【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及富水砂卵石地层盾构施工，特别涉及一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆装置及补浆方法。
技术介绍
1、盾构机，作为当今国际隧道施工领域的尖端设备，以其显著的优势—安全风险低、隧道成型质量卓越、施工进度高效以及成本相对较低，成为了城市轨道交通建设中的首选。特别是在富水砂卵石地层中，盾构法的成功应用不仅极大地推动了成都、兰州等城市的快速发展，还展示了其强大的适应性和技术实力。
2、然而，在富水砂卵石地层的复杂环境下，盾构施工虽已证明其可行性，但仍面临一个严峻的挑战：滞后沉降问题。这一现象表现为地表及周边建筑物在盾构施工后出现显著沉降，其不确定性高，严重时甚至可能引发重大安全事故。深入分析其原因，主要在于盾构施工过程中难以避免的超挖现象，导致上方地层形成空腔或变得松散。遗憾的是，当前施工者尚缺乏有效的手段来精确识别这些空腔或松散层，并及时进行注浆填充，从而为滞后沉降埋下了隐患。
3、公开号为cn116950693a的专利公开了一种富水岩溶地层隧道衬砌注浆加固装置及自动补浆方法，该装置主要由一体化搅拌送浆设备、隧道衬砌上的送浆管道和排水管道组成。这些管道环向排列，紧贴衬砌的迎土面，并与搅拌送浆设备相连接。排水管道上装有可控制开关的排水感应阀。该隧道衬砌注浆加固装置及自动补浆方法摆脱了传统人工补浆的复杂流程，能够实时监控隧道衬砌迎土面的环境变化，并促进地下水的循环利用。
4、但是，根据上述方案，仍然存在一些不足，比如，在某些情况下并不能够完全填充管片壁后的空隙。面对这一挑战，寻找一种有效的方法
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆装置及补浆方法，采用注浆设备对管片壁后的空腔或松散层进行补浆，填充密实。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆方法，通过补浆装置对形成的松散砂卵石层进行补浆，采用同步注浆或二次注浆设备将水泥浆直接注入至松散砂卵石层或空腔中并填充饱满，可有效防止富水砂卵石地层空洞上移产生滞后沉降。
4、作为优选方式，由于富水砂卵石地层的特殊性，盾构开挖过程中存在超方现象，开挖面上方形成松散砂卵石层或空腔，随着推进油缸顶推管片向前掘进一段距离(一般为1环管片宽度)，然后在盾尾拼装管片，然后再掘进，随着盾构向前移动，形成的松散砂卵石层经前盾、中盾、铰接密封、盾尾、盾尾密封，最后到达盾尾后部；
5、通过补浆装置对形成的松散砂卵石层进行补浆，采用盾构施工常用的同步注浆或二次注浆设备将水泥浆直接注入至松散砂卵石层或空腔中并填充饱满，可有效防止富水砂卵石地层空洞上移产生滞后沉降。
6、作为优选方式，球阀一端与吊装孔预埋件连接，另一端与外螺纹接头连接，打开球阀，将延长管端头的管片外表面混凝土打穿(采用钎子和锤子或电锤)，然后关闭球阀；
7、压管装置安装在管片拼装机上，固定架与拼装机头固定(可采用管片吊装螺栓固定方式同时使用螺栓连接)，利用管片拼装机拼装管片各功能，将压管装置旋转至盾尾后管片顶部，将芯管放入首段钢花管内形成补浆管，打开球阀，然后将补浆管一端经球阀插入管片吊装孔内，利用管片拼装机将支承架一端支顶于管片内表面上，伸出管片的补浆管处于导向架内。然后，利用盾构上的液压控制系统，操作油缸活塞杆伸出，压补浆管一端，将补浆管锥头端压入松散砂卵石中，待补浆管一端只剩一小段长度(比如3-10cm)在外螺纹接头时，停止压入，油缸活塞杆缩回，将第二根芯管与上一根芯管通过螺纹连接，中段钢花管与首段钢花管通过螺纹连接，继续压入新组合的补浆管，如此循环(即可以包含至少两根中段钢花管，芯管数量等于中段钢花管数量和首段钢花管数量之和)，一直达到补浆管无法压入(判断已经达到密实砂卵石层)为止。然后，移开压管装置，准备补浆。
8、作为优选方式，补浆可采用盾构机上同步注浆设备或二次注浆设备的注浆管与芯管上的第二内螺纹连接，水泥浆通过注浆通道、注浆孔注入至松散砂卵石层或空腔内；
9、根据需求可将芯管逐步抽出采用分段注浆方法或一次性将芯管抽出只留一节芯管在里面的全断面注浆方法；当注浆压力达到设计值时停止补浆。将补浆管全部取出，然后再将注浆管连接上外螺纹接头，将抽出的补浆管的体积用水泥浆全部填充饱满，关闭球阀，待水泥浆凝固后将球阀取下，采用堵漏材料将吊装孔通道进行防水封堵，此位置补浆施工完成。
10、一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆装置，包括压管装置和补浆管；
11、压管装置包括固定架、支承架、导向架、油缸活塞杆和油缸缸筒；固定架与支承架相连，支承架上设置导向架和油缸缸筒，导向架用于对油缸活塞杆的伸出方向和补浆管进行导向；
12、补浆管包括可组装使用的外管和芯管；外管上设置有若干注浆孔，芯管可插入外管内；
13、还包括补浆连接结构，补浆连接结构包括吊装孔预埋件、球阀和延长管；吊装孔预埋件和延长管预埋于管片上，深孔补浆施工前球阀一端与吊装孔预埋件连接，另一端与螺纹接头连接。
14、作为优选方式，螺纹接头为外螺纹接头。
15、作为优选方式，外管包括首段钢花管和中段钢花管，首段钢花管包括锥头和无缝钢管a，无缝钢管a按梅花形布置钻多个注浆孔；无缝钢管a一端焊接锥头，另一端内侧制成第一内螺纹a；中段钢花管包括无缝钢管b，无缝钢管b一端制成第一外螺纹，另一端制成第一内螺纹b，并按梅花形钻多个注浆孔。
16、作为优选方式，无缝钢管b与无缝钢管a采用相同规格的钢管制成。
17、作为优选方式，芯管由实心钢棒制作，一端制成第二外螺纹，一端制成第二内螺纹，实心钢棒中心钻成圆心注浆通道。
