[發明專利]一種土壓平衡盾構同步注泥構造及施工輔助系統

在審

• 申請號: 201810879701.5
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108868799A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 王國義;蔣宗全;孟慶明;李寧
• 申請（專利權）人: 中國電建集團鐵路建設有限公司;中電建成都建設投資有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D11/10;E21D9/00
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

一種土壓平衡盾構同步注泥構造及施工輔助系統，以有效避免同步注漿漿液經盾體外側向土艙內流失，極大降低同步注漿量，從而降低施工成本。盾體包括依序設置的刀盤、土艙、前盾、中盾、盾尾，盾尾之后的管片與盾構開挖面之間的空隙內同步注漿形成同步注漿填充層。所述中盾設置環向間隔的注泥口，通過注泥口向盾體與隧道開挖面之間的盾外空隙內注入塑性泥漿，向塑性泥漿向前盾、盾尾的盾外空隙擴散，且密實填充盾外空隙形成塑性泥漿填充層，阻止同步注漿流入土艙內。

技術領域

本發明涉及盾構隧道施工，特別涉及一種土壓平衡盾構同步注泥構造及施工輔助系統。

背景技術

在土壓平衡盾構施工過程中，隨著盾構機刀盤開挖前方土體向前掘進，盾尾隨著盾構機開移，管片外表面與開挖面形成一定的空隙，此時盾構設計采用同步注漿時時填充飽滿，以確保開挖面的穩定和控制地表沉降。同步漿液一般由水泥、粉煤灰、膨潤土、砂、水、外加劑等材料組成，由于設備及管路限制同步漿液處于流動狀態，一般初凝時間6小時，終凝時間30小時左右。

受現有土壓平衡盾構設計和同步注漿設備影響，土壓平衡盾構施工過程中存在以下幾方面的不足：一是現有盾構機為防止盾體卡死一般盾體采用前大后小的設計，盾構開挖面直徑大于前盾直徑約30mm。在軟巖地質條件下，土艙保壓和盾尾同步注漿壓力無法影響到盾體中間，隨著盾構機的推進盾體上方土體下移填充開挖面與盾體之間的空隙，進而造成地表沉降(參照圖1)；二是開挖面有一定自成拱的地層條件下，為防止盾構刀盤及土艙結泥餅，盾構機一般采用氣壓或半敞開式掘進，同步注漿由于處于流動狀態，不可避免地沿著盾體向土艙內流動，從而造成同步漿液的大量流失。尤其是在盾構下坡掘進段，同步漿液流失量更大(現階段同步注漿量要求是理論方量的1.2～1.8倍)，盾構開挖面與管片外徑空隙填充不飽滿(參照圖2)，現階段主要采用在盾尾后幾環位置進行二次補充注漿，但也很難確保空隙填充飽滿；三是同步漿液流至盾體周圍，停止時間長會造成同步漿液將盾體包裹，導致盾構掘進姿態難以控制等問題；四是盾構開挖面與管片外徑空隙填充不飽滿，土體滲水填充此空隙并經盾體向土艙內匯集，進而造成盾構掘進噴涌等問題，雖然現階段都采用盾尾后間隔一定距離整圈管片外側注水泥、水玻璃雙液漿進行封水，但效果不理想。

上述土壓平衡盾構施工過程中的四點不足主要是由于盾構設計和同步漿液的特點，盾體與開挖面之間存在一定的空隙，導致地表沉降、同步漿漿液流失等問題。只要找到一種有效辦法，隨著盾構機推進，將一種非常粘稠不凝固漿液同步注入盾體與開挖面之間的空隙，將同步漿液與土艙隔離就可以解決該難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種土壓平衡盾構同步注泥構造，以有效避免同步注漿漿液經盾體外側向土艙內流失，極大降低同步注漿量，從而降低施工成本。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本發明的一種土壓平衡盾構同步注泥構造，盾體包括依序設置的刀盤、土艙、前盾、中盾、盾尾，盾尾之后的管片與盾構開挖面之間的空隙內同步注漿形成同步注漿填充層，其特征是：所述中盾設置環向間隔的注泥口，通過注泥口向盾體與隧道開挖面之間的盾外空隙內注入塑性泥漿，向塑性泥漿向前盾、盾尾的盾外空隙擴散，且密實填充盾外空隙形成塑性泥漿填充層，阻止同步注漿流入土艙內。

本發明所要解決的另一技術問題是提供一種土壓平衡盾構同步注泥構造的施工輔助系統，其特征是：包括攪拌機和粘土輸送泵，連接攪拌機輸出端與粘土輸送泵輸入端的管道上設置第一截止閥，粘土輸送泵的輸出端與高壓注漿管道的輸入端相連接，高壓注漿管道的輸出端與注泥口相連接。