用于控制后靠管片变形的实时调节系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于控制后靠管片变形的实时调节方法，所述后靠管片为主隧道中承受顶管顶进反力作用的管片，所述实时调节方法包括如下步骤：于所述后靠管片处的土体内施工隔离墙，并使得所述隔离墙与所述后靠管片的外表面围合形成一密封腔，通过所述密封腔包围所述后靠管片的外表面处的土体；以及在所述顶管机掘进施工的过程中，实时检测所述后靠管片的变形量，并根据所述变形量动态的调整向所述密封腔内注入的非可硬性浆液的注入量，从而实现控制所述后靠管片的变形。本发明专利技术实现了实时调控的效果，解决了现有技术中仅被动监控管片的变形程度而无应对措施的问题，还避免了变形超限情况的发生，从而避免了额外增加工期和成本的问题。

【技术实现步骤摘要】
用于控制后靠管片变形的实时调节系统及方法
本专利技术涉及隧道工程领域，特指一种用于控制后靠管片变形的实时调节系统及方法。
技术介绍
随着城市地下空间开发的快速发展，联络通道作为沟通两条相邻隧道的应急通道，其建设需求大幅提高，相比于传统的暗挖法施工，机械设备法隧道联络通道在施工安全性、建设工期以及造价方面有较大的优势。隧道联络通道顶管法是顶管机在已成型的主隧道内切削混凝土管片后掘进未预先加固地层的一种机械施工方法。顶管机向前掘进所需的推进反力则最终由主隧道结构及其外侧土体共同承担，顶管机每向前顶进一个管节距离，顶进千斤顶就会回缩，新管节就位后千斤顶再次顶进，如此反复，主隧道结构及其外侧土体将面临频繁的加载-卸载工况。为控制顶进过程中主隧道结构变形，保证施工安全，施工前通常会对联络通道处主隧道结构进行加强或对外侧土体进行预加固。现有的做法在顶管顶进施工过程中，对于主隧道结构的变形控制往往停留在被动监控的程度，只要变形不超过设计要求，一般不会采取额外控制措施，而由于主隧道结构和背后土体在加载-卸载工况作用下，两者的回弹变形并非保持一致，会使得管片和背后土体脱开，增加管片的荷载分担比，同时也可能产生类似金属的“疲劳”效应，不利于隧道结构的变形控制和受力安全。如果顶进过程中主隧道变形超过设计指标，则将导致联络通道停工，并对壁后土体进行多次注浆，额外增加了工期和成本，削弱了机械设备法隧道联络通道的优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于控制后靠变形的实时调节系统及方法，解决现有技术中不能解决推进反力的频繁加卸载对隧道管片变形和受力的不利影响，及变形超限时额外增加工期和成本的的问题。实现上述目的的技术方案是：本专利技术提供了一种用于控制后靠管片变形的实时调节方法，所述后靠管片为主隧道中承受顶管顶进反力作用的管片，所述实时调节方法包括如下步骤：于所述后靠管片处的土体内施工隔离墙，并使得所述隔离墙与所述后靠管片的外表面围合形成一密封腔，通过所述密封腔包围所述后靠管片的外表面处的土体；以及在所述顶管机掘进施工的过程中，实时检测所述后靠管片的变形量，并根据所述变形量动态的调整向所述密封腔内注入的非可硬性浆液的注入量，从而实现控制所述后靠管片的变形。本专利技术提供了一种实时调节来控制后靠管片变形的方法，先于后靠管片对应的土体中施工隔离墙以形成一与后靠管片对应的密封腔，从而根据后靠管片的变形量来调整向密封腔内注入非可硬性浆液的注入量来控制后靠管片的变形，实现了实时调控的效果，弥补了现有技术中，后靠管片变形控制重事前预防和事后处置、轻事中控制的不足，实现了后靠管片变形的事中动态控制。解决了现有技术中仅被动监控管片的变形程度而无应对措施的问题，还避免了变形超限情况的发生，从而避免了额外增加工期和成本的问题。本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节方法的进一步改进在于，施工隔离墙，包括：从所述主隧道的管片上的预留注浆孔打设注浆管，令所述注浆管穿过对应的管片而打入至对应的管片外侧的土体内；通过所述注浆管向土体内注入可硬性浆液从而形成所述隔离墙。本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节方法的进一步改进在于，施工隔离墙时，将与所述后靠管片连接的隔离墙设于所述后靠管片的边缘，并与所述后靠管片垂直连接。