[發明專利]土石混合體地層注漿加固裝置及注漿加固方法

有效

• 申請號: 202110572997.8
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113153318B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 鐘祖良;鄒鴻
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21B33/13
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 楊力

本發明公開了一種土石混合體地層注漿加固裝置及注漿加固方法，注漿加固裝置包括袖閥管系統、堵孔環系統及注漿內管。注漿加固方法包括：進行地質雷達探測，在土石混合體地層加工出鉆孔，將注漿段袖閥管和非注漿段袖閥管連接后，下放到鉆孔內，將堵孔環系統安裝于非注漿段袖閥管和鉆孔之間的間隙內實現封孔，通過注漿內管進入注漿段袖閥管內實現對注漿段的分段注漿，注漿完成后取出堵孔環系統，填充非注漿段袖閥管與鉆孔之間的孔隙。本發明采用的注漿加固裝置及注漿加固方法，在土石混合體地層中漿液利用率高、擴散半徑大及膠結效果明顯，同時具有環保節約和結構簡單的優點。

技術領域

本發明涉及隧道地層注漿加固技術領域，具體涉及一種土石混合體地層注漿加固裝置及注漿加固方法。

背景技術

我國西部地區地形地貌復雜，主要以高原、丘陵和山脈為主，由于地形地貌限制，早期城市建設時多采用開山填谷的方法，導致地下形成大面積深厚狀土石混合體回填區。隨著城市地下空間的開發與利用，由于土石混合體膠結能力弱、穩定性和抗滲性差，當隧道施工穿過土石混合體地層時往往會引起洞室大變形、不均勻沉降、坍塌及滲水等問題。

全斷面隧道掘進機(Tunnel Boring Machine，簡稱TBM)在土石混合體地層等復合地質條件中具有施工工期短、掘進效率高和安全性強的優勢，已成為國內外隧道施工的首要選擇。為保證施工及機械安全，在隧道掘進前必須對土石混合體地層圍巖進行注漿加固，使洞周巖土體形成一個環形的承載圈，保證隧道圍巖穩定性，并提高其抗滲性能。其中袖閥管注漿工法具有能較好地控制注漿范圍和注漿壓力、可進行重復注漿、發生冒漿與串漿的可能性很小等特點，因此得到較廣泛應用。

但是采用傳統的袖閥管注漿方法和漿液配比對土石混合體地層進行加固會導致注入的漿液流失量大，擴散半徑較小，膠結弱而無法滿足TBM掘進施工的要求，其主要原因分為四個方面：

一是土石混合體地層由粒徑從幾厘米到數米不等的巖石塊體與各類土體組成，塊石粒徑較大且分布極不均勻，容易形成大量空隙，而普通水泥漿液凝結時間長且流動性大導致漿液流失；

二是隧道埋深較深，且只需對TBM掘進部分進行注漿加固，在沒有采取套殼料進行封孔的情況下，實際注漿段上部大量的鉆孔空隙減小了注漿壓力；

三是注漿內管較短，造成漿液在袖閥管內堆積，短時間無法出漿且容易冒漿，對于凝結時間短的漿液則會導致堵管；

四是袖閥管上的出漿口多采用空心出漿口或聚氯乙烯材質實心出漿孔，對于空心出漿口，管外雜質會通過空心出漿口進入管內而在注漿前堵塞袖閥管；對于聚氯乙烯材質實心出漿孔，對注漿壓力變化不敏感，出漿條件困難。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種土石混合體地層注漿加固裝置及注漿加固方法，提高漿液利用率和改善注漿擴散效果，以此保證TBM掘進施工的質量和安全。

一種土石混合體地層注漿加固裝置，包括：

袖閥管系統，包括注漿段袖閥管、非注漿段袖閥管及分段板，所述注漿段袖閥管和所述非注漿段袖閥管連接，所述注漿段袖閥管設有出漿口，所述注漿段袖閥管和所述非注漿段袖閥管的接口位置設有封孔套，所述分段板套設于所述注漿段袖閥管外；

堵孔環系統，可拆卸地安裝于所述非注漿段袖閥管和鉆孔之間的間隙內，所述堵孔環系統包括連接筋、封堵環及連接板，所述封堵環套設于所述非注漿段袖閥管外，所述連接筋穿設于多個所述封堵環內，所述連接筋的兩端均安裝所述連接板；及

注漿內管，穿過所述非注漿段袖閥管插入到所述注漿段袖閥管內，所述注漿內管位于所述注漿段袖閥管內的端部設有密封套。

在其中一個實施例中，所述注漿段袖閥管包括多個橡膠圈，多個所述橡膠圈連接拼接出所述注漿段袖閥管，所述橡膠圈上設有切縫用于形成所述出漿口。