本发明涉及一种隧道二次衬砌混凝土回填注浆系统，特别涉及一种二次衬砌混凝土灌注及回填注浆一次性完成的注浆系统及其注浆方法。
背景技术：
在隧道施工中，围岩开挖后，首先在断面围岩界面上安装支撑钢架，然后喷射混凝土，形成一次衬砌，当一次衬砌达到标准强度后进行防水板施作，防水板施作完工后，将二次衬砌台车开入就位。在二次衬砌台车的拱顶，一般设置有混凝土灌注口和回填注浆口，混凝土灌注口一般设置有2个，分别设置在台车拱顶的前端和后端。二次衬砌台车就位后，先进行台车端模板封堵，将二次衬砌台车与一次衬砌所形成的弧形空隙封闭掉，然后，在处于低位的混凝土灌注口上连接混凝土灌注管，通过混凝土灌注管灌注二次衬砌的混凝土，在灌注过程中，采用人工观察的方式，目测拱部空隙中混凝土的灌注情况，当弧形空隙灌注满后，停止混凝土的灌注，待灌注的二次衬砌混凝土终凝后，拆除二次衬砌台车模板，将台车移至下一板二次衬砌施工位置。由于混凝土灌注是在二次衬砌拱顶外侧的全封闭弧形空隙中进行的，由于混凝土灌注是从高处向低处施作的，二次衬砌台车边墙位置处的混凝土比较密实，但在二次衬砌台车拱顶上方容易形成空洞，即脱空现象，现有技术是通过地质雷达对脱空区域进行探测的，对探测到的二次衬砌混凝土中的空洞，通过回填注浆的方式来消除脱空区域，具体办法是：在脱空区域下方搭设台架，通过该台架在脱空区域的二次注浆衬砌上设置注浆孔，在该注浆孔上连接注浆设备，对脱空区域进行回填注浆处理，在注浆过程中观察注浆设备压力变化，当注浆压力达到0.5MPa时停止注浆，并观察压力表指示是否下降，若在10分钟内压力表指示未见下降到0.4MPa以下，则可终止注浆；若下降到0.4MPa以下，则继续注浆。这种回填注浆处理方法存在设备投入多，工期长的缺陷；另外，现有回填注浆采用单液浆或双液浆，单液浆注浆配合比为：水泥与水为1：1，双液浆注浆配合比为：水泥比水比水玻璃是1:1:0.75，这两种配合比均存在凝固后收缩性大，硬化速度快，容易导致注浆后凝固的浆体收缩造成二次空隙。
技术实现要素：
本发明提供了一种隧道拱顶混凝土带模回填注浆系统及其注浆方法，解决了现有回填注浆方式存在的设备投入多，工期长和脱空区域回填注浆不密实的技术问题。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
一种隧道拱顶混凝土带模回填注浆系统，包括一次衬砌，在一次衬砌中设置有防水层，在一次衬砌的正下方设置有二次衬砌台车，在二次衬砌台车的拱顶与防水层之间灌注有二次衬砌混凝土，在二次衬砌台车的拱顶上方的二次衬砌混凝土与防水层之间设置有空洞，在二次衬砌台车的拱顶上设置有回填注浆口，在回填注浆口上设置有法兰盘，回填注浆管的端部通过法兰盘后插入到回填注浆口中，回填注浆管的端口是顶贴在一次衬砌的防水层上的，在回填注浆管的端部设置有十字形注浆凹槽，在十字形注浆凹槽的外侧缠绕有生料带，在回填注浆管管口粘贴有生料带；在回填注浆管的下端管口中设置有压力传感器，压力传感器通过传输线与压力显示仪表连接在一起，在回填注浆管的下端管口上连接有连接套筒，在连接套筒下端连接有输浆管，在连接套筒设置有进浆控制阀，输浆管与注浆泵连接在一起，在注浆泵中设置有回填注浆浆液。
回填注浆浆液为微膨胀早强缓凝型的回填注浆浆液，其配比为：水泥：水：膨润土：缓凝剂=1：1：0.25：0.25。
一种隧道拱顶混凝土带模回填注浆施工方法，包括以下步骤：
第一步、制作回填注浆管，并在回填注浆管的端部设置十字形注浆凹槽，并用生料带将设置的十字形注浆凹槽及回填注浆管管口粘贴住；
第二步、当一次衬砌达到标准强度并完成防水层施作后，将二次衬砌台车定位到该一次衬砌正下方，在二次衬砌台车的拱顶上设置的回填注浆口上装设法兰盘，将第一步制造好的回填注浆管的端部通过法兰盘插入到回填注浆口中，并使回填注浆管端口顶贴在一次衬砌的防水层上，并通过法兰螺栓将回填注浆管固定在法兰盘上；
第三步、在二次衬砌台车的拱顶低端的混凝土灌注口上连接混凝土灌浆管，进行二次衬砌混凝土灌注；
第四步、配置微膨胀早强缓凝型回填注浆浆液，微膨胀早强缓凝型注浆浆液配合比为：水泥：水：膨润土：缓凝剂=1：1：0.25：0.25；
第五步、当二次衬砌混凝土终凝后，通过回填注浆管将第四步配置好的回填注浆浆液注入到防水层与二次衬砌台车外模板之间的空洞中；
第六步、在回填注浆浆液注入过程中，间隔地收集二次衬砌台车的端模缝隙中溢出的回填注浆浆液，将溢出的回填注浆浆液的浓度与第四步配置好的回填注浆浆液的浓度进行对比，直到溢出的回填注浆浆液的浓度与第四步配置好的回填注浆浆液的浓度相同时，终止回填注浆浆液的注浆。
