[發明專利]一種盾構用管片背后空隙填充系統裝置及其方法

在審

• 申請號: 202110070914.5
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112855182A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 吉力此且;路軍富
• 申請（專利權）人: 吉力此且
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D9/087
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及盾構施工，具體為一種盾構用管片背后空隙填充系統裝置及其方法。包括以下步驟：步驟一、盾構掘進過程中，攪拌機按質量比粘土：水＝10：8，攪拌成塑性泥漿；步驟二、塑性泥漿經截止閥直接落入粘土輸送泵進料口；步驟三、泥漿經粘土輸送泵出口以高壓狀態經高壓管路、壓力傳感器、氣動開關、中盾上截止閥；步驟四、分布的中盾注泥孔分別把塑性泥漿注入盾體外部空隙，并向前盾最前端和盾尾最后端擴散。

技術領域

本發明涉及盾構施工，具體是一種盾構用管片背后空隙填充系統裝置及其方法。

背景技術

盾構法施工廣泛用于城市軌道交通隧道工程的施工，盾構機在地層中持續向前掘進，通過出渣系統不斷排出渣土，掘進的同時采用同步注漿時時向管片與開挖面之間的空隙填充漿液，以確保開挖面的穩定和控制地表沉降。盾構掘進一段距離（一般為1環管片長度）后在盾尾開始安裝管片，然后再掘進、再拼裝，確保盾構向前掘進時成環管片對開挖面起支護作用。同步漿液在隧道外（攪拌站）拌合，攪拌完成后放至盾構工作井中轉站，然后漿液放至運輸漿車內，運輸至盾構機臺車內，經導漿泵泵送至盾構臺車同步漿箱內，隨著盾構機的掘進使用KSP注漿泵經長達20米的注漿軟管和盾尾內的注漿管注入至管片與開挖面之間的空隙，同步漿液從攪拌至最后注入至少需要4~6小時。為了防止同步漿液凝固與堵塞注漿管，要求同步漿液具有優良的流塑性，初凝時間一般在6小時以上，終凝時間達30小時左右。注入管片背面的同步漿液由于與地層中的滲水相混合，同步漿液更稀，凝固時間更長。由于管片背面同步漿液完全凝固時間很長，因此導致一是盾尾后同步漿液對管片的浮力累積，當浮力累積值大于管片的約束力時，管片產生錯臺、破損與上??；二是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，盾構開挖面與管片外徑空隙填充不飽滿，目前采用二次注漿進行補充，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，目前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。

綜上所述，同步漿液不均勻、凝固過長、漿液填充管片與開挖面不飽滿等原因造成盾構隧道管片上浮、地表沉降、同步漿漿液流失、盾尾被包裹、盾構掘進噴涌等問題。針對盾構法施工中的諸多問題，急需設計一種盾構用管片背后空隙填充系統裝置及施工方法有效解決上述問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種盾構用管片背后空隙填充系統裝置及施工方法，主要解決了盾構法施工城市軌道交通隧道工程中盾構盾體范圍內地表沉降、盾構開挖面與管片外表面填充不飽滿、同步注漿量損失大、盾體后方水大造成盾構掘進噴涌、盾體容易被同步漿液包裹、隧道管片上浮等難題。

本發明解決該技術問題所采用的技術方案如下：

一種盾構用管片背后空隙填充系統裝置及其方法，包括以下步驟：

步驟一、盾構掘進過程中，攪拌機按質量比粘土：水＝10：8，攪拌成塑性泥漿；

步驟二、塑性泥漿經截止閥直接落入粘土輸送泵進料口；

步驟三、泥漿經粘土輸送泵出口以高壓狀態經高壓管路、壓力傳感器、氣動開關、中盾上截止閥；

步驟四、分布的中盾注泥孔分別把塑性泥漿注入盾體外部空隙，并向前盾最前端和盾尾最后端擴散，塑性泥漿一般情況下以理論空隙量的105%為宜，整個盾體與盾構開挖面空隙填充飽滿；