富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构，包括：盾构开挖通道，盾构开挖通道布设于富水扰动敏感性地层中，且延伸至与富水扰动敏感性地层相连的相邻地层中。盾构开挖通道内喷注成型有第一注浆双环道和第二注浆双环道，第一注浆双环道位于富水扰动敏感性地层中，第二注浆双环道由富水扰动敏感性地层延伸至相邻地层中。第一注浆双环道和第二注浆双环道均为由材料不同的内环道和外环道构成的双环道结构，以使在前施工的外环道外壁紧贴盾构开挖通道的内壁以封堵富水扰动敏感性地层和相邻地层中的渗流通道，防止在后施工的内环道受地层内地下水的影响，第一注浆双环道和第二注浆双环道还用于配合支承盾构开挖通道。

【技术实现步骤摘要】
富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构
本技术涉及盾构隧道领域，特别地，涉及一种富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构。
技术介绍
随着我国城市化建设发展的不断深入，地下空间开发与建设受到前所未有的关注和重视，交通轨道与市政管廊的隧道设计及建设里程不断刷新记录，且未来将继续保持高速的发展态势。而作为城市地下空间开发建设的利器神剑-盾构技术，在我国的应用和创新一直保持前进发展的步伐，但是，受建设发展速度和地下环境复杂性影响，仍有诸多工程难题未能得到有效解决，严重制约盾构技术在我国城市化建设中的积极作用，城市复杂环境下富水扰动敏感性地层的盾构施工扰动控制就是其中最为突出的一个难题。富水扰动敏感性地层存在的主要工程问题有：①敏感性地层的级配较差，地层具有一定结构性，对扰动的敏感响应性较强，在盾构等地下工程活动施工扰动后，其稳定状态破坏失稳，较难恢复，容易发生土层颗粒间的大变形运移；②富水地层在盾构施工中，土水压力变化较大，特别是水环境变化较大，渗流性强，传统的盾构水泥注浆体极易被富水地层稀释掉，跑浆问题难以避免。目前，解决富水扰动敏感性地层工程问题还没有有效的方式，多采取水泥浆配方的改善及多次注浆方法实现施工目的，但是从应用效果来看，依然存在较大问题：①水泥浆的早期粘性较差，流动性强，保水性差，且在现有水泥材料和技术下难以达到粘性、流动及保水有机统一的流塑态；②水泥浆在盾尾注入以后，不能短时间内形成塑性注浆体，起不到对地层的有力支撑，且对开挖期盾体部分的开挖间隙未及时填充也是导致工程问题的主要原因，共同引发的盾构施工扰动地表大量沉降变形及盾尾渗水问题依然突出。
技术实现思路
本技术提供了一种富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构，以解决传统的富水扰动敏感性地层开挖过程中存在的水泥注浆体极易被富水地层稀释、跑浆问题严重、盾构施工扰动地表大量沉降变形及盾尾渗水问题突出的技术问题。本技术采用的技术方案如下：一种富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构，包括：沿隧道或管廊延伸方向设置的盾构开挖通道，盾构开挖通道布设于富水扰动敏感性地层中，且由富水扰动敏感性地层延伸至与富水扰动敏感性地层相连的相邻地层中；盾构开挖通道内喷注成型有沿盾构开挖通道的长度方向延伸的第一注浆双环道和第二注浆双环道，第一注浆双环道位于富水扰动敏感性地层中，第二注浆双环道与第一注浆双环道的端部连通且由富水扰动敏感性地层延伸至相邻地层中；第一注浆双环道和第二注浆双环道均为由材料不同的内环道和外环道构成的双环道结构，以使在前施工的外环道外壁紧贴盾构开挖通道的内壁以封堵富水扰动敏感性地层和相邻地层中的渗流通道，防止在后施工的内环道受地层中地下水的影响，第一注浆双环道和第二注浆双环道还用于配合支承盾构开挖通道。进一步地，第一注浆双环道包括用于形成外环道的盾体标准外环及用于形成内环道的水泥标准内环，盾体标准外环和水泥标准内环均呈空心轴筒状；盾体标准外环的外壁面与盾构开挖通道的内壁面紧贴且部分渗入盾构开挖通道的内壁面中；水泥标准内环同轴设置于盾体标准外环内，且水泥标准内环的外壁面与盾体标准外环的内壁面紧贴。进一步地，盾体标准外环和水泥标准内环均为沿长度方向截面厚度不变的等截面空心轴筒。进一步地，盾体标准外环的外径等于盾构开挖通道的内径，盾体标准外环的内径等于盾构机前盾的外壳的外径；水泥标准内环的外径等于盾构机前盾的外壳的外径，水泥标准内环的内径等于盾构机的盾尾管片的外径。进一步地，第一注浆双环道由沿盾构开挖通道长度方向依次设置且相连的多环第一注浆双环道连接形成，且每环第一注浆双环道的长度等于盾构机的盾尾管片的长度。