CN115199296A - 一种盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法，将炮钉枪炮钉原理融入管片开孔作业中，利用炮钉时高压作用击穿盾构管片注浆预留开孔区域，解决了传统注浆孔钻孔作业后拔钻带来的高水压击穿风险；同时将注浆管路与炮钉管路结合，形成了集炮钉开孔‑单液注浆或双液注浆于一体的开孔‑注浆设备，形成的装置可进行多次循环利用，且每次作业安全可控，不仅提升了管片注浆开孔的效率，更保障了开孔注浆作业人员的安全，为管片壁后注浆作业提供了安全、质量保障。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道工程技术领域，具体地说是一种盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法。
背景技术
近年来，“长、大、深”越江跨海隧道得到了快速发展。我国修建的超大直径越江隧道几乎都遇到了地质条件复杂、覆土浅、高水压、盾构掘进距离长的问题，在复杂条件下进行盾构隧道施工，对隧道建设者提出了巨大挑战。
盾构管片在二次注浆过程中需对管片预留注浆孔进行开孔，方可进行管片注浆作业，受施工工艺（多接缝）、运营循环荷载、土质分布不均、隧道不均匀沉降等影响，在高水头压力作用下，盾构管片注浆开孔作业安全风险极高。在对管片预留注浆孔进行开孔作业时，往往需要钻杆打穿方可，在注浆孔打穿后拔钻时，管片外高水压等环境极易产生较高的击穿压力，对钻孔作业人员造成极大安全风险，同时喷出的地层混浆极大影响管片外观质量，且需耗费一定的人力、物力处理，降低施工工效。
开孔时钻杆极易碰到注浆孔的丝牙，破坏注浆头，导致后期密封塞失效，容易漏水；同时在高水压环境、富水砂层作业时，极易出现钻孔拔钻时大量水夹带砂持续流出或喷出，对施工人员安全及作业工效产生极大的风险，严重时危害作业人员生命安全。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法， 该方法可以实现盾构管片预留注浆孔开孔作业时无需进行钻头拔出等作业环节，提升管片注浆开孔的作业效率，极大保障盾构注浆开孔作业时人员的生命安全，降低管片外高水压开孔作业时的安全风险。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术手段：
一种盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法，基于一套装置，装置包括：注浆头连接管，其一端与预埋在管片中的注浆头连接；连接一体管，其一端与所述注浆头连接管的另一端连接；炮钉枪，其上的炮钉枪击发管的端部与所述连接一体管的另一端连接；所述连接一体管的一侧管壁通过注浆管口与注浆管连接；第一控制阀，连接在所述连接一体管上且位于所述炮钉枪与所述注浆管口之间，用于控制炮钉枪与注浆管间的开闭；第二控制阀，连接在所述注浆头连接管上，用于控制、封堵注浆孔贯穿后的地下来水；第三控制阀，连接在所述注浆管上，用于控制注浆管的启闭；压力表，设置在所述注浆头连接管上，用于当炮钉枪击穿管片预留击穿区域后对地层水压的压力波动进行监测，包括以下步骤：
S1、打磨，对管片注浆孔内预留壁厚进行打磨作业，打磨区域至指定厚度H，预留出待击穿区域；
S2、将炮钉枪与炮钉枪击发管、炮钉枪击发管与连接一体管、连接一体管与注浆头连接管、注浆头连接管与注浆头以及注浆管与连接一体管分别连接；
S3、打开第二控制阀，关闭第三控制阀，按压炮钉枪手柄，击发炮钉，炮钉在火药的高压作用下击穿管片注浆孔预留击穿区域，立即关闭注浆头连接管上的第二控制阀，卸除炮钉枪手柄及炮钉枪击发管，留作下一注浆开孔使用；
S4、关闭连接一体管上的第一控制阀，打开注浆管上的第三控制阀，注入所需的单液浆或双液浆，注入完成后，关闭注浆管上的第三控制阀；
S5、关闭所述注浆头连接管上的第一控制阀门，卸除所述连接一体管和注浆管，进行下一注浆孔的开孔、注浆作业。
所述炮钉枪上击发管的管径、连接一体管的管径以及注浆头连接管的管径相同。
所述注浆管的管壁一侧连接有注水管，用于对所述注浆管进行冲洗，所述注水管上连接有第四控制阀。
若管片注浆孔内预留壁厚在2cm围内，则省去打磨步骤S1。
