CN110593898A - 一种盾构管片二次注浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种盾构管片二次注浆方法，该方法包括以下步骤，首先准备注浆装置，所述注浆装置包括管体、母座、弹性密封圈及锁紧螺母，然后，经过定位选孔、钻穿二次注浆孔至待注浆区域、安装注浆装置一系列步骤后开始注浆，通过松开锁紧螺帽，边拔管边进行注浆，通过控制管体的长度来调控注浆深度，在管片外侧形成树根状体系，对管片进行固定，从而降低了承压水对管片的造成的上浮影响，也形成了良好的管片防水系统，达到管片渗漏水治理目的。
Description
技术领域
本发明涉及隧道地下工程施工技术领域，特别是一种盾构管片二次注浆方法。
背景技术
盾构法作为当前地铁、隧道建设的主要施工工法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化方法。
对于成型管片渗漏水的预防及控制管片浮动，对施工及运营都具有重要的意义，一般情况下，在隧道向前推进过程中会向管片与地层之间的空隙中进行同步注浆。当同步注浆对管片周围的空隙封堵效果不佳，渗漏水预防效果不好的时候，通过管片预先设置的二次注浆孔向管片外侧进行注浆实现封堵即可。但遇到盾构隧道穿越承压水层或是其它地下水富水区区域时，管片外侧土体含水量较大，形成了水泥混合或水泥沙等流体土质，现有的二次注浆装置受压力限制只能在管片外侧很浅的区域进行浆液填充，不能对管片采取充分的预防措施。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的盾构隧道穿越承压水层或是其它地下水富水区区域时，现有的二次注浆施工技术受压力限制只能在管片外侧很浅的区域进行浆液填充，不能对管片采取充分的预防漏水措施的技术问题。
提供了一种盾构管片二次注浆方法。该方法可以对管片外侧达到由深层到浅层的区域注浆，形成良好的管片防水系统并且有效的控制承压水对管片造成的上浮影响，且方法实施简单。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种盾构管片二次注浆方法，包括以下步骤：
步骤1、准备注浆装置，所述注浆装置包括管体和锁紧装置；所述锁紧装置包含母座、至少一个弹性密封圈和锁紧螺帽；所述母座、所述弹性密封圈和所述锁紧螺帽分别设置有用于所述管体穿过的第一贯通孔、第二贯通孔、第三贯通孔管体管体管体管体，所述锁紧螺帽连接在所述母座上，所述弹性密封圈设置在所述母座和所述锁紧螺帽之间，拧紧所述锁紧螺帽时，所述弹性密封圈与所述母座和所述锁紧螺帽挤压接触，所述弹性密封圈与管体形成过盈配合；
当拧紧锁紧螺帽时，弹性密封圈和管体之间形成过盈配合，弹性密封圈挤压管体实现对于管体的锁止，管体被固定在注浆孔中，并且二次注浆孔内部具有密闭空间，而且形成的密闭空间可以避免注浆过程时漏浆现象的发生。当松开锁紧螺帽时，若干个弹性密封圈与管体之间转而形成间隙配合，可以抽动管体，调节管体伸入待注浆区域的深度，完成对待注浆区域由深到浅的区域注浆，形成一个良好的防水系统。
步骤2、选定待注浆的盾构管片的二次注浆孔；
步骤3、钻穿二次注浆孔内的混凝土，然后钻至所需注浆区域的最深处；
步骤4、安装上述注浆装置；
步骤5、将步骤4安装好的注浆装置中的管体与注浆管路接通，所述注浆管路与注浆泵相连接；
步骤6、开动注浆泵，通过松开锁紧螺帽来向外拔管体，边拔管边注浆，从深到浅区域，完成二次注浆。