进一步地，第二注浆双环道包括用于形成外环道的盾体封外环及用于形成内环道的水泥封内环，盾体封外环和水泥封内环均呈空心轴筒状；盾体封外环的外壁面与盾构开挖通道的内壁面紧贴且部分渗入盾构开挖通道的内壁面中；水泥封内环同轴设置于盾体封外环内，且水泥封内环的外壁面与盾体封外环的内壁面紧贴。进一步地，盾体封外环的外壁面为沿其长度方向外径尺寸不变的等径壁面，盾体封外环的内壁面为沿其长度方向内径尺寸逐阶减小的内台阶面；水泥封内环的内壁面为沿其长度方向内径尺寸不变的等径壁面，水泥封内环的外壁面为沿其长度方向外径尺寸逐阶增大的外台阶面，且外台阶面与内台阶面配合设置，以使水泥封内环的外壁面与盾体封外环的内壁面两者呈咬齿形结合。进一步地，盾体封外环外壁面的外径等于盾构开挖通道的内径；盾体封外环的内台阶面包括沿其延伸方向依次设置的第一内台阶面、第二内台阶面和第三内台阶面；第一内台阶面的内径等于盾构机后盾的外壳的外径，且第一内台阶面的长度等于后盾的长度；第二内台阶面的内径等于盾构机中盾的外壳的外径，且第二内台阶面的长度等于中盾的长度；第三内台阶面的内径等于盾构机前盾的外壳的外径，且第三内台阶面的长度等于前盾的长度。进一步地，水泥封内环内壁面的内径等于盾构机的盾尾管片的外径；水泥封内环的外台阶面包括沿其延伸方向依次设置的第一外台阶面、第二外台阶面和第三外台阶面；第一外台阶面与第一内台阶面配合设置，且第一外台阶面的长度等于第一内台阶面的长度；第二外台阶面与第二内台阶面配合设置，且第二外台阶面的长度等于第二内台阶面的长度；第三外台阶面与第三内台阶面配合设置，且第三外台阶面的长度等于第三内台阶面的长度。进一步地，盾体标准外环和盾体封外环均由衡盾泥粉料和稀释溶液拌合喷压形成；水泥标准内环和水泥封内环均由水泥粉料和水玻璃拌合喷压形成。本技术具有以下有益效果：本技术中，针对富水扰动敏感性地层盾构施工难题，提出了一种富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构，该结构中，位于富水扰动敏感性地层中的第一注浆双环道为由材料不同的内环道和外环道构成的双环道结构，外环道用于在喷注成型过程中部分渗透入盾构开挖通道的内壁内且喷注成型后外壁面紧贴盾构开挖通道的内壁面，以在盾构开挖通道的内壁面上形成泥膜，进而封堵富水扰动敏感性地层内的渗流通道，防止富水扰动敏感性地层内的地下水向隧道或管廊内部及盾构机内渗流，同时也减少后续内环道喷注成型过程中向富水土层中渗透，进而防止喷注的内环道被地下水稀释，且第一注浆双环道还用于支承盾构开挖通道，有效控制富水扰动敏感性地层内隧道或管廊拱顶变形；同样的，位于富水扰动敏感性地层中的第二注浆双环道还由富水扰动敏感性地层穿过界面后延伸至相邻地层中，避免不同界面处渗流涌水造成的盾构施工安全事故，且第二注浆双环道也为由材料不同的内环道和外环道构成的双环道结构，外环道用于在喷注成型过程中部分渗透入盾构开挖通道的内壁内且喷注成型后外壁面紧贴盾构开挖通道的内壁面，以在盾构开挖通道的内壁面上形成泥膜，进而封堵富水扰动敏感性地层和相邻地层内的渗流通道，防止富水扰动敏感性地层和相邻地层内的地下水向隧道或管廊内部及盾构机内渗流，同时也减少后续内环道喷注成型过程中向富水土层中渗透，进而防止喷注的内环道被地下水稀释，且第二注浆双环道还用于支承盾构开挖通道，有效控制富水扰动敏感性地层和相邻地层内隧道或管廊拱顶变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构，其特征在于，包括：/n沿隧道或管廊延伸方向设置的盾构开挖通道(10)，所述盾构开挖通道(10)布设于富水扰动敏感性地层中，且由所述富水扰动敏感性地层延伸至与所述富水扰动敏感性地层相连的相邻地层中；/n所述盾构开挖通道(10)内喷注成型有沿所述盾构开挖通道(10)的长度方向延伸的第一注浆双环道(40)和第二注浆双环道(50)，所述第一注浆双环道(40)位于所述富水扰动敏感性地层中，所述第二注浆双环道(50)与所述第一注浆双环道(40)的端部连通且由所述富水扰动敏感性地层延伸至所述相邻地层中；/n所述第一注浆双环道(40)和所述第二注浆双环道(50)均为由材料不同的内环道和外环道构成的双环道结构，以使在前施工的所述外环道外壁紧贴所述盾构开挖通道(10)的内壁以封堵所述富水扰动敏感性地层和所述相邻地层中的渗流通道，防止在后施工的所述内环道受地层中地下水的影响，所述第一注浆双环道(40)和所述第二注浆双环道(50)还用于配合支承所述盾构开挖通道(10)。/n

