用于传输流体的隧洞及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧洞领域，具体地，涉及一种用于传输流体的隧洞及其施工方法。
【背景技术】
[0002]与交通隧道不同，对于输送流体(例如，水)的隧洞来说，通常距离较长、填埋较深且内部具有流体压力。因此，输水隧洞的抗渗抗裂性能是结构设计的重点。
[0003]隧洞外衬(一衬)一般有两种形式。一种是采用盾构工法施工的拼装式管片，与采用盾构法施工的交通隧洞类同，在盾构掘进过程完成。另一种是采用暗挖工法形成的喷射钢筋混凝土衬砌体。两种工法根据穿越的地质情况和地上物不同进行选用。隧洞内衬(二衬)可采用多种型式，如钢筋混凝土内衬、钢板钢筋混凝土内衬、明钢管内衬、预应力钢筋混凝土内衬等。
[0004]隧洞复合衬砌结构有以下特点:(1)内外衬之间初始间隙对协同受力影响很大，为了保证工程结构安全，设计中往往采用偏保守的考虑，按照内衬单独承受内水压力对内衬结构进行复核计算；(2)垫层弹性模量和厚度对协同受力均有影响，工程实际中还需考虑垫层徐变的影响；(3)当隧洞周围土体为粗粒土时，同步注浆效果将大打折扣，周围土体对隧洞结构的抗力将大大降低。对于复合衬砌结构，内外衬的协同受力状态对隧洞的抗渗性能和造价有着决定性的影响。
[0005]复合衬砌隧洞防水设计通常选择以混凝土自防水体系为主，辅以防水材料及止水带等多种防水措施作为隧洞的防水结构。防水材料选择弹性模量较大、不透水并且符合生活饮用水相关标准的高分子材料。防水材料与混凝土结构之间进行灌浆处理，以保证管片及内衬紧密结合，并提高防渗效果。隧洞尤其是饮用水输配水功能的隧洞，通常采用符合生活饮用水卫生相关标准的高分子材料作为防水层。传统的高分子材料能够承受0.6MPa以上的水压力，但由于其表面光滑无法与外衬及内衬结合，一旦混凝土结构发生渗水，则导致整体结构层间逐渐为满水状态，水压力会直接作用于外衬或内衬表面，从而造成结构破坏。为了避免结构破坏，设计者通常保守的考虑由外衬或内衬达到单独承受水压力的能力，因此也造成了一定的浪费。
[0006]在一次衬砌成型后，一般需要铺设防水材料，而后再进行二次衬砌的浇筑施工。隧洞断面以圆形居多，二次衬砌壁厚通常采用300?400mm。浇筑二次衬砌混凝土一般采用全圆模板台车或人工搭设模板的方式。由于空间狭窄，不具备振捣条件，基本均采用自密实混凝土，通过不同高程的浇注孔进行浇筑。浇筑后期通过预设的溢流孔溢出混凝土判断浇筑为充满状态，停止浇筑。基于以上工艺，浇筑过程是否能完全充满整个模板内空间不能直接观察，浇筑过程也无法采取其他措施进行填补，在实际施工过程中，存在因混凝土流动性、浇筑时间间隔、钢筋保护层厚度及间距、混凝土自然收缩等因素，致使混凝土内部或表面未填满的现象。
[0007]表面的质量缺陷通常可以采取后浇高标号混凝土或砂浆抹平的方式处理，但内部的缺陷无法准确发现和处理。尤其是内部的缺陷，将直接影响内衬与外衬之间的紧密接触，一旦两层衬砌脱开，内外衬砌结构无法协同受力，给输水工程结构的抗渗抗裂安全带来了较大的隐患。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种能够达到内衬与外衬协同受力、耐高内外水压和高覆土的用于传输流体的隧洞。
[0009]为了实现上述目的，本发明提供一种用于传输流体的隧洞，其包括被围岩包围的外衬、设于该外衬的内表面上的内衬以及用于对所述外衬与所述内衬之间的间隙进行回填灌浆的构件，其中，所述注浆构件包括伸出于所述内衬内表面的入浆口和邻近所述外衬与所述内衬之间的区域且与所述入浆口相通的多个出浆口，所述出浆口的一部分分布在所述隧洞的顶部，另一部分分布在所述隧洞的中部和/或底部，以对所述外衬与所述内衬之间的间隙的进行全断面回填注浆。
[0010]优选地，所述注浆构件包括注浆管和与该注浆管连通的注浆导管，所述注浆管分布于所述外衬的内表面上并形成有邻近所述外衬与所述内衬之间的区域的多个出浆口，所述注浆导管从所述注浆管延伸出所述内衬的内表面，所述注浆导管的端口形成所述入浆
□ O
[0011]优选地，所述注浆管包括与所述隧洞同轴设置且沿所述隧洞长度方向彼此间隔的多个注浆环管，每根注浆环管上连通有至少一根注浆导管。
