CN104389623A - 一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置 - Google Patents

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Abstract

一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置，通过该装置可对盾构隧道管片衬砌环与地层之间的空隙进行多次、反复注浆，并有效地解决盾构施工过程中盾构隧道管片衬砌环背后的“注浆空洞”和“块状注浆区域”等问题。它包括：注浆套管，由延长段和内螺纹段构成，预埋于预制管片衬砌中，其内螺纹段外端口与预制管片衬砌隧道内侧表面相通，延长段与多通连接管主管相连；多通连接管，主管与注浆套管延长段相连，支管与出浆管相连；出浆管，管壁上设置出浆孔或出浆带，成放射状或“田”字网格状预埋于预制管片衬砌外侧，其一端与多通连接管支管相连，另一端封闭或互连。

Description

一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置
技术领域
本发明涉及地下工程类，尤其涉及一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置。
背景技术
盾构工法目前已成为轨道交通领域区间隧道的首选工法，本工法同时也广泛应用于公路、水工及铁路领域。
盾构施工过程中，预制管片衬砌环结构需在盾构机盾体内拼装完成后再推出盾尾，因此盾构机的开挖直径略大于预制管片衬砌环结构的外径。为防止盾构施工对周围环境造成较大影响，需在盾构预制管片衬砌环结构拼装完成并推出盾构机盾尾后，尽快将管片衬砌环与地层之间的空隙填充密实。目前的做法为：首先采用同步注浆措施，即在盾构预制管片衬砌环结构拼装完成并推出盾尾时，通过盾构机上设置的盾尾注浆口(每台盾构机设4～6个，基本均分于隧道结构的拱肩和拱腰处)对该空隙采用水泥砂浆、石膏、膨润土等惰性材料进行填充；其次采用二次注浆措施，即在盾构隧道衬砌环结构拼装完成一段时间(通常为施工10～20环盾构管片衬砌的时间)后，通过在生成预制管片衬砌块时预埋在预制管片衬砌上的地层注浆孔对同步注浆过程中未能填充的空隙和填充不密实的区域采用水泥砂浆、石膏、膨润土等材料进行再次注浆填充。
由于盾构机盾尾注浆口数量和布置等客观条件的限制，同步注浆材料只能尽可能多的填充管片衬砌环与地层之间的空隙，管片衬砌环背后必然会出现“注浆空洞”和“块状注浆区域”，因此二次注浆就成了填充以上“注浆空洞”和改善以上“块状注浆区域”的必需；但预埋在预制管片上的地层注浆孔数量有限(通常每块预制管片上布置一个地层注浆孔，特殊情况也不超过三个)，且注浆孔均为点状分布，因此很难从根本上解决管片衬砌环背后“注浆空洞”和“块状注浆区域”这一难题。
解决以上难题有两个思路：一是尽可能多的增加盾构机盾尾注浆口数量并优化其布置，二是改进预制管片衬砌背后地层注浆装置，由于前者与盾构设备及工法本身等关系密切且牵涉面广，因此后者对预制管片衬砌背后地层注浆装置进行改进不失为好的思路。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置，通过该装置可对盾构隧道管片衬砌环与地层之间的空隙进行多次、反复注浆，并有效地解决盾构施工过程中盾构隧道管片衬砌环背后的“注浆空洞”和“块状注浆区域”等问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置，其特征是它包括：注浆套管，由延长段和内螺纹段构成，预埋于预制管片衬砌中，其内螺纹段外端口与预制管片衬砌隧道内侧表面相通，延长段与多通连接管主管相连；多通连接管，主管与注浆套管延长段相连，支管与出浆管相连；出浆管，管壁上设置出浆孔或出浆带，成放射状或“田”字网格状预埋于预制管片衬砌外侧，其一端与多通连接管支管相连，另一端封闭或互连；逆止阀，其外壁具有与注浆套管内螺纹段相适配的螺纹，旋拧安装在内螺纹段的里端；螺旋盖板，螺纹连接于注浆套管内螺纹段的外端口上；止水圈，套装于注浆套管环形凸肩处。
本发明的有益效果是，在盾构隧道预制管片衬砌环结构拼装完成后，根据需要可以随时从盾构隧道内部将后期注浆管插入注浆套管，通过由注浆套管、多通连接管和出浆管组成的注浆通道对盾构隧道管片衬砌环与地层之间的空隙进行多次、反复注浆，在保留现有技术优点基础上，将传统的“点式”二次注浆改进为“线式”二次注浆，能很好地解决盾构施工过程中盾构隧道管片衬砌环背后的“注浆空洞”和“块状注浆区域”等问题。
附图说明
本说明书包括如下六幅附图：
图1是本发明一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置在预制管片衬砌中的最终组合示意图；
图2是本发明一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置注浆套管的结构示意图；
图3是本发明一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置出浆管在预制管片外侧的布置示意图；
图4是本发明一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置出浆管在预制管片外侧的布置示意图；
图5是本发明一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置逆止阀的结构示意图；
图6是本发明一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置螺旋盖板的结构示意图。
图中示出构件名称及所对应的标记：
注浆套管11、延长段11a、内螺纹段11b、环形凸肩11c、止水圈20、逆止阀21、螺旋盖板22、多通连接管31、出浆管41、出浆孔41a、出浆带41b、预制管片衬砌A。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，本发明一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置，包括注浆套管11、多通连接管31、出浆管41和止水圈20，还包括逆止阀21和螺旋盖板22，其中注浆套管11、多通连接管31、出浆管41和止水圈20在预制管片衬砌A浇筑混凝土时预埋在预制管片衬砌A中。
参照图1、图2，注浆套管11由延长段11a和内螺纹段11b构成，其内螺纹段11b外端口与预制管片衬砌A内侧表面相通，延长段11a外端口与多通连接管31的主管相连。参照图3、图4，管壁上设置了出浆孔41a或出浆带41b的出浆管41成放射状或“田”字网格状预埋于预制管片衬砌A的外侧，通过多通连接管31或出浆管41间的互连形成互通结构。
参照图1，所述注浆套管11内螺纹段11b的外径大于延长段11a的外径，在两者的交汇部位形成环形凸肩11c，在该环形凸肩11c处于延长段11a上套装有止水圈20。
参照图2和图5，为阻止注浆时浆液发生逆流，在注浆套管11内设置逆止阀21，注浆前将该逆止阀21通过其外壁上的螺纹旋入注浆套管11内螺纹段11a的里端。
参照图2和图6，为保证注浆后预制管片衬砌A的美观，在注浆套管11外端口设置螺旋盖板22，注浆完成后将螺旋盖板22通过其外壁上的螺纹旋入注浆套管11内螺纹段11a的外端口上。
注浆套管11、逆止阀21、螺旋盖板22和多通连接管31可以采用钢、PVC、塑料、尼龙等材质制作，止水圈20可采用三元已丙橡胶、氯丁橡胶或遇水膨胀橡胶等耐腐蚀性橡胶类材料制作。
以上所述只是用图解发明一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置的基本原理和做法，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体做法和参数范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明申请的专利范围。

