一种用于深埋大断面隧道精细控制变形注浆工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种用于深埋大断面隧道精细控制变形注浆工艺，包括以下施工步骤：(1)采集深埋大断面隧道的工程参数，并建模模拟，确定暗挖施工的施工参数；(2)运行计算程序，确定暗挖施工进程的注浆情况；(3)配制注浆浆料；(4)暗挖施工，注浆，实时监测和调整；(5)待暗挖施工完成且浆料凝固后，对注浆效果进行检测。本发明专利技术解决了现有暗挖超前加固方法无法适用于深埋大断面的工况下易发生土体变形和隧道变形等问题，能够实现精细控制变形的良好效果。能够实现精细控制变形的良好效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于深埋大断面隧道精细控制变形注浆工艺


[0001]本专利技术涉及地下工程的施工
，具体地，涉及一种用于深埋大断面隧道精细控制变形注浆工艺。

技术介绍

[0002]轨道交通快速发展。受地形特征和轨道交通所需地势的限制，轨道交通在设计时就设计了较多的隧道；然而轨道交通工程的特点是工期短、质量标准高、对市政设施和居民生活的影响大。即在隧道施工过程中，不仅要在暗挖时产生的扰动小，而且施工速度要快。
[0003]目前对隧道的挖掘方法有全断面法、台阶法、中隔壁法、交叉中壁法、双侧壁导坑法等。全断面法的施工特点是充分使用机械、减少人力、开挖依次成型，适用于断面较小且对挖掘时产生的震动要求不严的暗挖作业中。台阶法适用于断面较大、岩石结构较软或破碎的隧道的施工，但其围岩较差、工序复杂。中隔壁法、交叉中壁法、双侧壁导坑法，存在临时支撑多、不经济，施工操作不便，降低施工自由度，拆除临时支撑有受力体系转换风险，导致一次拆撑距离受限等问题。
[0004]大断面隧道工程日益增加。对于轨道交通中的大断面隧道来说，以上方法都不能较好的适用，很难符合扰动小、施工快，且适用于大断面隧道的施工作业。
[0005]暗挖施工作为地下工程非开挖施工的一种，其对交通繁忙、人口密度、地面建筑物众多、地下建筑物和管线复杂的市区来说非常重要。其施工特点是不影响穿越段地面的交通及穿越土层中的管线，且施工过程中震动小、施工快，但是施工中对于土体的变形必须严格控制。
[0006]传统土体变形控制措施采用同步注浆的方式，但对复杂地层无法做到严格控制，且对于已形成沉降大的顶进断面尚无明确控制及弥补的措施。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种用于深埋大断面隧道精细控制变形注浆工艺。本专利技术解决了现有暗挖注浆加固无法适用于深埋大断面的工况下易发生土体变形和隧道变形等问题，能够实现精细控制变形的良好效果。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于深埋大断面隧道精细控制变形注浆工艺，包括以下施工步骤：
[0009](1)采集深埋大断面隧道的工程参数，并建模模拟，确定隧道的地质特性、稳定状态及其本构模型，施加不同荷载和添加临界值，定义隧道地质变形量的安全临界值，由此确定暗挖施工进程的施工参数；
[0010](2)运行计算程序，输入所述施工参数，对所述建模进行计算分析，以隧道地质的稳定状态为基准，确定暗挖施工进程的注浆情况，以精细控制隧道地质的变形；
[0011](3)根据注浆情况，选择合适的原料组分，配制满足控制变形要求的注浆浆料；
[0012](4)按照所述施工参数进行暗挖施工，并通过多个压力注浆装置同时向安装好的
隧道初支结构和地质之间注入所述注浆浆料，注浆过程中进行实时监测和调整，以确定是否达到步骤(2)中确定的注浆情况；
[0013](5)待暗挖作业和注浆完成且浆料凝固后，对注浆效果进行检测，以判断最终是否满足精细控制变形的效果。
[0014]优选的，在所述步骤(1)中，所述工程参数包括深埋大断面隧道的工程地质条件和水文地质条件；所述施工参数包括深埋大断面的隧道地质内部压力以及暗挖地层应力释放。
[0015]在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(2)中，所述注浆情况包括注浆压力、注浆量、注浆厚度以及浆料凝固强度；以隧道地质的稳定状态为基准是指注浆后隧道地质的变形量满足设计要求，更甚至于注浆后隧道地质情况强于理论的稳定状态。
[0016]在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(3)中，所述注浆浆料包括以下重量份的组分：火山灰水泥30
‑
40、双快水泥30
‑
35、机制砂25
‑
30、泡花碱15
‑
18、三氧化二铝粉8
‑
12、二乙基丙二胺5
‑
10、羟丙甲纤维素10
‑
20、腐胺3
‑
5、格兰汉姆盐2
‑
3、萘磺酸盐甲醛缩合物1
‑
2、聚丙烯酰胺1
‑
3、硫酸钾3
‑
5。
[0017]在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(4)中，注浆过程中根据步骤(2)确定的注浆情况实时监测和调整注浆压力、注浆量和注浆厚度，并实时监测隧道地质的变形情况；监测和调整注浆厚度的具体操作为：
[0018]a.施工前通过超声波传感器发射超声波，利用检测装置检测得到超声波分别在空气中、隧道初支结构内、注浆浆料内和隧道地质内的传播速度值；