所述注浆管的管壁一侧连接有注水管，用于对所述注浆管进行冲洗，所述注水管上连接有第四控制阀；
所述步骤S4中，注浆前，打开所述注水管上的第四控制阀，对注浆管及注浆头进行冲洗，完成后将注水管上的第四控制阀关闭；
注入完成后，关闭所述注浆管上的第三控制阀，打开所述注水管上的第四控制阀，对注浆管及注浆头进行冲洗。
步骤S1中，所述打磨作业使用钻机，钻机的钻杆外部套设有一套管，所述套管用于避免磨损注浆头的丝牙。
有益效果：
本发明一种用于盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法，该方法将炮钉枪炮钉原理融入管片开孔作业中，利用炮钉时高压作用击穿盾构管片注浆预留开孔区域，解决了传统注浆孔钻孔作业后拔钻带来的高水压击穿风险；同时将注浆管路与炮钉管路结合，形成了集炮钉开孔-单液注浆或双液注浆于一体的开孔-注浆设备，形成的装置可进行多次循环利用，且每次作业安全可控，不仅提升了管片注浆开孔的效率，更保障了开孔注浆作业人员的安全，为管片壁后注浆作业提供了安全、质量保障。
附图说明
图1为一种盾构管片的免拆卸式注浆开孔装置示意图，
其中，1为炮钉枪手柄；2为炮钉枪手柄与炮钉枪击发管连接内丝；3为炮钉枪击发管；4为炮钉枪击发弹簧；5为炮钉枪炮钉；6为第一控制阀；7为连接一体管；8为压力表；9为第四控制阀；10为注水管路；11为注浆管；12为第三控制阀；13为注浆头；14为管片预留前期磨损区；15为管片预留击穿区；16为管片；17为第二控制阀；18为注浆头连接管。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和实施例进行详细说明：
发明中涉及方位指示词均以地面为参考系，纵向即为垂直于地面方向，横向为水平于地面方向。“上”为管片外弧面方向，靠近地层，“下”为管片内弧面方向，远离地层。
一种盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法，基于一套装置，图1为一种用于盾构管片的免拆卸式注浆开孔装置示意图，包括：
注浆头连接管18，其一端与预埋在管片中的注浆头13连接；
连接一体管7，其一端与所述注浆头连接管18的另一端连接；
炮钉枪，其击发管的端部与所述连接一体管18的另一端连接；
所述连接一体管7的一侧管壁通过注浆管口与注浆管11连接；
第一控制阀6，连接在所述连接一体管7上且位于所述炮钉枪与所述注浆管口之间，用于控制炮钉枪与注浆管间的开闭；
第二控制阀17，连接在所述注浆头连接管18上，用于控制、封堵注浆孔贯穿后的地下来水；
第三控制阀12，连接在所述注浆管11上，用于控制注浆管的启闭；
压力表8，设置在所述注浆头连接管18上，用于当炮钉枪击穿管片预留击穿区域后对地层水压的压力波动进行监测。当检测到压力波动一般是已经打穿的情况，此时第一控制阀6、第二控制阀17是关闭的。有压力波动时，先打开注水管路10或注浆管11，再打开第二控制阀17，注入浆液。
包括以下步骤：
S1，打磨，对管片注浆孔内预留壁厚进行打磨作业，打磨区域至指定厚度H，预留出待击穿区域；
S2、将炮钉枪与炮钉枪击发管、炮钉枪击发管与连接一体管、连接一体管与注浆头连接管、注浆头连接管与注浆头以及注浆管与连接一体管分别连接；
S3、打开第二控制阀，关闭第三控制阀，按压炮钉枪手柄，击发炮钉，炮钉在火药的高压作用下击穿管片注浆孔预留击穿区域，立即关闭注浆头连接管上的第二控制阀，卸除炮钉枪手柄及炮钉枪击发管，留作下一注浆开孔使用；
S4、关闭连接一体管上的第一控制阀，打开注浆管上的第三控制阀，注入所需的单液浆或双液浆，注入完成后，关闭注浆管上的第三控制阀；
S5、关闭所述注浆头连接管上的第一控制阀门，卸除所述连接一体管和注浆管，进行下一注浆孔的开孔、注浆作业。
进一步的，所述炮钉枪击发管3的管径、连接一体管7的管径以及注浆头连接管18的管径相同。
进一步的，所述注浆管11的管壁一侧连接有注水管10，用于对所述注浆管11进行冲洗，所述注水管10上连接有第四控制阀9。
进一步的，所述步骤S4中，注浆前，打开所述注水管上的第四控制阀，对注浆管及注浆头进行冲洗，完成后将注水管上的第四控制阀关闭；
注入完成后，关闭所述注浆管上的第三控制阀，打开所述注水管上的第四控制阀，对注浆管及注浆头进行冲洗。
