[发明专利]隧道衬砌拱顶带模注浆装置及注浆工艺

说明书

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，尤其是涉及一种隧道衬砌拱顶带模注浆装置及注浆工艺。

背景技术

我国是一个多山国家，所以隧道量也十分巨大。在隧道衬砌(二衬)施工中，由于拱顶位置特殊，施工中可能会因灌筑预留、封堵孔设置不合理，泵送混凝土坍落度大，泵送混凝土压力控制不好，混凝土收缩，支护不平整等原因不可避免地会造成二衬拱顶与混凝土初砌支护面不密贴，拱部混凝土封顶易产生脱空、空洞等现象。由于二次衬砌缺陷，致使衬砌受力不均匀，恶化了衬砌受力条件，改变了衬砌设计受力状态，衬砌实际受力可能超过设计应力范围，在外部荷载作用下，加上其它不利因素影响，隧道衬砌发生破坏的机率就会增大。

即便对衬砌与支护空洞的缺陷进行了整治，但是,自2010年以来，几乎每年都有运营铁路隧道拱部开裂、掉块等质量缺陷影响运营安全的事故发生。其主要原因大多为隧道衬砌厚度严重不足且局部存在空洞或灌注混凝土不连续形成“两张皮”现象，在高速列车反复作用下，造成衬砌开裂后混凝土掉块，也有部分隧道施工缝和衬砌表面混凝土缺陷修补方法不正确，因粘结不牢产生的脱落掉块。

整治衬砌与支护空洞的缺陷，目前,所采用的方式多是打孔注浆法，即在二次衬砌砼强度达到设计的100％后，对其进行打孔埋入注浆管，然后进行注浆，但是此方法存在的问题如下：

1.在打孔过程中，容易打穿防水板造成后期混凝土的渗漏现象；

2.所采用的浆料多为1：1的纯水泥浆，由于水胶比非常大，后期收缩严重，造成注浆之后仍然有很大的空洞，可能需要二次注浆，同时，纯水泥浆也很难与二次衬砌混凝土结合成一个整体，最终形成两层皮的现象。

在《中国铁路总公司工程管理中心关于印发<铁路隧道二次衬砌预防拱顶空洞实施意见>的通知》(工管桥隧函〔2015〕199号)中提出了一种采用纵向排气管与注浆管的带模注浆法，在隧道拱顶防水板上粘贴双排纵向PVC花管，再连接径向PVC管。在实践中，PVC管基本为摆设，由于PVC管连接不合理、支护不平整、防水板焊接不牢等原因，在浇注混凝土时防水板下塌或脱落，造成PVC管接口变形或断开，最后管口被堵塞，导致无法注浆。以及径向预埋PVC管方法，PVC管价格低，重量轻，强度低，在受模内混凝土挤压时，PVC管偏离原始位置，或倾斜，或弯折，拆模后找不到PVC管或管口堵塞。在注浆管上设置梅花孔，容易造成浆液从端模出露出，造成内部没有住满，而停止注浆的假象。排气管上没有孔，造成里面空气排不出来。不能起到二衬厚度的作用。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种隧道衬砌拱顶带模注浆装置，以解决以往打孔注浆技术中存在的混凝土渗漏水以及现有带模注浆方法现场无法实现的技术问题，同时，可以对于二衬混凝土灌注以及带模注浆过程进行实时监控，做到预防为先，防患于未然。

本发明的另一个目的在于提供一种具有上述注浆装置的隧道衬砌拱顶带模注浆工艺。

本发明提供的隧道衬砌拱顶带模注浆装置，包括：衬砌混凝土浇筑模板、注浆管、固定装置、节流装置、分流装置、供料装置和控制装置；所述衬砌混凝土浇筑模板上设置有安装孔；所述注浆管穿设所述安装孔，且所述固定装置用于将所述注浆管固定连接；所述节流装置的一端与所述注浆管相连通，另一端与所述分流装置的输出口连通；所述供料装置与所述分流装置的输入口连通，用于向所述注浆管输送注浆液；所述控制装置与所述供料装置相连接，用于控制所述供料装置的启停。

进一步的，所述衬砌混凝土浇筑模板为衬砌台车上设置的台车模板，所述台车模板上设置有所述安装孔。

进一步的，所述固定装置包括：固定法兰、定位法兰、套管和固定管；所述固定法兰和所述定位法兰分别设置有通孔，所述注浆管能够分别穿设所述通孔和所述安装孔，且所述固定法兰与所述衬砌混凝土浇筑模板相连接，并与所述定位法兰相连接，所述套管的一端与所述定位法兰相连接并套设在所述注浆管上，另一端与所述固定管相连接，所述固定管与所述节流装置相连接。

进一步的，所述的隧道衬砌拱顶带模注浆装置还包括缓冲装置，所述缓冲装置设置在所述注浆管与所述固定管之间，用于对所述注浆管和所述固定管的支撑和缓冲。

进一步的，所述供料装置包括上料装置、储水槽、搅拌机和注浆机；所述上料装置与所述搅拌机相连接，用于向所述搅拌机中输送原料；所述储水槽与所述搅拌机相连通，用于向所述搅拌机中注水；所述注浆机的输入端与所述搅拌机相连接，所述注浆机的输出端与所述分流装置的输入口相连通，且所述控制装置与所述注浆机相连接，用于控制所述注浆机的启停。