[0019]b.注浆过程中，将超声波传感器设置在隧道初支结构处，沿隧道径向向上发射超声波，超声波会依次到达隧道初支结构、注浆浆料和隧道地质，实时记录超声波的传播速度值，当出现传播速度值与其在注浆浆料内的传播速度值相对应时，视为超声波开始到达注浆浆料，之后当出现传播速度值与其在注浆浆料内的传播速度值不相对应时，视为超声波离开注浆浆料；
[0020]c.记录超声波开始到达注浆浆料和离开注浆浆料的时间间隔，将该时间间隔与超声波在注浆浆料内的传播速度值相乘，得到超声波经过注浆浆料的路程值，该值即为注浆浆料的厚度；
[0021]d.将步骤c得到的注浆浆料的厚度与步骤(2)中确定的注浆厚度进行比较，以实时进行调整。
[0022]在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(5)中，对注浆效果进行检测包括对浆料凝固后的内部空洞情况和凝固强度进行检测，以判断最终是否满足精细控制变形的效果。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]1.本专利技术解决了现有暗挖超前加固注浆方法无法适用于深埋大断面的工况下易发生土体变形和隧道变形等问题，能够实现精细控制变形的良好效果。
[0025]2.本专利技术通过对注浆浆料改良，明显提升其早期强度，并显著缩短凝固时间，大大提高浆料质量和粘结性能，极大提高了施工性能和工程的经济效益；采用自动化、全断面注浆，施工质量和施工效率得到有效保障。
[0026]3.本专利技术的浆料具有凝结时间短且可调控、早期强度高、稳定性高、粘结强度高等特点，具有良好的可泵性；通过注浆补偿了隧道地质的变形，有效的减小及控制了施工段地
质变形，甚至进一步加强隧道地质，使变形参数符合施工要求；自动操作及数据采集，精确控制压注量及压注压力，确保注浆的连续性和完整性。
[0027]4.本专利技术在注浆过程中通过对注浆的各种参数和情况实时、精确地监测和调整，全面、准确地确保了注浆效果，能够更加直观、精细地控制隧道地质变形，达到非常好的控制变形目的，确保了施工的安全性。
具体实施方式
[0028]下面将结合本申请的具体实施方式对本申请的技术方案进行详细的说明，但如下实施例仅是用以理解本专利技术，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本申请可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0029]实施例1
[0030]一种用于深埋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于深埋大断面隧道精细控制变形注浆工艺，其特征在于，包括以下施工步骤：(1)采集深埋大断面隧道的工程参数，并建模模拟，确定隧道的地质特性、稳定状态及其本构模型，施加不同荷载和添加临界值，定义隧道地质变形量的安全临界值，由此确定暗挖施工进程的施工参数；(2)运行计算程序，输入所述施工参数，对所述建模进行计算分析，以隧道地质的稳定状态为基准，确定暗挖施工进程的注浆情况，以精细控制隧道地质的变形；(3)根据注浆情况，选择合适的原料组分，配制满足控制变形要求的注浆浆料；(4)按照所述施工参数进行暗挖施工，并通过多个压力注浆装置同时向安装好的隧道初支结构和地质之间注入所述注浆浆料，注浆过程中进行实时监测和调整，以确定是否达到步骤(2)中确定的注浆情况；(5)待暗挖作业和注浆完成且浆料凝固后，对注浆效果进行检测，以判断最终是否满足精细控制变形的效果。2.根据权利要求1所述的用于深埋大断面隧道精细控制变形注浆工艺，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述工程参数包括深埋大断面隧道的工程地质条件和水文地质条件；所述施工参数包括深埋大断面的隧道地质内部压力以及暗挖地层应力释放。3.根据权利要求2所述的用于深埋大断面隧道精细控制变形注浆工艺，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述注浆情况包括注浆压力、注浆量、注浆厚度以及浆料凝固强度；以隧道地质的稳定状态为基准是指注浆后隧道地质的变形量满足设计要求，更甚至于注浆后隧道地质情况强于理论的稳定状态。4.根据权利要求1或2所述的用于深埋大断面隧道精细控制变形注浆工艺，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述注浆浆料包括以下重量份的组分：火山灰水泥30
‑
40、双快水泥30
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35、机制砂25
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30、泡花碱15
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【专利技术属性】
技术研发人员：史磊磊，王文正，戴建伟，张德成，王海涛，黄民，夏宝坤，徐耕，
申请(专利权)人：北京市政建设集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：