CN112647972A - 一种盾构隧道管片定向方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于盾构隧道支护的技术领域，具体涉及一种盾构隧道管片定向方法，通过注浆管将注浆袋穿过管片的任意一个或者多个注浆孔，并伸入隧道的内壁与管片之间的间隙，通过注浆管向注浆袋注入双液浆，使注浆袋胀起，对管片进行定向支撑；同时，通过管片上剩余注浆孔的任意一个或者多个注浆孔进行水泥浆注入，以填充管片与隧道之间的间隙，对管片进行固定；利用注浆管和注浆袋对管片和隧道的内壁之间注入双液浆，双液浆在注浆袋内快速凝固支撑，利用注浆袋使浆液定向凝固，能够使管片和隧道的内壁具有较高的稳定性，有效地防止管片上浮、下沉及左右摆动。
Description
技术领域
本发明属于盾构隧道支护的技术领域，具体涉及一种盾构隧道管片定向方法。
背景技术
传统的管片定向工艺解决方式有盾构压低姿态推进、管片外注双液浆的环箍、多次补充双液浆注浆等。盾构压低姿态管片浮动的累计数据没有发生根本性改变，管片错台与破损在所难免；管片外注双液浆的环箍双液浆初凝时间短，为了避免浆液固结盾尾和盾尾刷，一般在盾尾脱出管片第五环以上才可以注入，效果并不明显。
小半径曲线盾构施工时，管片出盾尾后可能会发生隧道向曲线外侧位移，因此轴线控制难度较大。管片向外侧扭曲挤压地层，使地层和管片结构均受到复杂的影响，极易造成盾构与管片之间的卡壳及管片碎裂现象发生。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种能够在施工过程中对管片进行定向的定向结构，本申请设计了一种盾构隧道管片定向方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种盾构隧道管片定向方法，以对管片进行定向固定，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，将多个所述管片铺设于隧道的内壁，对隧道形成支护；其中，所述管片上具有多个注浆孔。
步骤S2，通过注浆管将注浆袋穿过所述管片的任意一个或者多个所述注浆孔，并伸入隧道的内壁与所述管片之间的间隙，通过所述注浆管向所述注浆袋注入双液浆，使所述注浆袋胀起并凝固，对所述管片进行定向支撑；
步骤S3，注浆管滞留在注浆孔内，对注浆孔进行封闭。
同时，通过所述管片上剩余所述注浆孔的任意一个或者多个注浆孔进行水泥浆注入，以填充管片与隧道之间除注浆袋之外的间隙，对所述管片进行固定。
如上所述的盾构隧道管片定向方法，优选，在所述步骤S1中，选择盾构机脱出盾尾的第二环管片进行注浆。
如上所述的盾构隧道管片定向方法，优选，多个所述注浆孔阵列分布在所述管片上，其中，所述注浆孔为盲孔，注浆前穿透预选位置的所述注浆孔，以进行双液浆或水泥浆的注入。
如上所述的盾构隧道管片定向方法，优选，所述双液浆包括水泥浆和水玻璃浆，其中，水泥浆和水玻璃浆的比例为1:1。
如上所述的盾构隧道管片定向方法，优选，所述注浆袋为弹性囊状体，且所述注浆管连通所述注浆袋，以向所述注浆袋内注入双液浆。
如上所述的盾构隧道管片定向方法，优选，所述注浆袋通过热熔或者胶黏的方式连接在所述注浆管端部。
如上所述的盾构隧道管片定向方法，优选，所述注浆管外壁设有止浆垫圈，以对所述注浆管外壁与所述注浆孔内壁之间进行密封。
如上所述的盾构隧道管片定向方法，优选，所述注浆管外壁设有止浆板，所述止浆板设置于所述止浆垫圈远离所述注浆袋的一侧，以对所述止浆垫圈进行限位。
如上所述的盾构隧道管片定向方法，优选，所述止浆板为锥形结构，其底面指向所述止浆垫圈。
如上所述的盾构隧道管片定向方法，优选，在用于进行水泥浆注入的所述注浆孔内设置螺堵，以对注浆后管片与隧道之间除注浆袋之外的所述间隙进行密封。
有益效果：本申请与传统的注浆方式相比，可在管片脱出盾尾后立即实施，消除了管片可能上浮、下沉、左右摆动的问题，利用隧道的内壁的约束力控制管片，能够有计划的控制已成型管片的方向。
通过注浆袋内的双液浆让管片和隧道的内壁很快形成一个整体，利用隧道的内壁的约束力来有效控制管片方向；注浆袋注入双液浆后可快速在管片与围岩土之间形成结块，在同步注浆的水泥浆未凝固之前，注浆袋内双液浆凝固的结块镶嵌在管片和围岩土之间，控制了管片浮动方向。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明所提供具体实施例中管片的结构示意图；
图2为本发明所提供具体实施例中注浆袋内部注入双液浆后的结构示意图；
图3为本发明所提供具体实施例中注浆管与注浆袋的结构示意图。