本发明的二次注浆方法通过选定合适的管片二次注浆孔位置，钻穿二次注浆孔直至富水层待注浆区域，安装上述注浆装置，开动注浆机，利用高压力将液浆注入到“富水区”中，施工过程中边拔管边进行注浆，在管片外侧形成树根状体系，对管片进行固定。进而降低承压水对管片的造成的上浮影响，形成良好的管片防水系统，达到管片渗漏水治理目的。
进一步的，所述注浆装置中所述管体是金属材质的管状结构件，优选硬金属材质的管状结构件。相应的金属材质具有良好的结构强度，满足注浆过程中管体插入待注浆区域的强度要求。
优选地，所述管体为无缝钢材质的管状构件。
进一步的，所述第一贯通孔内径大于或等于所述管体的外径，所述第二贯通孔内径等于所述管体的外径，所述第三贯通孔的内径大于或等于所述管体的外径；
进一步的，所述注浆装置中所述母座和二次注浆孔采用螺纹连接方式固定。
进一步的，所述注浆装置中所述母座和锁紧螺帽采用螺纹连接方式固定。
进一步的，所述注浆装置中所述母座远离二次注浆孔的一端或所述锁紧螺帽靠近母座的一端设置有锁紧凹槽，锁紧凹槽侧壁上设置有第一螺纹，所述母座和所述锁紧螺帽在锁紧凹槽内部螺纹连接。
优选的所述母座远离二次注浆孔的一端设置有锁紧凹槽，
进一步的，所述注浆装置中所述锁紧螺套包括螺杆和螺钉头，所述螺杆为圆柱形结构件，所述螺杆外侧表面设置有第二螺纹，所述螺杆的外径等于所述锁紧凹槽的直径，所述第二螺纹与所述第一螺纹相配合将所述锁紧螺帽与所述母座固定在一起，所述螺钉头为圆柱形或多边体结构件，所述螺杆底面连接在所述螺钉头上。
进一步的，所述弹性密封圈为唇形弹性密封圈，所述弹性密封圈放置在所述锁紧凹槽内。
优选的，所述弹性密封圈有至少两个。
这样若干个弹性密封圈放置在母座的锁紧凹槽内，将所述第一螺纹与所述第二螺纹相配合将所述锁紧螺帽与所述母座固定在一起，当锁紧螺套拧紧时，若干个密封圈与所述管体形成过盈配合，将管体固定在注浆孔中，并且可以避免注浆过程时漏浆现象的发生，当松开锁紧螺帽时若干个密封圈与所述管体形成间隙配合，可以抽动管体，调节管体伸入待注浆区域的深度，完成对待注浆区域由深到浅区域的注浆，形成一个良好的防水系统。
进一步的，所述注浆装置中锁紧装置还包括至少一个压板，锁锁紧凹槽每一个所述压板设置有第四贯通孔，所述第四贯通孔的直径大于等于管体的直径，管体穿过所述第四贯通孔，所述压板设置在母座和锁紧螺套之间。
优选地，压板有两个，每一个所述压板的是圆柱形片状结构件，所述压板的外径小于等于所述锁紧凹槽的直径，两个所述压板放置在所述母座的锁紧凹槽内，分别放置在若干个所述密封圈叠放成一体的顶面和底面。在叠放成一体的若干个所述密封圈的顶面和底面设置压板使得密封圈之间更加容易形成无缝隙状态，更加有利于若干个密封圈与管体形成过盈配合。进一步的，步骤2中用电钻钻穿二次注浆孔内的混凝土，然后采用水钻钻至所需的注浆最深处。
进一步的，步骤3开始之前先在二次注浆孔口上安装一个球阀，安装球阀用于预防在钻孔和安装二次注浆装置过程中出现喷涌现象的发生。
进一步的，步骤4所述的安装上述注浆装置的方法是：
步骤4a、将母座安装在二次注浆孔上或安装在连接在二次注浆孔上的球阀上。
步骤4b、将管体穿过母座、二次注浆孔之后，伸入待注浆区域。
步骤4c、将弹性密封圈和锁紧螺帽分别穿过管体，将锁紧螺帽与母座相连，拧紧锁紧螺帽。
进一步的，对于注浆装置的安装方法，可以先将管体依次穿过母座、弹性密封圈、锁紧螺帽，然后再进行连接。
进一步的，在弹性密封圈穿过管体之前，先将一个压板穿过管体或者再在弹性密封圈穿过之后再加一个压板。设置压板使得密封圈之间更加容易形成无缝隙状态，更加有利于若干个密封圈与管体形成过盈配合。
