[發明專利]一種應用于富水砂層盾構隧道的注漿加固圈的施工方法

有效

• 申請號: 201810061664.7
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108166994B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 王述紅;張澤;張雨濃;沙成滿;趙文;韓冰
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/08
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 任凱

1.一種應用于富水砂層盾構隧道的注漿加固圈的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

A）確定注漿加固圈的參數及注漿控制方式；具體包括以下步驟：

1）計算確定注漿加固圈的厚度，公式如下：

式中，為注漿圍巖加固圈的厚度，D 是隧道掘進的等效直徑，為襯砌圍巖加固體允許的抗壓強度，Pw為圍巖的最大的靜水壓力值；

2）根據隧道洞內實測的靜水壓力確定注漿壓力；

3）根據刀盤開挖直徑和管片外徑依據確定注漿量，計算公式如下：

式中：V為注漿量，為刀盤開挖直徑，為管片外徑，L為管片長度；

4）根據掘進的速度控制注漿速度；

5）將注漿量和注漿壓力作為注漿結束的標準，具體規定如下：

a、當注漿量未達到設計標準但注漿壓力達到設計終壓，且維持5分鐘以上，此時應停止注漿；

b、當注漿量達到設計注漿量后，若注漿壓力未達到設計終壓，可通過調整漿液凝膠時間達到設計終壓，并停止注漿；

c、注漿過程中密切觀測隧道內部管片及地表變形，當變形量超過設計允許數值時立即停止注漿；

d、對注漿效果進行實時監測，若達不到注漿結束標準，應及時進行調整注漿量；

6）計算注漿擴散半徑，計算公式如下：

式中，R為注漿擴散半徑，ρ是水的密度，g為重力加速度，h為注漿的水頭壓力高度，r_θ為孔隙的效半徑，r為注漿孔半徑，s為注漿材料的凝膠強度；

B）鋪設注漿泵，打開管片上的預留注漿孔；

C）將漿液輸送到盾構尾部的儲漿槽內；

D）將漿液通過管片上的預留注漿孔進行同步注漿，形成注漿加固圈；

E）監測注漿加固圈效果。

2.根據權利要求1所述的應用于富水砂層盾構隧道的注漿加固圈的施工方法，其特征在于，步驟B）中采用雙液注漿泵，安放在盾尾的拖車上，注漿管從機箱上部通過；對管片上的預留注漿孔出口設置分壓器，通過分壓器對各注漿孔的注漿壓力和注漿量進行檢測與控制；首先打開兩個對稱的預留注漿孔孔口，然后按注漿需求打開其他預留注漿孔。

3.根據權利要求1所述的應用于富水砂層盾構隧道的注漿加固圈的施工方法，其特征在于，步驟C）包括以下步驟：

（1）在地面的漿液拌合站攪拌完成漿液；

（2）將攪拌好的漿液通過排漿泵輸送到井下的砂漿車內；

（3）將砂漿車通過地下鋪設的軌道運送到洞內；

（4）將砂漿車內的漿液通過排漿泵送至盾構尾部拖車的儲漿罐內。

4.根據權利要求3所述的應用于富水砂層盾構隧道的注漿加固圈的施工方法，其特征在于，所述漿液為水泥—水玻璃雙漿液、硫鋁酸鹽水泥或型號為GT-1的速凝膏狀體注漿材料。

5.根據權利要求4所述的應用于富水砂層盾構隧道的注漿加固圈的施工方法，其特征在于，水泥—水玻璃雙漿液中水泥漿液與水玻璃體積比為1：0.75~1：0.5，水灰比為1：1。

6.根據權利要求5所述的應用于富水砂層盾構隧道的注漿加固圈的施工方法，其特征在于，水泥漿液組分為：水泥10~15%、粉煤灰15~20%、膨潤土2.5~3.5%、砂45~50%、水20~30%。

7.根據權利要求6所述的應用于富水砂層盾構隧道的注漿加固圈的施工方法，其特征在于，水泥選用強度等級不低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，砂采用細度模量1.0~1.3的特細砂。

8.根據權利要求3所述的應用于富水砂層盾構隧道的注漿加固圈的施工方法，其特征在于，步驟C）中漿液的拌合采用強制式拌和機拌和，拌和時骨料的添加順序為：水泥、粉煤灰、河砂、膨潤土、水依次進行，各種材料均采用自動計量裝置進行計料，每盤料的拌和時間要滿足技術規范的要求，各種骨料要充分拌和均勻。

9.根據權利要求1所述的應用于富水砂層盾構隧道的注漿加固圈的施工方法，其特征在于，步驟E）中監測內容包括：注漿過程中分壓器對各注漿孔的注漿壓力和注漿量進行檢測與控制；漿液后期強度、漿液后期結實體收縮率或地表沉降監測。