[實用新型]一種防止液化導致隧道管片上浮的注氣系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN211623436U
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設計）人: 周海祚;郭知一;鄭剛;楊鵬博;王恩鈺
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/08;E21F17/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張建中

本實用新型公開了一種防止液化導致隧道管片上浮的注氣系統(tǒng)，包括監(jiān)測系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；監(jiān)測系統(tǒng)包括孔隙水壓力傳感器、第一位移傳感器及數(shù)據(jù)采集儀；孔隙水壓力傳感器用于測量土體內部滲透水壓力，其設于隧道土體中；第一位移傳感器設于管片外表面及其外土體間；孔隙水壓力傳感器及第一位移傳感器通過有線或無線方式與數(shù)據(jù)采集儀連接；注氣系統(tǒng)包括依次連接的氣泵、壓力調節(jié)閥和氣管；氣管用于輸送氣體至液化土體處；控制系統(tǒng)接收來自監(jiān)測系統(tǒng)的信號，輸出信號控制注氣系統(tǒng)的工作。本實用新型可以啟動注氣系統(tǒng)對液化土體處注氣，降低土體的液化程度。

技術領域

本實用新型涉及一種盾構隧道領域，特別涉及一種防止液化導致隧道管片上浮的注氣系統(tǒng)。

背景技術

當前城市地鐵隧道普遍采用盾構法施工,但隨著盾構施工過程中遇到的地層越來越復雜,對盾構施工技術提出了更高的要求。地鐵盾構掘進施工過程中，管片上浮問題比較突出，部分項目甚至嚴重到需設置調坡以適合線路設計，造成了較大的工期及經濟損失。為了確保地鐵隧洞線型滿足設計及保證工程質量，需將管片上浮位移量控制在規(guī)定的合理范圍內。盾構掘進時管片的上浮主要是因為管片抗浮能力不足所引起，管片上浮問題受到多種復雜因素的影響，包括水文地質、工程地質、掘進工法及工藝措施、管片構造、管片后壓漿等。管片上浮值較大，不加以控制的話，易導致管片錯臺、開裂、破損及隧道軸線偏位等問題，從而影響隧洞成型質量。

目前國內處理管片上浮的方法，包括改變注漿稠度以及雙液垂直同步注漿等方法，這兩種方法的原理，都是盡可能提高注漿液的稠度及固體物質的含量，從而提高漿液與隧道之間的粘結力，從而抵御隧道管片的上浮，這種方法在地層中水量豐富的地層施工時，因地下動水攜帶著漿液容易流到密封的土艙，實施存在一定的難度。而且單純采用注漿的方法控制管片上浮施工過程中，還可能因注漿壓力過大時,會引起隧道整體上浮或管片局部錯臺。

發(fā)明內容

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種采用綜合方法治理的防止液化導致隧道管片上浮的注氣系統(tǒng)。

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種防止液化導致隧道管片上浮的注氣系統(tǒng)，包括監(jiān)測系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述監(jiān)測系統(tǒng)包括孔隙水壓力傳感器、第一位移傳感器及數(shù)據(jù)采集儀；所述孔隙水壓力傳感器用于測量土體內部的滲透水壓力，其設于隧道不同位置的土體中；所述第一位移傳感器用于檢測隧道管片與管片外土體間的相對位移，其設于隧道管片外表面及管片外土體間；所述孔隙水壓力傳感器及所述第一位移傳感器通過有線或無線方式與所述數(shù)據(jù)采集儀連接；所述注氣系統(tǒng)包括依次連接的氣泵、壓力調節(jié)閥和氣管；所述氣泵用于產生壓縮氣體；所述壓力調節(jié)閥用于調節(jié)壓縮氣體的壓力；所述氣管用于輸送壓縮氣體至液化土體處；所述控制系統(tǒng)接收來自所述監(jiān)測系統(tǒng)的信號，輸出信號控制所述注氣系統(tǒng)的工作。

進一步地，環(huán)繞隧道周向均布8個所述孔隙水壓力傳感器。

進一步地，所述第一位移傳感器為回彈式LVDT位移傳感器。

進一步地，所述壓力調節(jié)閥為電動壓力調節(jié)閥；所述控制系統(tǒng)輸出信號控制所述電動壓力調節(jié)閥的工作。

進一步地，所述氣管包括干氣管和支氣管；所述支氣管上設有一排直徑1.5～2.5mm的通氣孔；所述支氣管伸入液化土體中。

進一步地，所述干氣管和所述支氣管的材質為聚丙烯材質。

進一步地，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括第二位移傳感器；所述第二位移傳感器用于檢測隧道管片間的相對位移；所述第二位移傳感器設于兩個相接的隧道管片的相對端面間；所述第二位移傳感器通過有線或無線方式與所述數(shù)據(jù)采集儀連接。

進一步地，所述第二位移傳感器為回彈式LVDT位移傳感器。

進一步地，沿隧道管片周向均布8個所述第二位移傳感器。