图例说明：1、管片；2、注浆孔；3、螺堵；4、注浆袋；5、注浆管；6、止浆垫圈；7、止浆板；8、水泥浆；9、隧道。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1-3所示，一种盾构隧道管片定向方法，以对管片1进行定向固定，方法包括如下步骤：
步骤S1，将多个管片1铺设于隧道9内壁，对隧道9形成支护；其中，管片1上具有多个注浆孔2。
步骤S2，通过注浆管5将注浆袋4穿过管片1的任意一个或者多个注浆孔2，并伸入隧道9的内壁与管片1之间的间隙，通过注浆管5向注浆袋4注入双液浆，使注浆袋4胀起，对管片1进行定向支撑；
步骤S3，注浆管滞留在注浆孔内，对注浆孔进行封闭。。
同时，通过管片1上剩余注浆孔2中的任意一个或者多个注浆孔2进行水泥浆8注入，以填充管片1与隧道9之间除注浆袋4之外的间隙，对管片1进行固定。
双液浆凝固速度较快，注浆袋4注入双液浆后可快速在管片1与隧道9的内壁之间形成结块，以对管片1和隧道9的内壁形成定向支撑，使管片1和隧道9的内壁相对稳定，以控制了管片1浮动方向，消除了管片1可能上浮、下沉、左右摆动的问题。
同步将水泥浆8注入管片1与隧道9的内壁之间的注浆袋4外部的间隙内，水泥浆8凝固后以对管片1和隧道9的内壁形成固定，使管片1和隧道9的内壁形成一个整体。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。
本申请还具有如下可选实施方式，在步骤S1中，选择脱出盾构机盾尾的第二环管片进行注浆，以在管片1上浮等变化前进行控制，从而消除管片1上浮、下沉、左右摆动的问题。
本申请还具有如下可选实施方式，多个注浆孔2阵列分布在管片1上，其中，注浆孔2为盲孔，注浆前穿透或者凿穿预选位置的注浆孔2，以进行双液浆或水泥浆8的注入。
本申请还具有如下可选实施方式，双液浆包括水泥浆和水玻璃浆，其中，水泥浆和水玻璃浆的比例为1:1。
在进行注浆时，采用搅拌设备对水泥浆和水玻璃浆进行搅拌配制，将配制好的水泥浆和水玻璃浆对应注入注浆孔2内；具体，将配制好的水泥浆和水玻璃浆分别通过注浆泵进行注入，其中，进行双液浆注入时，水泥浆和水玻璃浆所对应的出浆管通过三通阀以相同压强注入水泥浆和水玻璃浆，注浆过程中，水泥浆或者水玻璃浆对应的管道上对应设有止逆阀，避免水泥浆或者水玻璃浆回流。
其中，双液浆凝固时间随水玻璃的模数与浓度、水泥浆浓度、水玻璃与水泥浆的体积比及温度等因素的变化而变化。水泥浆的水灰比为 1：1～1.5∶1(重量比)；水玻璃浆中水与水玻璃的比例为1：1（水玻璃浓度为35 Be’）；在该比例下双液浆的凝固时间为40秒左右，能够及时对管片1进行定向，保证管片1的稳定性。由于在施工中注浆袋4在管片1与隧道9的内壁的土体进行接触，注浆袋4即使爆开，双液浆也能达到初凝效果。
在本实施例中，可进一步根据不同地质盾构掘进速度调整浆液配比，使其与盾构掘进速度相匹配，保证在盾构机掘进一环时间内完成注浆，双液浆注浆压力控制在0.2~0.3MPa。在施工中要根据现场情况估算注浆时间来确定施工配合比，以保证双液浆在注浆袋4满后凝结，避免因为凝结时间问题造成注浆通路堵塞。
本申请还具有如下可选实施方式，注浆袋4为弹性囊状体，且注浆管5连通注浆袋4，以向注浆袋4内注入双液浆。利用注浆袋4的包裹特性，注浆袋4为弹性囊状体，随着双液浆的注入，能够在管片1和隧道9的内壁之间发生形变，以贴合管片1外壁和隧道9的内壁，提高对管片1和隧道9的内壁的支撑稳定性。
在本实施例中，注浆袋4为橡胶材质。橡胶材质具有较大的延展性，随着双液浆自注浆管5注入，注浆袋4发生膨胀，通过膨胀增加与管片1外壁和隧道9的内壁的接触面积，以提高稳定性；同时，常规状态下注浆袋4为缩聚状态，便于随注浆管5穿过注浆孔2。
本申请还具有如下可选实施方式，注浆袋4通过热熔或者胶黏的方式连接在注浆管5端部，以对注浆袋4和注浆管5进行固定连接，使二者形成一个整体，使用时通过注浆管5穿过注浆孔2将注浆袋4伸入注浆孔2即可进行注浆，结构简单，便于操作。
本申请还具有如下可选实施方式，注浆管5外壁设有止浆垫圈6，以对注浆管5外壁与注浆孔2内壁之间进行密封。通过弹性橡胶的止浆垫圈6进行密封，避免管片1与隧道9的内壁之间的水泥浆8不被地下水流冲散、稀释，从而填充管片1与隧道的内部（围岩土）间隙使管片1与围岩土形成整体，过程中无需刀盘切削提高了隧道安全性。
注浆管5外壁设有止浆板7，止浆板7设置于止浆垫圈6远离注浆袋4的一侧，以对止浆垫圈6进行限位。保证进行水泥浆注浆过程中，水泥浆8不会自注浆管5外壁与注浆孔2内壁之间渗出，保证注浆管5与注浆孔2内壁之间的密封性。
