CN106948828A - 一种利用盾构同步注浆设备进行二次注浆的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用盾构同步注浆设备进行二次注浆的装置，对于盾构推进尤其是软土地层、上部穿越建构筑物区段，减小地层沉降速率、控制沉降数据、保证地表建构筑安全是重难点内容，直接决定了生产的安全、投入的成本。该装置包括第一球阀、电机、搅拌罐、第二球阀、离心泵、压力表、盾构机储浆罐、第一注浆泵、第二注浆泵、第三球阀。从科学的角度、采用对软土地层推进时的同步注浆法进行流程分析，利用改进后的同步注浆设备对同步注浆过程中浆液的质量进行控制，并可直接作为二次注浆设备使用。不仅提高了同步注浆的效果、确保了二次注浆效率，同时减少了地层沉降速率、降低了安全隐患风险及二次注浆设备的支出成本。
Description
技术领域
本发明涉及盾构利用盾构同步注浆设备进行二次注浆的装置，属于盾构施工技术领域。
背景技术
盾构法施工时的隧道变形是由土质、地下水、隧道断面、埋深以及施工技术等很多因素交织而成的复杂现象。以天津地铁6号线13合同段为例，由于盾构机刀盘直径为6440㎜，而管片外径6150㎜，所以当管片拼装完成并脱出盾尾后，管片与土体之间形成一个环形间隙，此间隙若不及时填充，可能造成地层变形，致使地表下沉或建筑物下沉。因此，同步注浆填补了这一空白，及时有效的浆液注入施工间隙，抑制了地层变形；也使管片得到部分稳定，防止管片偏移；浆液凝结后具备一定的强度，提高了隧道的抗渗能力；当地下水丰富时，还能预防盾尾水源流入掌子面而造成的喷涌。因此，同步注浆技术对提高盾构隧道在施工过程中的稳定性具有十分重要的作用。
二次注浆作为盾构施工的一种辅助工法，主要是起到补充的作用。由于同步注浆液凝固后有所收缩，环形间隙没有填充密实，或者是地表沉降得不到有效控制的情况下，需要在同步注浆结束后进行二次注浆。根据地表沉降监测的反馈信息，结合洞内超声波探测所得的背衬后空洞情况，多采用双液浆将衬背的环形间隙填充，防止地下水系统涌入掌子面。但是注浆压力一定不能超过0.4Mpa，防止击伤管片。
同步注浆过程是通过地面上的搅拌站按照设计配合比拌合的浆液，经过管道运输至隧道口的浆液车，浆液车通过电瓶车运输至盾构机后配套的储浆罐(浆液车与储浆罐通过软管连接)，同时在储浆罐和运浆罐内均装有搅拌叶片对浆液随时进行搅拌，可防止浆液凝结或离析，然后储浆罐内的浆液通过两个注浆泵分别输送至安装在盾尾的四个注浆管道(一般管道是上下对称布置)，最后由注浆管直接输送至壁后间隙起到填充作用，并且整个注浆过程是与盾构机的推进同步进行的。二次注浆过程是通过地面上的搅拌站按照设计配合比拌合的浆液，经过浆液车运输至二次注浆孔，或直接在二次注浆孔附近安置注浆设备，摆放注浆材料，使用搅拌机实时搅拌注浆液，再使用注浆泵注入注浆孔。
从现场施工角度来看，同步注浆很难一直保证刀盘与管片间的环形间隙被填充密实，所以一定程度上说，二次注浆法是盾构推进必不可免的注浆方式。而现有的二次注浆方式虽然简单易操作，但仍然存在一些问题：
1.由于二次注浆是由于同步注浆的效果不好所导致的补强注浆，所以在二次注浆前，隧道存在很大的安全隐患，这就对二次注浆的及时性要求很高，但传统的二次注浆方式常在需二次注浆的管片拖出盾构机台车后才可以注浆，达不到及时性要求，并需耗费大量人力物力安置设备和搬运材料；
2.传统二次注浆方式也可以选择在得到地表沉降监测的反馈信息后第一时间进行补强注浆，但此时进行二次注浆的浆液车必然会挡拦在隧道中心，停滞正常推进，对施工进度产生很大影响。
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种利用盾构同步注浆设备进行二次注浆的装置，该装置利用盾构同步注浆设备进行二次注浆，增强补强注浆的及时性。
同步注浆设备改进主要是在传统同步注浆设备后方连接一套改进的二次注浆设备，该方法依托于地铁盾构工程，是以提高注浆效率、减少地层沉降速率为需求研制改进出的二次注浆的新装置。改进后的装置可在第一时间对需二次注浆的管片进行加强补浆。见图1。
如图1所示，一种利用盾构同步注浆设备进行二次注浆的装置，该装置安装在在同步注浆设备的出浆管，该装置用以提供二次注浆。
