超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法与流程

本发明涉及隧道注浆防水，具体涉及一种超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，尤其适用于高水压水下隧道的围岩裂隙封堵。

背景技术：

1、水下隧道通常处于高水压地质环境中，若围岩内部存在发育裂隙，高压地下水会透过围岩裂隙持续渗透至隧道内部并汇入水仓，大幅增加海底隧道的运营排水成本，同时威胁隧道结构长期服役安全。

2、现有隧道施工流程主要包含掌子面超前加固、围岩开挖、初期支护、防水层铺设、二次衬砌施工五大工序，对应配套的注浆堵水技术主要分为以下三类：

3、1、超前注浆：在隧道掌子面前方围岩内进行超前注浆加固，该方法注浆压力大、围岩加固效果好，但隧道开挖过程会对围岩产生二次扰动，使围岩内部再次产生大量新生裂隙，导致后期围岩堵水效果大幅衰减；

4、2、初支后系统注浆：在初期支护结构施工完成后，于隧道侧壁进行系统注浆，受初期支护结构承载力与封闭性能限制，该方法注浆压力偏低，浆液难以充分充填围岩深部裂隙，实际堵水效果不佳；

5、3、二衬后壁后注浆：在二次衬砌施工完成后，通过在隧道侧壁钻孔实施壁后注浆，该方法可提升注浆压力，但钻孔作业会破坏二次衬砌结构与防水层完整性，工程中通常不采用该方式。

6、综上，现有注浆堵水技术难以同时满足“开挖后注浆避免围岩二次扰动、高压注浆保证裂隙封堵效果、不损伤二次衬砌与防水层”三大核心需求，无法有效解决高水压水下隧道围岩渗水量大、排水成本高的问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，降低水下隧道围岩渗透性，并减少排水成本。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，包括以下步骤：

3、步骤1：隧道初期支护施工完成后，沿隧道周向均匀间隔在初期支护层表面定位并施工径向注浆钻孔，向钻孔内埋设径向注浆管；

4、步骤2：在径向注浆管的外端安装止浆塞，封堵注浆钻孔的孔口；

5、步骤3：沿隧道环向布设环向连通管，通过三通阀门将各径向注浆管与环向连通管对应连通；

6、步骤4：沿隧道轴向布设轴向连通管，将轴向连通管的一端头通过三通阀门与环向连通管连通，轴向连通管的另一端头外露预留注浆接口；

7、步骤5：管路连接完成后，依次施工隧道的防水层和二次衬砌层；

8、步骤6：待二次衬砌层强度达到设计要求后，将轴向连通管与压力注浆系统连接，向围岩内进行压力注浆；

9、步骤7：注浆完成后注入封堵浆，完成延时注浆施工。

10、优选的，所述超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构包括径向注浆管、止浆塞、环向连通管、轴向连通管以及压力注浆系统；

11、所述径向注浆管用于埋设于隧道围岩的径向注浆钻孔内，所述径向注浆管的外端头外露于隧道的初期支护层表面；

12、所述止浆塞设置于所述径向注浆管的外端，用于封堵所述径向注浆钻孔的孔口；

13、所述环向连通管沿隧道环向布置，各所述径向注浆管分别通过三通阀门与所述环向连通管连通；

14、所述轴向连通管沿隧道轴向布置，所述轴向连通管的一端头通过三通阀门与所述环向连通管连通；

15、所述轴向连通管的另一端头用于在隧道二次衬砌层施工完成且强度达标后，与所述压力注浆系统连通以进行延时注浆。

16、优选的，所述初期支护层的表面预留有管槽，所述轴向连通管嵌设于所述管槽内，以使隧道的防水层能够紧密贴合于所述初期支护层表面。

17、优选的，所述轴向连通管沿隧道开挖方向延伸设定长度，以保证注浆作业时二次衬砌层强度达到设计要求。

18、优选的，多根所述径向注浆管沿隧道内壁周向均匀间隔预埋设置。

19、优选的，所述三通阀门包括三通阀门a和三通阀门b；所述径向注浆管通过所述三通阀门a与所述环向连通管连接，所述轴向连通管通过所述三通阀门b与所述环向连通管连接。