【技术特征摘要】
1.一种富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构，其特征在于，包括：
沿隧道或管廊延伸方向设置的盾构开挖通道(10)，所述盾构开挖通道(10)布设于富水扰动敏感性地层中，且由所述富水扰动敏感性地层延伸至与所述富水扰动敏感性地层相连的相邻地层中；
所述盾构开挖通道(10)内喷注成型有沿所述盾构开挖通道(10)的长度方向延伸的第一注浆双环道(40)和第二注浆双环道(50)，所述第一注浆双环道(40)位于所述富水扰动敏感性地层中，所述第二注浆双环道(50)与所述第一注浆双环道(40)的端部连通且由所述富水扰动敏感性地层延伸至所述相邻地层中；
所述第一注浆双环道(40)和所述第二注浆双环道(50)均为由材料不同的内环道和外环道构成的双环道结构，以使在前施工的所述外环道外壁紧贴所述盾构开挖通道(10)的内壁以封堵所述富水扰动敏感性地层和所述相邻地层中的渗流通道，防止在后施工的所述内环道受地层中地下水的影响，所述第一注浆双环道(40)和所述第二注浆双环道(50)还用于配合支承所述盾构开挖通道(10)。


2.根据权利要求1所述的富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构，其特征在于，
所述第一注浆双环道(40)包括用于形成外环道的盾体标准外环(41)及用于形成内环道的水泥标准内环(42)，所述盾体标准外环(41)和所述水泥标准内环(42)均呈空心轴筒状；
所述盾体标准外环(41)的外壁面与所述盾构开挖通道(10)的内壁面紧贴且部分渗入所述盾构开挖通道(10)的内壁面中；
所述水泥标准内环(42)同轴设置于所述盾体标准外环(41)内，且所述水泥标准内环(42)的外壁面与所述盾体标准外环(41)的内壁面紧贴。


3.根据权利要求2所述的富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构，其特征在于，
所述盾体标准外环(41)和所述水泥标准内环(42)均为沿长度方向截面厚度不变的等截面空心轴筒。


4.根据权利要求3所述的富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构，其特征在于，
所述盾体标准外环(41)的外径等于所述盾构开挖通道(10)的内径，所述盾体标准外环(41)的内径等于盾构机(60)前盾(61)的外壳的外径；
所述水泥标准内环(42)的外径等于所述盾构机(60)前盾(61)的外壳的外径，所述水泥标准内环(42)的内径等于所述盾构机(60)的盾尾管片(64)的外径。


5.根据权利要求2所述的富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构，其特征在于，
所述第一注浆双环道(40)由沿所述盾构开挖通道(10)长度方向依次设置且相连的多环第一注浆双环道(40)连接形成，且每环所述第一注浆双环道(40)的长度等于盾构机(60)的盾尾管片(64)的长度。


6.根据权利要求2所述的富水扰动敏感性地层盾构开挖注浆结构，其特征在于，
所述第二注浆双环道(50)包括用于形成外环道的盾体封外环(51)及用于形成内环道的水泥封内环(52)，所述盾体封外环(51)和所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖洪波，杨果林，吕涛，张沛然，李森阔，戴志浩，陈亚军，
申请(专利权)人：中建五局土木工程有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43