进一步的，在步骤4所述的注浆管路上可加一个球阀，可以来控制注浆流量。
进一步的，步骤5中所述的注浆泵是海纳泵。
进一步的，步骤5中所述注浆泵配备注浆压力、注浆流量计等准确计量仪表。可以在注浆过程中检测压力，流量，使得注浆过程更顺利。
进一步的，在施工过程中，同一衬砌内不同注浆孔的注浆保持对称平衡，
进一步的，隧道注浆顺序采取跳环施工。为了保证浆液分布均匀的同时，也要保证施工点对称进行，不会造成管片变形或移位。
进一步的，在注浆过程中使用的浆液采用水泥和水玻璃双浆液，通过调整配比，使得浆液凝固时间加快。
进一步的，步骤6在注浆过程中每次拔管长度要大小一致，拔管速度从待注浆深区域到浅区域逐渐增大。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的二次注浆方法通过选定合适的管片二次注浆孔位置，钻孔，径向插入管体，利用高压力将液浆注入到“富水区”中，施工过程中边拔管边进行注浆，在管片外侧形成树根状体系，对管片进行固定。进而降低承压水对管片的造成的上浮影响，形成良好的管片防水系统，达到管片渗漏水治理目的。
2、本发明二次注浆方法形成了一个深层的防水层，对承压水层区域的注浆效果非常好，直接一次性解决了盾构管片在承压水层的上浮问题，较传统反复进行全断面二次注浆更加缩短了治理时间，注浆量明显较少，能够创造更好的经济效益。
3、本发明二次注浆方法所用的注浆装置通过锁紧螺帽的松紧来固定移动管体，配置简单，方便操作。
附图说明
图1为本发明所述一种盾构管片二次注浆方法的流程图。
图2为本发明所述一种盾构管片二次注浆方法中奇数环管片拼装示意图。
图3为本发明所述一种盾构管片二次注浆方法中偶数环管片拼装示意图。
图4为本发明所述一种盾构管片二次注浆方法中跳环施工示意图。
图5为本发明所述一种盾构管片二次注浆方法中二次注浆装置施工示意图。
图6为本发明所述一种盾构管片二次注浆方法中二次注浆装置的锁紧装置横截面结构示意图。
图中标记：1-管体，2-母座，3-锁紧螺帽，4-弹性密封圈，5-压板，6-二次注浆孔，7-第一贯通孔，8-第一螺纹，9-螺杆，10-螺钉头，11-锁紧凹槽，12-第二螺纹，13-第三螺纹，14-第二贯通孔，15-第三贯通孔，16-第四贯通孔。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种盾构管片二次注浆方法，方法包括以下步骤：
步骤1、准备注浆装置，所述注浆装置包括管体1和锁紧装置；
所述锁紧装置包含母座2、至少一个弹性密封圈4和锁紧螺帽3；
所述母座2、所述弹性密封圈4和所述锁紧螺帽3分别设置有用于所述管体1穿过的第一贯通孔7、第二贯通孔14、第三贯通孔15管体管体管体管体，所述锁紧螺帽3连接在所述母座2上，所述弹性密封圈4设置在所述母座2和所述锁紧螺帽3之间，拧紧所述锁紧螺帽3时，所述弹性密封圈4与所述母座2和所述锁紧螺帽3挤压接触，所述弹性密封圈4与管体1形成过盈配合；
步骤2、选定待注浆的盾构管片的二次注浆孔6；
步骤3、钻穿二次注浆孔6内的混凝土，然后钻至所需的注浆最深处；
步骤4、安装上述注浆装置；
步骤5、将步骤3所述的注浆装置中的管体1与注浆管路接通，所述注浆管路与注浆泵相连接；
步骤6、开动注浆泵，通过松开锁紧螺帽3来向外拔管体1，边拔管边注浆，从深到浅区域，完成二次注浆。
如图1-2所示，所述注浆装置中管件1是外径25mm，壁厚3mm长度1.5m的无缝钢管。