[0012]优选地，所述注浆管为多根，该多根注浆管沿所述隧洞长度方向延伸且在所述隧洞周向方向上彼此间隔设置，所述多根注浆管的一部分分布在所述隧洞的顶部，另一部分分布在所述隧洞的中部和/或底部。
[0013]优选地，所述隧洞包括防水卷材，该防水卷材粘贴在所述外衬的内表面上，所述内衬通过架设模板台车栗送自密实混凝土浇筑而形成，且所述内衬与所述防水卷材结合。
[0014]优选地，所述外衬通过喷射混凝土而形成；或者
[0015]所述外衬由通过盾构工法施工的管片拼装而成，所述管片间的拼装缝内设置有弹性密封垫。
[0016]优选地，所述内衬在沿所述隧洞长度方向间隔设有变形缝，所述变形缝内设置有止水带并填充有防水件和密封胶。
[0017]优选地，所述变形缝的迎水面上铺设有防水基布，所述防水基布的迎水面上涂刷有防渗涂层。
[0018]另外，本发明还提供一种隧洞施工方法，其包括以下步骤:
[0019]S1、在隧洞的围岩的内表面上施工外衬；
[0020]S2、安装注浆构件；
[0021]S3、在所述外衬的内表面上施工内衬，所述注浆构件包括伸出于所述内衬内表面的入浆口和邻近所述外衬与所述内衬之间的区域且与所述入浆口相通的多个出浆口，所述出楽口的一部分分布在所述隧洞的顶部，另一部分分布在所述隧洞的中部和/或底部；
[0022]S4、通过所述注浆构件自下而上对所述外衬与所述内衬之间的间隙进行回填注浆施工；
[0023]S5、封堵所述入浆口。
[0024]优选地，回填注浆材料为水泥。
[0025]优选地，所述水泥为普通娃酸盐水泥，水灰比为0.8:1?1:1，并且内掺8%?10%
质量的微膨胀剂。
[0026]优选地，注浆压力采用0.25MPa?2MPa。
[0027]优选地，步骤S2还包括在所述外衬的内表面上铺设防水卷材，在步骤S3中所述内衬通过架设模板台车栗送自密实混凝土浇筑而形成，且所述内衬与所述防水卷材结合。
[0028]优选地，在步骤S4中至少达到下列标准之一时能够视为所述入浆口注浆结束:
[0029]I)在预定注楽压力下，以注入量不大于5L/min的状态延续灌注5min?15min后；
[0030]2)加大注楽压力至不超过2MPa，无法注入的状态延续5min?15min后；
[0031]3)漏浆严重时，采取间歇性注浆，经反复多次注浆仍不能恢复注入的，向所述入浆口加入速凝剂后。
[0032]优选地，在步骤S4中采用地质雷达检测隧洞的回填注浆质量，对检测中发现的空洞、裂缝及不实部位再次注浆。
[0033]上述技术方案的注浆构件包括伸出于内衬内表面的入浆口和邻近外衬与内衬之间的区域且与入浆口相通的多个出浆口，通过注浆构件对外衬与内衬之间存在的间隙进行全断面压力注浆回填挤密，保证双层衬砌的协同受力，内衬结构获得预压应力，提高双层衬砌结构的抗渗抗裂性能和耐久性。
[0034]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0035]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0036]图1是本发明的用于传输流体的隧洞的横向剖视图；
[0037]图2是本发明的用于传输流体的隧洞的纵向剖视图；
[0038]图3是隧洞的局部剖视图；
[0039]图4是防水卷材的剖视图；
[0040]图5是内衬的变形缝的剖视图；
[0041]图6是隧洞施工方法的流程图；
[0042]图7是回填注浆的施工流程图。
[0043]其中，
[0044]I外衬2内衬
[0045]3注浆管31注浆分管
[0046]32出浆口4注浆导管
[0047]41入浆口5防水卷材
[0048]51高密度聚乙烯底膜52高分子自粘胶膜层
[0049]53耐候弹性涂膜层 54PET保护隔离膜
[0050]6封堵件7变形缝
[0051]71止水带72防水件
[0052]73防水基布75密封胶
[0053]8垫层9围岩
【具体实施方式】
[0054]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0055]本发明提供一种用于传输流体的隧洞，该隧洞包括被围岩9包围的