本發(fā)明涉及盾構(gòu)利用盾構(gòu)同步注漿設(shè)備進(jìn)行二次注漿的裝置，屬于盾構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)法施工時(shí)的隧道變形是由土質(zhì)、地下水、隧道斷面、埋深以及施工技術(shù)等很多因素交織而成的復(fù)雜現(xiàn)象。以天津地鐵6號(hào)線13合同段為例，由于盾構(gòu)機(jī)刀盤直徑為6440㎜，而管片外徑6150㎜，所以當(dāng)管片拼裝完成并脫出盾尾后，管片與土體之間形成一個(gè)環(huán)形間隙，此間隙若不及時(shí)填充，可能造成地層變形，致使地表下沉或建筑物下沉。因此，同步注漿填補(bǔ)了這一空白，及時(shí)有效的漿液注入施工間隙，抑制了地層變形；也使管片得到部分穩(wěn)定，防止管片偏移；漿液凝結(jié)后具備一定的強(qiáng)度，提高了隧道的抗?jié)B能力；當(dāng)?shù)叵滤S富時(shí)，還能預(yù)防盾尾水源流入掌子面而造成的噴涌。因此，同步注漿技術(shù)對(duì)提高盾構(gòu)隧道在施工過(guò)程中的穩(wěn)定性具有十分重要的作用。

二次注漿作為盾構(gòu)施工的一種輔助工法，主要是起到補(bǔ)充的作用。由于同步注漿液凝固后有所收縮，環(huán)形間隙沒(méi)有填充密實(shí)，或者是地表沉降得不到有效控制的情況下，需要在同步注漿結(jié)束后進(jìn)行二次注漿。根據(jù)地表沉降監(jiān)測(cè)的反饋信息，結(jié)合洞內(nèi)超聲波探測(cè)所得的背襯后空洞情況，多采用雙液漿將襯背的環(huán)形間隙填充，防止地下水系統(tǒng)涌入掌子面。但是注漿壓力一定不能超過(guò)0.4mpa，防止擊傷管片。

同步注漿過(guò)程是通過(guò)地面上的攪拌站按照設(shè)計(jì)配合比拌合的漿液，經(jīng)過(guò)管道運(yùn)輸至隧道口的漿液車，漿液車通過(guò)電瓶車運(yùn)輸至盾構(gòu)機(jī)后配套的儲(chǔ)漿罐(漿液車與儲(chǔ)漿罐通過(guò)軟管連接)，同時(shí)在儲(chǔ)漿罐和運(yùn)漿罐內(nèi)均裝有攪拌葉片對(duì)漿液隨時(shí)進(jìn)行攪拌，可防止?jié){液凝結(jié)或離析，然后儲(chǔ)漿罐內(nèi)的漿液通過(guò)兩個(gè)注漿泵分別輸送至安裝在盾尾的四個(gè)注漿管道(一般管道是上下對(duì)稱布置)，最后由注漿管直接輸送至壁后間隙起到填充作用，并且整個(gè)注漿過(guò)程是與盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)同步進(jìn)行的。二次注漿過(guò)程是通過(guò)地面上的攪拌站按照設(shè)計(jì)配合比拌合的漿液，經(jīng)過(guò)漿液車運(yùn)輸至二次注漿孔，或直接在二次注漿孔附近安置注漿設(shè)備，擺放注漿材料，使用攪拌機(jī)實(shí)時(shí)攪拌注漿液，再使用注漿泵注入注漿孔。

從現(xiàn)場(chǎng)施工角度來(lái)看，同步注漿很難一直保證刀盤與管片間的環(huán)形間隙被填充密實(shí)，所以一定程度上說(shuō)，二次注漿法是盾構(gòu)推進(jìn)必不可免的注漿方式。而現(xiàn)有的二次注漿方式雖然簡(jiǎn)單易操作，但仍然存在一些問(wèn)題：

1.由于二次注漿是由于同步注漿的效果不好所導(dǎo)致的補(bǔ)強(qiáng)注漿，所以在二次注漿前，隧道存在很大的安全隱患，這就對(duì)二次注漿的及時(shí)性要求很高，但傳統(tǒng)的二次注漿方式常在需二次注漿的管片拖出盾構(gòu)機(jī)臺(tái)車后才可以注漿，達(dá)不到及時(shí)性要求，并需耗費(fèi)大量人力物力安置設(shè)備和搬運(yùn)材料；