在本申请的另一实施例中，注浆管5外壁设有止浆板7，止浆板7设置于止浆垫圈6远离注浆袋4的一侧，以对止浆垫圈6进行限位。止浆垫圈6通过止浆板7进行限位，以保证止浆垫圈6不会因间隙内注浆压力而脱落。
在本实施例中，止浆板7为锥形结构，其较大端（底面）指向止浆垫圈6。止浆垫圈6因注浆压力向下移动后，利用止浆板7的锥形的底面对止浆垫圈6进行限位，能够保证止浆垫圈6受力均衡，不会因注浆压力而发生形变。
更进一步，止浆垫圈6为橡胶材质，止浆垫圈6有多个；优选止浆垫圈6为2个。
更进一步，止浆板7与注浆管5一体成型，提高止浆板7的稳定性，以保证止浆板7对止浆垫圈6的稳定效果。其中止浆板7数量可以为多个，优选止浆板7为2个，注浆管5可以为pvc材料，其直径为4cm。
更进一步，使用完毕后，注浆管5可滞留在注浆孔2内，对注浆孔2进行封闭。
本申请还具有的如下可选实施方式，在用于进行水泥浆注入的注浆孔2内设置螺堵3，以对注浆后的间隙进行密封。通过螺堵3对注入水泥浆8后的注浆孔2进行密封，避免水泥浆8自注浆孔2回流，降低管片1外壁和隧道9的内壁间隙的空鼓率。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。
综上所述，本发明提供了一种盾构隧道管片定向方法，利用注浆管5和注浆袋4对管片1和隧道9的内壁之间注入双液浆，双液浆在注浆袋4内进行快速凝固支撑，利用注浆袋4使双液浆定向凝固，能够使管片1和隧道9的内壁具有较高的稳定性，有效地防止管片1上浮、下沉及左右摆动。与传统的注浆控制方式相比，本申请可在管片1脱出盾尾后立即实施，有计划的控制已成型管片1方向，提前消除管片1可能上浮、下沉、左右摆动的隐患。而后通过其余注浆孔2对间隙进行注水泥浆8，将间隙内除注浆袋4之外的空间注满水泥浆8，保证注浆后管片1的稳定性。
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、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种盾构隧道管片定向方法，以对管片进行定向固定，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，将多个所述管片铺设于隧道的内壁，对隧道形成支护；其中，所述管片上具有多个注浆孔；
步骤S2，通过注浆管将注浆袋穿过所述管片的任意一个或者多个所述注浆孔，并伸入隧道的内壁与所述管片之间的间隙，通过所述注浆管向所述注浆袋注入双液浆，使所述注浆袋胀起并凝固，对所述管片进行定向支撑；
同时，通过所述管片上剩余所述注浆孔的任意一个或者多个注浆孔进行水泥浆注入，以填充管片与隧道之间除注浆袋之外的间隙，对所述管片进行固定；
步骤S3，注浆管滞留在注浆孔内，对注浆孔进行封闭。
2.根据权利要求1所述的盾构隧道管片定向方法，其特征在于，在所述步骤S1中，选择盾构机脱出盾尾的第二环管片进行注浆。
3.根据权利要求1所述的盾构隧道管片定向方法，其特征在于，多个所述注浆孔阵列分布在所述管片上，其中，所述注浆孔为盲孔，注浆前穿透预选位置的所述注浆孔，以进行双液浆或水泥浆的注入。
4.根据权利要求1所述的盾构隧道管片定向方法，其特征在于，所述双液浆包括水泥浆和水玻璃浆，其中，水泥浆和水玻璃浆的比例为1:1。
5.根据权利要求1所述的盾构隧道管片定向方法，其特征在于，所述注浆袋为弹性囊状体，且所述注浆管连通所述注浆袋，以向所述注浆袋内注入双液浆。
6.根据权利要求5所述的盾构隧道管片定向方法，其特征在于，所述注浆袋通过热熔或者胶黏的方式连接在所述注浆管端部。
7.根据权利要求1所述的盾构隧道管片定向方法，其特征在于，所述注浆管外壁设有止浆垫圈，以对所述注浆管外壁与所述注浆孔内壁之间进行密封。
8.根据权利要求7所述的盾构隧道管片定向方法，其特征在于，所述注浆管外壁设有止浆板，所述止浆板设置于所述止浆垫圈远离所述注浆袋的一侧，以对所述止浆垫圈进行限位。
9.根据权利要求8所述的盾构隧道管片定向方法，其特征在于，所述止浆板为锥形结构，其底面指向所述止浆垫圈。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的盾构隧道管片定向方法，其特征在于，在用于进行水泥浆注入的所述注浆孔内设置螺堵，以对注浆后管片与隧道之间除注浆袋之外的所述间隙进行密封。
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