该装置包括第一球阀1、电机2、搅拌罐3、第二球阀4、离心泵5、压力表6、盾构机储浆罐7、第一注浆泵8、第二注浆泵9、第三球阀10、水泥浆a、水玻璃b、注浆液c。电机2的输出轴与搅拌叶片连接，搅拌叶片设置在搅拌罐3内；盾构机储浆罐7的底部连接有第一压浆泵8和第二压浆泵9，第一注浆泵8用以泵出搅拌好的水泥浆a，第二注浆泵9用以泵入泥浆原材；第一压浆泵8与搅拌罐3之间的管路上设有第一球阀1；搅拌罐3的顶部设有注液口，水玻璃b沿注液口进入搅拌罐3内，注液口与搅拌罐3之间设有第二球阀4；搅拌罐3的底部设有出浆口，出浆口与离心泵5连接，离心泵5与出浆管连接，离心泵5与出浆口之间设有第三球阀10；出浆管上设有压力表6，出浆管内为注浆液c；
水玻璃b能够用水替换。
当施工需要二次注浆时：
使用第一球阀控制盾构机储浆罐内的水泥浆出浆量；
使用第二球阀控制水玻璃b的添加量，同时使用电机带动搅拌罐内的搅拌设备，使二次注浆液搅拌均匀；
使用第三球阀控制二次注浆液的注入量，使用离心泵加速注浆速度，增强注浆效率，并使用压力表查看注浆压力。
该装置结构单易懂，不仅提高了二次注浆的效率和及时性、减小了地层沉降速率、控制了沉降数据、保证了地表建构筑安全、降低了推进过程中的安全隐患，同时适应所有盾构同步注浆、二次注浆。
附图说明
图1改进后的同步注浆设备
图2传统二次注浆形象示意图
图3改进装置二次注浆形象示意图
图中：1、第一球阀，2、电机，3、搅拌罐，4、第二球阀，5、离心泵，6、压力表，7、盾构机储浆罐，8、第一压浆泵，9、第二压浆泵，10、第三球阀，a、水泥浆，b、水玻璃，c、注浆液。
具体实施方式
本发明所依靠的工程背景为天津地铁6号线13合同段人民医院站～长虹公园站区间，区间右线长734.126m，左线长733.745m，最大曲线半径3000m，最小2000m，区间纵断面为单坡，人民医院站和长虹公园站范围内纵坡坡度为2‰，区间左线的纵坡坡度为-11.909‰；区间右线的纵坡坡度为-11.902‰，区间顶部覆土约为11.6～20m。本场地地层主要为第人工填土层、新近冲积层、全新统上组陆相冲积层、全新统中组海相沉积层、全新统下组沼泽相沉积层、全新统下组陆相冲积层、上更新统第五组陆相冲积层、上更新统第四组滨海潮汐带沉积层、上更新统第三组陆相冲积层。土层呈层状分布，层面略有起伏。本区间隧道所处土层主要为⑧2-1层粉土、⑧1层粉质粘土、⑨1层粉质粘土、⑦层粉质粘土、⑥4层粉质粘土，联络通道及泵房所处土层为⑦层粉质粘土、⑧1层粉质粘土。人民医院站～长虹公园站区间下穿城市主干道红旗路,红旗路交通繁忙，行人及车流量较大，为沥青混凝土路面，面层厚10cm，二灰层为60cm，对同步注浆效果和二次注浆及时性要求较高。
传统二次注浆也可以选择在监测发现管片沉降后的第一时间进行加强补浆，但这种保证了二次注浆及时性的补浆法会对施工进度产生很大影响。因为在二次注浆时，由于浆液车停滞在轨道上，后方无法将新管片运送到盾尾处，直接导致盾构无法推进，影响施工进度(见图2)。而新装置则完全不会对施工进度产生影响，一是新装置布置在盾构机台车上，与同步注浆设备相连接，不占用轨道空间；二是新装置在需二次注浆时，对注浆人员的配置要求较小，提高了便利性(见图3)。
Claims (2)
1.一种利用盾构同步注浆设备进行二次注浆的装置，其特征在于：该装置安装在在同步注浆设备的出浆管，该装置用以提供二次注浆；
该装置包括第一球阀(1)、电机(2)、搅拌罐(3)、第二球阀(4)、离心泵(5)、压力表(6)、盾构机储浆罐(7)、第一注浆泵(8)、第二注浆泵(9)、第三球阀(10)；电机(2)的输出轴与搅拌叶片连接，搅拌叶片设置在搅拌罐(3)内；盾构机储浆罐(7)的底部连接有第一压浆泵(8)和第二压浆泵(9)，第一注浆泵(8)用以泵出搅拌好的水泥浆(a)，第二注浆泵(9)用以泵入泥浆原材；第一压浆泵(8)与搅拌罐(3)之间的管路上设有第一球阀(1)；搅拌罐(3)的顶部设有注液口，水玻璃(b)沿注液口进入搅拌罐(3)内，注液口与搅拌罐(3)之间设有第二球阀(4)；搅拌罐(3)的底部设有出浆口，出浆口与离心泵(5)连接，离心泵(5)与出浆管连接，离心泵(5)与出浆口之间设有第三球阀(10)；出浆管上设有压力表(6)，出浆管内为注浆液(c)。
2.根据权利要求1所述的一种利用盾构同步注浆设备进行二次注浆的装置，其特征在于：水玻璃(b)能够用水替换。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170714 |
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