝土强度不满足设计要求：仰拱厚度、强度不达标，仰拱与填充一次浇筑等.个别开通运营隧道因施工质量缺陷造成拱顶掉块、渗漏水严重，严重影响到隧道的耐久性，进而影响到运营安全.鉴于隧道施工衬砌施工的特殊性，国内隧道建设，为提升衬砌的质量，为预防衬砌拱顶的常见缺陷，并提升其质量，研发了预埋管注浆技术.通过不断的应用和总结，逐步完成了本工法的编写.该工法是应用于隧道衬砌拱顶缺陷预防及质量提升的施工方法，对今后类似施工具有一定的参考价值.
2.工法特点
2.0.1带模注浆所形成的注浆体能够与模筑混凝土形成良好的粘结，从而形成共同受力的整体，能够充分保证二次衬砌的质量：
2.0.2本工法所使用的注浆材料在和易性、结合性和自身强度等方面具有充
分的保证：
2.0.3本工法在注浆后的有效粘结避免了二次衬砌破坏后的二次投入，大幅提高了经济效益：
2.0.4本工法能够通过管理倒逼机制有效控制注浆量，从而节省注浆成本，同时也提供了一种有效的质量管理手段.
3.适用范围
本工法要求适用于新建隧道衬砌拱顶带模注浆.
本工法要求规定了新建隧道带模注浆的衬砌台车注浆设计、性能要求、设备及器其、试验方法、注浆施工、质量检查及验收等.
4.工艺原理
4.0.1注浆体结合性作用原理
传统注浆方式是在二次衬砌混凝土充分凝结后对二次衬砌进行修补，但此时注浆体进能够对空洞起到进行基本的填充作用.在这种情况下，注浆体只能传递压应力而不能传递剪应力和拉应力，因此无法与模筑混凝土形成一个共同受力的整体.此外，传统注浆方式下，注浆体还可能对下方的模筑混凝土产生额外荷载，从而进一步增大其开裂和破坏的可能性.带模注浆的主要目的是保证注浆体与二次衬砌模筑混凝土之间能够形成有效的粘结，其抗剪承载力可以保证注浆体能够充分地承受周围传递的剪切荷载，进而使得注浆体及其周围区域受力充分、均匀.同时在二次衬砌承受较大荷载的情况下，其弯矩较大，进而可能使得衬砌局部产生受拉的趋势，注浆体与周围的抗拉强度能够保证在这种情况下二次衬砌的抗弯性能.此外，充分的粘结还能有效隔绝水分和气体渗入，从而避免注浆体及周围部位的腐蚀.
4.0.2RPC管作用原理
RPC管为一种高性能水泥基材料，与衬砌混凝土粘结性能好，抗折强度高，避免灌注混凝土时折断或倾覆.其适应性好，切割、安装方便.其强度远高于PVC注浆管，能够有效保证注浆过程的顺利进行.根据同基相溶原理，在注浆结束后RPC注浆管能够直接留在注浆口的位置，水泥基材料能够保证RPC注浆
管和模筑混凝土具有良好的结合性能，有效避免了注浆口部位的二次损害.
4.0.3微膨胀注浆结合料性能原理
微膨胀注浆结合料在现有注浆原材料配比的基础上进行调整，并通过多种外加剂的综合使用，使其满足强度、可注性、结合性、耐久性等方面的要求.注浆结合料具有塑性微膨胀性能，在初凝前有较好的膨胀性能，膨胀率0.3-2%：使用方使，能够实现工厂预拌，袋装产品，可现场加水直接使用；低水料比，不泌水，具有较高的粘度和抗离析性能：流动性良好，能够有效填补混凝土与防水板间隙，抗开裂性能好，能局部替代混凝土；与衬砌混凝土粘接性能好，可修复混凝土离析、各种施工缝及混凝土缺陷：抗渗性能和防水性能良好；
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工前准备
5.1.1注浆前应制定施工组织设计与施工技术方案.
5.1.2注浆前应准备好计量设备、制浆注浆设备等.
5.1.3对有钢筋的衬砌，在绑扎钢筋时，钢筋应避开注浆孔.
5.1.4安装预埋槽道时，应避开注浆孔，可沿纵向方向对预埋槽道进行平移.
5.2衬砌台车注浆孔设计
5.2.1注浆孔数量
按照台车长度设计注浆孔数量.9-12m台车不少于4个注浆孔.如果衬砌中有钢筋网时可适当增加注浆孔数量.
5.2.2注浆孔位置
12m台车注浆孔位置布置见图5.1，主注浆孔距离侧端模为60-100cm.端模排气孔（也作为注浆孔）距端模边缘100-150cm.中间排气孔（注浆孔）安置在混凝土灌注口之间平均分布.
在初始设计注浆孔位置时，当设计位置与台车钢梁位置有冲突时，可将注浆孔位置进行适当调整.
5.2.3注浆孔要求
首先，在衬砌台车模板顶部开孔，孔径为40mm.
其次，在衬砌台车开孔处焊接固定法兰，固定法兰采用四周满焊方式，防止漏浆或注浆时法兰脱落.固定法兰连接螺栓在模板外侧，法兰厚度1cm.固定法兰尺寸见图5.2.
图5.1注浆孔布置示意图
图5.2注浆用模板固定法兰
5.2.4台车端模防漏措施
在安装台车端模后，端模内侧铺挂塑料膜，塑料膜从端模顶端向外翻出10-20cm.并采取其它必要措施防止浇灌混凝土或注浆时端模漏料.
5.2.5端模监控装置
端模处设置监控摄像头，监控注浆管安装以及混凝土灌注状态.
5.3施工流程图
带模注浆施工流程图见图5.3.
图5.3带模注浆施工流程图
5.4RPC注浆管安装及衬砌厚度记录
在台车安装就位后，从注浆孔“试穿”RPC管，并量测记录埋入长度，预判衬砌厚度；切除富余注浆管，在新断面处制作十字溢流槽，安装注浆管并固定，从固定法兰处垂直穿入RPC注浆管，上端顶住防水板，并记录穿入固定法兰及台车内的RPC管长度L1，固定法兰以及台车模板厚度为L0，定位法兰厚度以及定位法兰套管长度之和为L2（一般情况L2-lcm5cm=6cm），RPC注浆管伸出定位法兰套管长度为L3，L1L2L3合计为RPC管预留总长度L4，裁切RPC