2.傳統(tǒng)二次注漿方式也可以選擇在得到地表沉降監(jiān)測(cè)的反饋信息后第一時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)注漿，但此時(shí)進(jìn)行二次注漿的漿液車必然會(huì)擋攔在隧道中心，停滯正常推進(jìn)，對(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生很大影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種利用盾構(gòu)同步注漿設(shè)備進(jìn)行二次注漿的裝置，該裝置利用盾構(gòu)同步注漿設(shè)備進(jìn)行二次注漿，增強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)注漿的及時(shí)性。

同步注漿設(shè)備改進(jìn)主要是在傳統(tǒng)同步注漿設(shè)備后方連接一套改進(jìn)的二次注漿設(shè)備，該方法依托于地鐵盾構(gòu)工程，是以提高注漿效率、減少地層沉降速率為需求研制改進(jìn)出的二次注漿的新裝置。改進(jìn)后的裝置可在第一時(shí)間對(duì)需二次注漿的管片進(jìn)行加強(qiáng)補(bǔ)漿。見(jiàn)圖1。

如圖1所示，一種利用盾構(gòu)同步注漿設(shè)備進(jìn)行二次注漿的裝置，該裝置安裝在在同步注漿設(shè)備的出漿管，該裝置用以提供二次注漿。

該裝置包括第一球閥1、電機(jī)2、攪拌罐3、第二球閥4、離心泵5、壓力表6、盾構(gòu)機(jī)儲(chǔ)漿罐7、第一注漿泵8、第二注漿泵9、第三球閥10、水泥漿a、水玻璃b、注漿液c。電機(jī)2的輸出軸與攪拌葉片連接，攪拌葉片設(shè)置在攪拌罐3內(nèi)；盾構(gòu)機(jī)儲(chǔ)漿罐7的底部連接有第一壓漿泵8和第二壓漿泵9，第一注漿泵8用以泵出攪拌好的水泥漿a，第二注漿泵9用以泵入泥漿原材；第一壓漿泵8與攪拌罐3之間的管路上設(shè)有第一球閥1；攪拌罐3的頂部設(shè)有注液口，水玻璃b沿注液口進(jìn)入攪拌罐3內(nèi)，注液口與攪拌罐3之間設(shè)有第二球閥4；攪拌罐3的底部設(shè)有出漿口，出漿口與離心泵5連接，離心泵5與出漿管連接，離心泵5與出漿口之間設(shè)有第三球閥10；出漿管上設(shè)有壓力表6，出漿管內(nèi)為注漿液c；

水玻璃b能夠用水替換。

當(dāng)施工需要二次注漿時(shí)：

使用第一球閥控制盾構(gòu)機(jī)儲(chǔ)漿罐內(nèi)的水泥漿出漿量；

使用第二球閥控制水玻璃b的添加量，同時(shí)使用電機(jī)帶動(dòng)攪拌罐內(nèi)的攪拌設(shè)備，使二次注漿液攪拌均勻；

使用第三球閥控制二次注漿液的注入量，使用離心泵加速注漿速度，增強(qiáng)注漿效率，并使用壓力表查看注漿壓力。

該裝置結(jié)構(gòu)單易懂，不僅提高了二次注漿的效率和及時(shí)性、減小了地層沉降速率、控制了沉降數(shù)據(jù)、保證了地表建構(gòu)筑安全、降低了推進(jìn)過(guò)程中的安全隱患，同時(shí)適應(yīng)所有盾構(gòu)同步注漿、二次注漿。