将压力传感器设置到回填注浆管的下端管口中，并将压力传感器的传输线与压力显示仪表连接在一起，在回填注浆管的下端管口上连接有连接套筒，在连接套筒下端连接有输浆管，在连接套筒设置有进浆控制阀，在注入回填注浆液的过程中观察压力显示仪表上所显示的注浆压力值，使回填注浆管1的管口的注浆压力值小于1.0MPa，若注浆压力超过1.0MPa时，调节注浆泵压力，使回填注浆管1的管口压力保持在1.0MPa以下，以防止回填注浆过程中出现输浆管爆裂。
本发明将二次衬砌混凝土灌注与回填注浆工序同步完成，通过在二次衬砌台车顶部开设回填注浆口，带模高压注入微膨胀早强缓凝型的注浆浆液，微膨胀早强缓凝型注浆浆液具有良好的流动性和可泵送性，不泌水不收缩，凝结后强度高，具有较长的可施工时间，优异的自流平性能；与混凝土粘接性能好，同时高性能注浆材料水化放热反应均匀，非常有利于衬砌混凝土治理拱顶空洞，保障了隧道二次衬砌的厚度。本发明通过优化回填注浆的装置、注浆施工工艺、微膨胀早强缓凝型注浆浆液，实现了最大程度地消除二次衬砌拱顶空洞的缺陷；利用二次衬砌台车的支撑，采用较高的注浆压力，实施微膨胀早强型缓凝型注浆浆液，回填注浆密实、可靠。
附图说明
图1是实施本发明的结构示意图；
图2是本发明的回填注浆管的连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种隧道拱顶混凝土带模回填注浆系统，包括一次衬砌4，在一次衬砌4中设置有防水层5，在一次衬砌4的正下方设置有二次衬砌台车6，在二次衬砌台车6的拱顶与防水层5之间灌注有二次衬砌混凝土9，在二次衬砌台车6的拱顶上方的二次衬砌混凝土9与防水层5之间设置有空洞11，在二次衬砌台车6的拱顶上设置有回填注浆口7，在回填注浆口7上设置有法兰盘8，回填注浆管1的端部通过法兰盘8插入到回填注浆口7中，回填注浆管1的端口是顶贴在一次衬砌的防水层5上的，在回填注浆管1的端部设置有十字形注浆凹槽3，在十字形注浆凹槽3的外侧缠绕有生料带2，,在回填注浆管1管口粘贴有生料带2；在回填注浆管1的下端管口中设置有压力传感器13，压力传感器13通过传输线14与压力显示仪表15连接在一起，在回填注浆管1的下端管口上连接有连接套筒16，在连接套筒16下端连接有输浆管18，在连接套筒16设置有进浆控制阀17，输浆管18与注浆泵连接在一起，在注浆泵中设置有回填注浆浆液。
回填注浆浆液为微膨胀早强缓凝型的回填注浆浆液，其配比为：水泥：水：膨润土：缓凝剂=1：1：0.25：0.25。
一种隧道拱顶混凝土带模回填注浆施工方法，包括以下步骤：
第一步、制作回填注浆管1，并在回填注浆管1的端部设置十字形注浆凹槽3，并用生料带2将设置的十字形注浆凹槽3及回填注浆管1管口粘贴住；
第二步、当一次衬砌4达到标准强度并完成防水层5施作后，将二次衬砌台车6定位到该一次衬砌4正下方，在衬砌台车4的拱顶上设置的回填注浆口7上装设法兰盘8，将第一步制造好的回填注浆管1的端部通过法兰盘8插入到回填注浆口7中，并使回填注浆管1端口顶贴在一次衬砌的防水层5上，并通过法兰螺栓将回填注浆管1固定在法兰盘8上；
第三步、在二次衬砌台车6的拱顶低端的混凝土灌注口上连接混凝土灌浆管，进行二次衬砌混凝土灌注；
第四步、微膨胀早强缓凝型回填注浆浆液的配合比为：水泥：水：膨润土：缓凝剂=1：1：0.25：0.25；
第五步、当二次衬砌混凝土9终凝后，通过回填注浆管将第四步配置好的回填微膨胀早强型缓凝浆液注入到防水层5与二次衬砌台车外模板10之间的空洞11中；
第六步、在回填注浆浆液注入过程中，间隔地收集二次衬砌台车6的端模缝隙12中溢出的回填注浆浆液，将溢出的回填注浆浆液的浓度与第四步配置好的回填注浆浆液的浓度进行对比，直到溢出的回填注浆浆液的浓度与第四步配置好的回填注浆浆液的浓度相同时，终止回填注浆浆液的注浆。
将压力传感器13设置到回填注浆管1的下端管口中，并将压力传感器的传输线14与压力显示仪表15连接在一起，在回填注浆管1的下端管口上连接有连接套筒16，在连接套筒16下端连接有输浆管18，在连接套筒16设置有进浆控制阀17，在注入回填注浆液的过程中观察压力显示仪表15上所显示的注浆压力值，使回填注浆管1的管口的注浆压力值小于1.0MPa，若注浆压力超过1.0MPa时，调节注浆泵压力，使回填注浆管1的管口压力保持在1.0MPa以下，以防止回填注浆过程中出现输浆管18爆裂。
本发明通过在衬砌台车顶部设置回填注浆管，优化回填注浆管连接结构，待衬砌冲顶结束后，采用注浆一体机带模高压注入微膨胀早强缓凝型的回填注浆液，改进了注浆工装及工艺，充分克服了低水料比浆体的管道阻力和浆液垂直输送的阻力，并渗透堵塞防水板破损，具有修复二次衬砌拱顶空洞和堵水功能；利用二次衬砌台车支撑回填注浆连接结构，采用较高的注浆压力，实施低水料比注浆料注浆，使空洞11的及时回填达到充分密实和安全可靠的效果。