Claims (4)

1.一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置，其特征是它包括：注浆套管(11)，由延长段(11a)和内螺纹段(11b)构成，预埋于预制管片衬砌(A)中，其内螺纹段(11b)外端口与预制管片衬砌(A)内侧表面相通，延长段(11a)外端口与多通连接管(31)的主管相连；多通连接管(31)，其主管与注浆套管延长段(11a)相连，支管与出浆管(41)相连；出浆管(41)，其管壁上设置出浆孔(41a)或出浆带(41b)，成放射状或“田”字网格状预埋于预制管片衬砌(A)的外侧，通过多通连接管(31)或出浆管(41)间的互连形成互通结构。
2.如权利要求1所述的一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置，其特征是：所述内螺纹段(11b)的外径大于延长段(11a)的外径，在两者的交汇部位形成环形凸肩(11c)，在该环形凸肩(11c)处于延长段(11a)上套装有止水圈(20)。
3.如权利要求1所述的一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置，其特征是：所述注浆套管(11)、多通连接管(31)、出浆管(41)和止水圈(20)均在预制管片衬砌(A)浇筑混凝土时预埋其中。
4.如权利要求1所述的一种盾构隧道预制管片衬砌背后地层注浆装置，其特征是：它还包括逆止阀(21)和螺旋盖板(22)，逆止阀(21)的外壁具有与内螺纹段(11b)相适配的螺纹，注浆前旋拧安装在内螺纹段(11b)的里端，螺旋盖板(22)的外壁具有与内螺纹段(11b)相适配的螺纹，注浆后旋拧安装于内螺纹段(11b)的外端口上。
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