附圖說(shuō)明

圖1改進(jìn)后的同步注漿設(shè)備

圖2傳統(tǒng)二次注漿形象示意圖

圖3改進(jìn)裝置二次注漿形象示意圖

圖中：1、第一球閥，2、電機(jī)，3、攪拌罐，4、第二球閥，5、離心泵，6、壓力表，7、盾構(gòu)機(jī)儲(chǔ)漿罐，8、第一壓漿泵，9、第二壓漿泵，10、第三球閥，a、水泥漿，b、水玻璃，c、注漿液。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所依靠的工程背景為天津地鐵6號(hào)線13合同段人民醫(yī)院站～長(zhǎng)虹公園站區(qū)間，區(qū)間右線長(zhǎng)734.126m，左線長(zhǎng)733.745m，最大曲線半徑3000m，最小2000m，區(qū)間縱斷面為單坡，人民醫(yī)院站和長(zhǎng)虹公園站范圍內(nèi)縱坡坡度為2‰，區(qū)間左線的縱坡坡度為-11.909‰；區(qū)間右線的縱坡坡度為-11.902‰，區(qū)間頂部覆土約為11.6～20m。本場(chǎng)地地層主要為第人工填土層、新近沖積層、全新統(tǒng)上組陸相沖積層、全新統(tǒng)中組海相沉積層、全新統(tǒng)下組沼澤相沉積層、全新統(tǒng)下組陸相沖積層、上更新統(tǒng)第五組陸相沖積層、上更新統(tǒng)第四組濱海潮汐帶沉積層、上更新統(tǒng)第三組陸相沖積層。土層呈層狀分布，層面略有起伏。本區(qū)間隧道所處土層主要為⑧2-1層粉土、⑧1層粉質(zhì)粘土、⑨1層粉質(zhì)粘土、⑦層粉質(zhì)粘土、⑥4層粉質(zhì)粘土，聯(lián)絡(luò)通道及泵房所處土層為⑦層粉質(zhì)粘土、⑧1層粉質(zhì)粘土。人民醫(yī)院站～長(zhǎng)虹公園站區(qū)間下穿城市主干道紅旗路,紅旗路交通繁忙，行人及車流量較大，為瀝青混凝土路面，面層厚10cm，二灰層為60cm，對(duì)同步注漿效果和二次注漿及時(shí)性要求較高。

傳統(tǒng)二次注漿也可以選擇在監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)管片沉降后的第一時(shí)間進(jìn)行加強(qiáng)補(bǔ)漿，但這種保證了二次注漿及時(shí)性的補(bǔ)漿法會(huì)對(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生很大影響。因?yàn)樵诙巫{時(shí)，由于漿液車停滯在軌道上，后方無(wú)法將新管片運(yùn)送到盾尾處，直接導(dǎo)致盾構(gòu)無(wú)法推進(jìn)，影響施工進(jìn)度(見(jiàn)圖2)。而新裝置則完全不會(huì)對(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生影響，一是新裝置布置在盾構(gòu)機(jī)臺(tái)車上，與同步注漿設(shè)備相連接，不占用軌道空間；二是新裝置在需二次注漿時(shí)，對(duì)注漿人員的配置要求較小，提高了便利性(見(jiàn)圖3)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用盾構(gòu)同步注漿設(shè)備進(jìn)行二次注漿的裝置，對(duì)于盾構(gòu)推進(jìn)尤其是軟土地層、上部穿越建構(gòu)筑物區(qū)段，減小地層沉降速率、控制沉降數(shù)據(jù)、保證地表建構(gòu)筑安全是重難點(diǎn)內(nèi)容，直接決定了生產(chǎn)的安全、投入的成本。該裝置包括第一球閥、電機(jī)、攪拌罐、第二球閥、離心泵、壓力表、盾構(gòu)機(jī)儲(chǔ)漿罐、第一注漿泵、第二注漿泵、第三球閥。從科學(xué)的角度、采用對(duì)軟土地層推進(jìn)時(shí)的同步注漿法進(jìn)行流程分析，利用改進(jìn)后的同步注漿設(shè)備對(duì)同步注漿過(guò)程中漿液的質(zhì)量進(jìn)行控制，并可直接作為二次注漿設(shè)備使用。不僅提高了同步注漿的效果、確保了二次注漿效率，同時(shí)減少了地層沉降速率、降低了安全隱患風(fēng)險(xiǎn)及二次注漿設(shè)備的支出成本。

技術(shù)研發(fā)人員：周長(zhǎng)全;房金財(cái);張尚貴;張成龍;蘭吉岳;李偉;張?jiān)讫?鄧杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十八局集團(tuán)有限公司;中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.07
技術(shù)公布日：2017.07.14