进一步的，步骤S1中，所述打磨作业使用钻机，钻机的钻杆外部套设有一套管，所述套管用于避免磨损注浆头的丝牙。
Claims (6)
1.一种盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法，基于一套装置，装置包括：注浆头连接管，其一端与预埋在管片中的注浆头连接；连接一体管，其一端与所述注浆头连接管的另一端连接；炮钉枪，其上的炮钉枪击发管的端部与所述连接一体管的另一端连接；所述连接一体管的一侧管壁通过注浆管口与注浆管连接；第一控制阀，连接在所述连接一体管上且位于所述炮钉枪与所述注浆管口之间，用于控制炮钉枪与注浆管间的开闭；第二控制阀，连接在所述注浆头连接管上，用于控制、封堵注浆孔贯穿后的地下来水；第三控制阀，连接在所述注浆管上，用于控制注浆管的启闭；压力表，设置在所述注浆头连接管上，用于当炮钉枪击穿管片预留击穿区域后对地层水压的压力波动进行监测，其特征在于，包括以下步骤：
S1，打磨，对管片注浆孔内预留壁厚进行打磨作业，打磨区域至指定厚度H，预留出待击穿区域；
S2、将炮钉枪与炮钉枪击发管、炮钉枪击发管与连接一体管、连接一体管与注浆头连接管、注浆头连接管与注浆头以及注浆管与连接一体管分别连接；
S3、打开第二控制阀，关闭第三控制阀，按压炮钉枪手柄，击发炮钉，炮钉在火药的高压作用下击穿管片注浆孔预留击穿区域，立即关闭注浆头连接管上的第二控制阀，卸除炮钉枪手柄及炮钉枪击发管，留作下一注浆开孔使用；
S4、关闭连接一体管上的第一控制阀，打开注浆管上的第三控制阀，注入所需的单液浆或双液浆，注入完成后，关闭注浆管上的第三控制阀；
S5、关闭所述注浆头连接管上的第一控制阀门，卸除所述连接一体管和注浆管，进行下一注浆孔的开孔、注浆作业。
2.根据权利要求1所述的盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法，其特征在于，所述炮钉枪上击发管的管径、连接一体管的管径以及注浆头连接管的管径相同。
3.根据权利要求1所述的用于盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法，其特征在于，所述注浆管的管壁一侧连接有注水管，用于对所述注浆管进行冲洗，所述注水管上连接有第四控制阀。
4.根据权利要求1所述的盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法，其特征在于，若管片注浆孔内预留壁厚在2cm围内，则省去打磨步骤S1。
5.根据权利要求1所述的盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法，其特征在于，所述注浆管的管壁一侧连接有注水管，用于对所述注浆管进行冲洗，所述注水管上连接有第四控制阀；
所述步骤S4中，注浆前，打开所述注水管上的第四控制阀，对注浆管及注浆头进行冲洗，完成后将注水管上的第四控制阀关闭；
注入完成后，关闭所述注浆管上的第三控制阀，打开所述注水管上的第四控制阀，对注浆管及注浆头进行冲洗。
6.根据权利要求1所述的盾构管片的免拆卸式注浆开孔方法，其特征在于，步骤S1中，所述打磨作业使用钻机，钻机的钻杆外部套设有一套管，所述套管用于避免磨损注浆头的丝牙。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117108310A (zh) * | 2023-08-17 | 2023-11-24 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 后退式连续超前注浆装置及其使用方法 |
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2022
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| CN117108310B (zh) * | 2023-08-17 | 2024-05-07 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 后退式连续超前注浆装置及其使用方法 |
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