[發明專利]一種適用于隧道帷幕注漿的長距離輸送水泥漿液的復合管路系統和施工方法

在審

• 申請號: 202210392784.1
• 申請日: 2022-04-14
• 公開（公告）號: CN114776307A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王玥;卓越;李廣躍;宋妍;高攀;徐啟鵬;馬召林;王華;付仲潤;皮乾勇;倪漢杰;趙爽;王文飛
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道勘察設計研究院有限公司;中鐵隧道局集團有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257
• 代理人: 劉艷霞

本發明公開了一種適用于隧道帷幕注漿的長距離輸送水泥漿液的復合管路系統和施工方法，包括：輸水管路、輸漿管路和壓氣管路；其中：輸水管路，包括輸水管，輸水管為軸向上依次連接的多節鋼性管體，用于向開挖面提供施工用水；輸漿管路，包括輸漿管，輸漿管為軸向上依次連接的多節管體；輸漿管同軸套設在輸水管內，用于輸送拌制好的水泥漿液；壓氣管路，包括壓氣管，壓氣管為多節軸向相連接的彈性軟管，同軸套設在輸漿管內，壓氣管的進口端用于與供氣裝置管路連接。使用該復合管路系統，在深長隧道帷幕注漿施工中過程中，將大量的漿液快速、小批次地輸送至開挖面，避免了施工中的車輛運輸和開挖面區域人工攪拌漿液。

技術領域

本發明屬于隧道工程施工及注漿加固技術領域，尤其是涉及一種適用于隧道帷幕注漿的長距離輸送水泥漿液的復合管路系統和施工方法。

背景技術

隨著我國交通網絡向西南山區不斷延伸，遭遇的地質情況不斷惡化，利用帷幕注漿技術對地層進行加固和改良，愈發成為地下工程不可缺失的重要環節，同時隧道的埋深和長度明顯增加，這給帷幕注漿工作的原料供給，尤其是帶有深豎井的隧道工程，帶來了巨大挑戰。

在帷幕注漿施工中，每個注漿循環的注漿總量大。其每循環加固縱向長度約為20-30m，注漿加固橫截面范圍為開挖輪廓線外2-5m，加固體量大，根據地層自身條件和加固需求的不同，每注漿循環需消耗漿液300-1000m³，其中最常用材料為水泥漿液價格遠遠低于其他注漿材料，按常用的水灰比1:1計算，每循環需水泥240-800t，合4800-16000袋水泥。

同時，帷幕注漿施工對材料的需求為間歇性、不定量需求，即“鉆孔——注漿——鉆下一孔——注漿…”，不同鉆孔的注漿量為0.5—100m³，水泥制成漿液后凝結時間為6小時左右，需實時小批量制備漿液。因此，當開挖面距離洞口較近時如0.5km以內，可以將注漿機布置在地面，根據實時需求量制備漿液，然后通過注漿管遠距離實施注漿；當開挖面距離洞口較遠時如1km以上，則必須將注漿機布置在開挖面附近，通過運輸車將水泥材料運至開挖面附近，利用小攪拌桶，滿足間隙和不定量的實時漿液需求，該方法涉及水泥材料的裝卸車、隧道內臨時堆放、隧道內人工攪拌等一系列問題，效率低、揚塵大，尤其在設有深豎井的隧道工程中，水泥材料的輸送又將進一步提高成本。

同時，利用管路遠距離輸送漿液至開挖面，則面臨著“輸送速度管路直徑——管路損失和殘漿固化”的矛盾，無法滿足“總量大、輸送快、間歇小批量”的供漿需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于隧道帷幕注漿的長距離輸送水泥漿液的復合管路系統和施工方法，在深長隧道帷幕注漿施工中過程中，將大量的漿液快速、小批次地輸送至開挖面，避免了常規施工中的車輛運輸和開挖面區域人工攪拌漿液，既可以有效提高注漿施工效率，又能明顯改善開挖面區域的空氣環境。

本發明采用以下技術方案：一種適用于隧道帷幕注漿的長距離輸送水泥漿液的復合管路系統，包括：輸水管路、輸漿管路和壓氣管路，均具有獨立的進口端和出口端；其中：

輸水管路，包括輸水管，輸水管為軸向上依次連接的多節鋼性管體，輸水管用于向開挖面提供施工用水；

輸漿管路，包括輸漿管，輸漿管為軸向上依次連接的多節管體；輸漿管同軸套設在輸水管內，與輸水管路間形成環形的通道；輸漿管的進口端用于與漿液輸送裝置管路連接，其內用于輸送拌制好的水泥漿液；

壓氣管路，包括壓氣管，壓氣管為多節軸向相連接的彈性軟管，同軸套設在輸漿管內，與輸漿管間形成環形通道，壓氣管的進口端用于與供氣裝置管路連接，其出口端排空；

在壓氣管的各節彈性軟管的其中一端，均設置有氣體控制件，氣體控制件用于封閉各節軟管，還用于控制氣體的流向；