18、作为优选方式，无缝钢管a、无缝钢管b和芯管长度相同，设无缝钢管a、无缝钢管b和芯管的长度均为l，油缸活塞杆最大伸出距离为h，h＝l+a，a取5-50mm。作为优选方式，外螺纹接头内设置密封沟槽，在密封沟槽内安装橡胶密封圈；无缝钢管a和/或无缝钢管b与外螺纹接头之间由橡胶密封圈进行密封。
19、本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术采用同步注浆或二次注浆技术，可以实时监测和调整注浆过程，保证浆液的充分填充，充分利用现有资源。将水泥浆直接注入到松散砂卵石层或空腔中，提高了填充效率和效果。确保松散砂卵石层或空腔被浆液填充饱满，减少空洞和空隙。本专利技术通过填充松散砂卵石层或空腔，有效防止了由于空洞上移导致的滞后沉降，保证了隧道结构的稳定性。水泥浆的注入增加了地层的整体稳定性，减少了因地层变形引起的隧道变形和破坏。通过及时填充空洞，减少了地表沉降的风险，对周边环境和建筑物的影响本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆方法，其特征在于，通过补浆装置对形成的松散砂卵石层进行补浆，采用同步注浆或二次注浆设备将水泥浆直接注入至松散砂卵石层或空腔中并填充饱满，可有效防止富水砂卵石地层空洞上移产生滞后沉降。
2.根据权利要求1所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆方法，其特征在于：推进油缸顶推管片向前掘进一段距离，然后在盾尾拼装管片，然后再掘进，随着盾构向前移动，形成的松散砂卵石层经前盾、中盾、铰接密封、盾尾、盾尾密封，最后到达盾尾后部；
3.根据权利要求1所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆方法，其特征在于：球阀一端与吊装孔预埋件连接，另一端与外螺纹接头连接，打开球阀，将延长管端头的管片外表面混凝土打穿，然后关闭球阀；
4.根据权利要求3所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆方法，其特征在于：补浆可采用盾构机上同步注浆设备或二次注浆设备的注浆管与芯管上的第二内螺纹连接，水泥浆通过注浆通道、注浆孔注入至松散砂卵石层或空腔内；
5.一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆装置，其特征在于：应用于权利要求1-4任一所述的
6.根据权利要求5所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆装置，其特征在于：螺纹接头为外螺纹接头。
7.根据权利要求5所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆装置，其特征在于：外管包括首段钢花管和中段钢花管，首段钢花管包括锥头和无缝钢管A，无缝钢管A按梅花形布置钻多个注浆孔；无缝钢管A一端焊接锥头，另一端内侧制成第一内螺纹A；中段钢花管包括无缝钢管B，无缝钢管B一端制成第一外螺纹，另一端制成第一内螺纹B，并按梅花形钻多个注浆孔。
8.根据权利要求7所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆装置，其特征在于：无缝钢管B与无缝钢管A采用相同规格的钢管制成。
9.根据权利要求7或8所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆装置，其特征在于：芯管由实心钢棒制作，一端制成第二外螺纹，一端制成第二内螺纹，实心钢棒中心钻成圆心注浆通道。
10.根据权利要求9所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆装置，其特征在于：无缝钢管A、无缝钢管B和芯管长度一致，设无缝钢管A、无缝钢管B和芯管的长度均为L，油缸活塞杆最大伸出距离为H，H＝L+a，a取5-50mm。
...【技术特征摘要】
1.一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆方法，其特征在于，通过补浆装置对形成的松散砂卵石层进行补浆，采用同步注浆或二次注浆设备将水泥浆直接注入至松散砂卵石层或空腔中并填充饱满，可有效防止富水砂卵石地层空洞上移产生滞后沉降。
2.根据权利要求1所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆方法，其特征在于：推进油缸顶推管片向前掘进一段距离，然后在盾尾拼装管片，然后再掘进，随着盾构向前移动，形成的松散砂卵石层经前盾、中盾、铰接密封、盾尾、盾尾密封，最后到达盾尾后部；
3.根据权利要求1所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆方法，其特征在于：球阀一端与吊装孔预埋件连接，另一端与外螺纹接头连接，打开球阀，将延长管端头的管片外表面混凝土打穿，然后关闭球阀；
4.根据权利要求3所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆方法，其特征在于：补浆可采用盾构机上同步注浆设备或二次注浆设备的注浆管与芯管上的第二内螺纹连接，水泥浆通过注浆通道、注浆孔注入至松散砂卵石层或空腔内；
5.一种富水砂卵石地层管片壁后深孔补浆装置，其特征在于：应用于权利要求1-4任一所述的一种富水砂卵石地层管片壁后深...
【专利技术属性】
技术研发人员：王国义，李勇，钟海军，李宁，郭强，刘秀争，
申请(专利权)人：中电建铁路建设投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。