20、优选的，还包括浆液混合器，所述轴向连通管设置有两根，两根所述轴向连通管的一端均接入所述浆液混合器，所述浆液混合器与所述环向连通管连通，构成双液注浆管路结构，另一端分别连接所述压力注浆系统。

21、优选的，所述止浆塞套设于所述径向注浆管的外端外周，与所述径向注浆钻孔的孔壁紧密抵接以实现孔口密封。

22、优选的，所述轴向连通管的端头经注浆阀与所述压力注浆系统可拆卸连接。

23、优选的，所述管槽的深度与所述轴向连通管的外径相匹配，所述轴向连通管嵌入所述管槽后，其外表面与所述初期支护层的表面齐平。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、1、采用延时注浆模式，注浆作业不受初期支护承载力限制，可施加更高注浆压力，使浆液充分扩散充填围岩深部裂隙，大幅降低围岩渗透性，从根源上减少隧道渗水量，降低长期排水成本。

26、2、全部注浆管路在防水层与二次衬砌施工前预埋完成，后期注浆无需钻孔作业，完全避免了钻孔对二次衬砌结构和防水层的破坏，保障隧道防水体系与结构体系的长期完整性。

27、3、注浆作业在隧道开挖及初期支护完成后实施，避开了开挖工序对围岩的扰动，注浆封堵的裂隙不会因开挖扰动再次扩展，堵水效果长期稳定。

28、4、注浆管路预埋与初期支护施工同步开展，不占用独立工期；轴向连通管嵌入初期支护预留管槽，不影响后续防水层铺设与二次衬砌施工质量，工序衔接顺畅。

29、5、可灵活配置单液或双液注浆管路，适配不同地质条件下的注浆工艺需求，既适用于常规隧道注浆加固，也可满足海底隧道、过江隧道等高水压复杂工况的堵水要求。

30、下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

1.一种超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，其特征在于：所述超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构包括径向注浆管、止浆塞、环向连通管、轴向连通管以及压力注浆系统；

3.根据权利要求2所述的超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，其特征在于：所述初期支护层的表面预留有管槽，所述轴向连通管嵌设于所述管槽内，以使隧道的防水层能够紧密贴合于所述初期支护层表面。

4.根据权利要求2所述的超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，其特征在于：所述轴向连通管沿隧道开挖方向延伸设定长度，以保证注浆作业时二次衬砌层强度达到设计要求。

5.根据权利要求2所述的超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，其特征在于：多根所述径向注浆管沿隧道内壁周向均匀间隔预埋设置。

6.根据权利要求2所述的超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，其特征在于：所述三通阀门包括三通阀门a和三通阀门b；所述径向注浆管通过所述三通阀门a与所述环向连通管连接，所述轴向连通管通过所述三通阀门b与所述环向连通管连接。

7.根据权利要求2所述的超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，其特征在于：还包括浆液混合器，所述轴向连通管设置有两根，两根所述轴向连通管的一端均接入所述浆液混合器，所述浆液混合器与所述环向连通管连通，构成双液注浆管路结构，另一端分别连接所述压力注浆系统。

8.根据权利要求2所述的超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，其特征在于：所述止浆塞套设于所述径向注浆管的外端外周，与所述径向注浆钻孔的孔壁紧密抵接以实现孔口密封。

9.根据权利要求2所述的超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，其特征在于：所述轴向连通管的端头经注浆阀与所述压力注浆系统可拆卸连接。

10.根据权利要求3所述的超前预埋注浆管隧道壁内注浆结构的施工方法，其特征在于：所述管槽的深度与所述轴向连通管的外径相匹配，所述轴向连通管嵌入所述管槽后，其外表面与所述初期支护层的表面齐平。