所述母座2是圆柱形的，外径为57mm，顶端外表面有第三螺纹13，母座2的第一贯通孔7直径为26mm。母座2的底面向内设置有一个直径为42mm的锁紧凹槽11，锁紧凹槽11的深度小于母座2的高度。
所述二次注浆装置还包含两个压板，每一个压板5是一个厚10mm，外径40mm的圆形结构件，压板5的竖向第四贯通孔16直径为26mm。
每个弹性密封圈4是唇形结构件，厚8mm，外径40mm，弹性密封圈4的第二贯通孔14直径为25mm。
所述锁紧螺帽3的第三贯通孔15的直径为26mm，所述锁紧螺帽3包括螺杆9，和螺钉头10，所述螺杆9为圆柱形的，螺杆9的直径为42mm，所述螺杆9外侧表面设置有第二螺纹12，螺钉头10是圆柱形的，直径为25mm。
注浆加固采用双液浆，初凝时间控制在1min，体积收缩率小于5％。所用原材料水泥强度等级为P.O42.5级，水玻璃为35be；水灰比为1.0，可根据地层情况作适当调整。1m3浆液配比(重量比)见下表：
即1m3双液浆含0.5m3水泥浆液(水泥375kg)，水玻璃溶液0.5m3(纯水玻璃0.125m3)。
盾构管片二次注浆方法：
步骤1中选定待注浆的盾构管片的二次注浆孔的方法：
如图1所示，根据以往管片注浆孔的设置特点，每环管片共16个注浆孔，在每环管片3、9点位(钟表时间点位)上部选择6个预留注浆孔位置进行开孔压注双液浆。根据盾构掘进过程中管片拼装点位，正常情况下，若奇数环F块拼装在1点位，则偶数环F块拼装在11点位，则奇数环选择8号、10号、11号、12号、14号、15号预留孔，偶数环选择7号、9号、10号、13号、14号、15号(F块不进行压注)。步骤2中先疏通预留孔，利用电钻钻穿预留孔内的混凝土，使管片内外对穿。在疏通时应先安装球阀，以防电钻过程中发生喷涌。然后在采用水钻进行钻孔至1.5m深度，确保长管安装。
步骤3先将一个压板5、三个唇形弹性密封圈4、一个压板5按顺序放入母座2的锁紧凹槽11中，将管体1穿过所述母座2、若干个所述弹性密封圈4和所述锁紧螺帽4均设置有竖向贯通孔，管体1的一端穿过二次注浆孔6伸入待注浆区域，将锁紧螺帽3的螺杆9放入锁紧凹槽11，第二螺纹12与第一螺8纹相配合，通过使用圆形管钳夹住锁紧螺帽3的螺钉头10拧紧，将所述锁紧螺帽3与所述母座2固定在一起，同时三个唇形弹性密封圈4与管体1之间为过盈配合，形成了密闭空间，预防了注浆过程中漏浆现象的发生。然后用管钳松开锁紧螺帽的螺钉头，唇形弹性密封圈和管体之间会形成间隙配合。
步骤4、将管体与注浆管路接通，注浆管路上还包括球阀，所述注浆管路与注浆泵相连接；
步骤5、开动注浆泵，通过松开锁紧螺帽来向外拔管体，边拔管边注浆，从深到浅区域，完成二次注浆。注浆泵选用海纳泵，注浆管喷口开口孔径5mm，同一截面开口数量不少于4个。注浆泵配备注浆压力、注浆流量计等准确计量仪表，注浆孔口设置防喷装置，注浆管及输浆管路应定期进行清洗，以防止堵塞。
注浆加固工序应标明注浆孔位、注浆顺序、注浆时机，满足多点、少量、均匀的原则，确保浆液分布均匀，采用跳环施工，如图2所示。在注浆施工的同时对隧道的轴线、管片的变形进行严密及时监测，一旦发现位移或变形接近或达到报警值，立即停止注浆，以防止注浆对隧道产生不利影响。
1)同一衬砌内不同注浆孔的注浆应注意保持对称平衡。
2)隧道纵向注浆顺序采取跳环施工，具体示意如附图2所示。
3)每环注浆顺序为至下而上，B块—L块。
利用隧道管片标准块及邻接块上原有壁后注浆孔，打开孔端堵头螺丝，安装外接头、球阀，连接注浆泵，注入配制好的双液浆。通过浆液在土体中起到充填、挤密、固结等作用形成一道防水层。
施工参数:
(1)注浆压力
对于隧道所处地层主要为黏土的情况时，打管注浆过程中应加强对注浆压力的控制，注浆压力应不大于0.5MPa。
(2)注浆流量
注浆流量宜控制水泥浆浆液流量在15L/min。
(3)各孔注浆量及拔管速度
单孔注浆量每次为2.8m3，根据监测情况，适当调整。当监测变化量大于2mm时，应暂停当前孔的注浆，待沉降稳定后继续补注该孔剩余浆量，直至完成该孔全部设计注浆量。当该孔注浆确有困难需要调整注浆量时，应在该孔相邻孔位补足注浆量。注浆过程中拔管要均匀，严格控制拔管速度，边拔边注,每次拔管长度为50cm，拔管速度一般从外到内逐渐加快。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种盾构管片二次注浆方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、准备注浆装置，所述注浆装置包括管体(1)和锁紧装置；
所述锁紧装置包含母座(2)、至少一个弹性密封圈(4)和锁紧螺帽(3)；
所述母座(2)、所述弹性密封圈(4)和所述锁紧螺帽(3)分别设置有用于所述管体(1)穿过的第一贯通孔(7)、第二贯通孔(14)、第三贯通孔(15)，所述锁紧螺帽(3)连接在所述母座(2)上，所述弹性密封圈(4)设置在所述母座(2)和所述锁紧螺帽(3)之间，拧紧所述锁紧螺帽(3)时，所述弹性密封圈(4)与所述母座(2)和所述锁紧螺帽(3)挤压接触，所述弹性密封圈(4)与管体(1)形成过盈配合；
步骤2、选定待注浆盾构管片的二次注浆孔(6)；
步骤3、钻穿二次注浆孔(6)内的混凝土，然后钻至所需注浆区域的最深处；
步骤4、安装上述注浆装置；
步骤5、将步骤4安装好的注浆装置中的管体(1)与注浆管路接通，所述注浆管路与注浆泵相连接；
步骤6、开动注浆泵，通过松开锁紧螺帽(3)来向外拔管体(1)，边拔管边注浆，从深到浅区域，完成二次注浆。
2.根据权利要求1所述盾构管片二次注浆方法，其特征在于，所述第一贯通孔(7)内径大于或等于所述管体(1)的外径，所述第二贯通孔(14)内径等于所述管体(1)的外径，所述第三贯通孔(15)的内径大于或等于所述管体(1)的外径。
3.根据权利要求1所述盾构管片二次注浆方法，其特征在于，步骤3开始之前先在二次注浆孔(6)口上安装一个球阀。
4.根据权利要求1所述盾构管片二次注浆方法，其特征在于，步骤4所述的安装上述注浆装置的方法是：
步骤4a、将母座(2)安装在二次注浆孔(6)上或安装在连接在二次注浆孔(6)上的球阀上；
步骤4b、将管体(1)穿过母座(2)、二次注浆孔(6)之后，伸入待注浆区域；
步骤4c、将弹性密封圈(4)和锁紧螺帽(3)分别穿过管体，将锁紧螺帽(3)与母座(2)相连，拧紧锁紧螺帽(3)。
5.根据权利要求1所述盾构管片二次注浆方法，其特征在于，步骤5中所述的注浆泵是海纳泵。
6.根据权利要求1所述盾构管片二次注浆方法，其特征在于，在施工过程中，同一衬砌内不同二次注浆孔(6)的注浆保持对称平衡。
7.根据权利要求1所述盾构管片二次注浆方法，其特征在于，隧道注浆顺序采取跳环施工。
8.根据权利要求1所述盾构管片二次注浆方法，其特征在于，注浆过程中使用的浆液采用水泥和水玻璃双浆液。
9.根据权利要求1-8任意一项所述盾构管片二次注浆方法，其特征在于，步骤6在注浆过程中每次拔管长度要大小一致，拔管速度从待注浆深区域到浅区域逐渐增大。
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