本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节方法的进一步改进在于，在所述顶管机掘进施工之前，还包括：从所述后靠管片上的预留注浆孔打设泥浆注入管，令所述泥浆注入管打入至所述密封腔内；于所述泥浆注入管上位于所述主隧道内的端部处连接双向泥浆泵，通过所述双向泥浆泵可向所述密封腔内注入非可硬性浆液以增加所述后靠管片外表面处的压力，还可从所述密封腔内抽取所注入的非可硬性浆液以减小所述后靠管片外表面处的压力，从而实现了动态的调整非可硬性浆液的注入量和所述后靠管片外表面处的压力。本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节方法的进一步改进在于，实时检测所述后靠管片的变形量，包括：于所述后靠管片的内表面安装一用于检测管片收敛变形的传感器，通过所述传感器实时检测所述后靠管片的变形量。本专利技术还提供了一种用于控制后靠管片变形的实时调节系统，所述后靠管片为主隧道中承受顶管顶进反力作用的管片，所述实时调节系统包括：设于所述后靠管片处的土体内的隔离墙，所述隔离墙与所述后靠管片的外表面围合形成一密封腔，通过所述密封腔包围所述后靠管片的外表面处的土体；安装于所述后靠管片上的检测单元，用于实时检测所述后靠管片的变形量；以及与所述密封腔和所述检测单元均连接的注浆单元，用于根据所述变形量动态的调整向所述密封腔内注入的非可硬性浆液的注入量，从而实现控制所述后靠管片的变形。本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节系统的进一步改进在于，与所述后靠管片连接的所述隔离墙设于所述后靠管片的边缘并与所述后靠管片垂直连接。本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节系统的进一步改进在于，所述注浆单元包括从所述后靠管片上的预留注浆孔打入所述密封腔内的泥浆注入管、与所述注浆管连接的双向泥浆泵以及与所述双向泥浆泵控制连接的控制模块；所述控制模块与所述检测单元连接，所述控制模块可根据所述变形量控制所述双向泥浆泵向所述密封腔内注入非可硬性浆液以增加所述后靠管片外表面处的压力，还可根据所述变形量控制所述双向泥浆泵从所述密封腔内抽取所注入的非可硬性浆液以减小所述后靠管片外表面处的压力，从而实现了动态的调整后靠管片的变形。本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节系统的进一步改进在于，所述注浆单元还包括安装于所述泥浆注入管上的压力传感器，所述压力传感器与所述控制模块连接，用于实时检测所述后靠管片外表面处的压力形成参考压力数据，并将所检测的参考压力数据发送给所述控制模块。本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节系统的进一步改进在于，所述检测单元包括安装于所述后靠管片的内表面、且用于检测管片收敛变形的传感器，通过所述传感器实时检测所述后靠管片的变形量。附图说明图1为本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节系统及方法中主隧道、联络通道以及隔离墙的纵向剖视图。图2为本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节系统及方法中主隧道、联络通道以及隔离墙的横向剖视图。图3为本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。参阅图1，本专利技术提供了一种用于控制后靠管片变形的实时调节系统及方法，应用于顶管法施工隧道联络通道时支撑顶管机的管片处，由于顶管法施工中的顶管机会对后靠管片频繁的加载-卸下，顶管机对管片额外施加的荷载势必会对管片造成影响，本专利技术的实时调节系统及方法能够实时的进行调控，根据后靠管片的变形量来实时调整后靠管片外表面的作用力，以尽量减少后靠管片的变形，达到控制后靠管片变形的目的。下面结合附图对本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节系统及方法进行说明。参阅图1，显示了本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节系统及方法中主隧道、联络通道以及隔离墙的纵向剖视图。下面结合图1，对本专利技术用于控制后靠管片变形的实时调节系统及方法进行说明。如图1所示，本专利技术的用于控制后靠管片变形的实时调节系统应用于后靠管片111处，该后靠管片111为主隧道11上支撑顶管机31的管片，即主隧道11中承受顶管顶进反力作用的管片，顶管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制后靠管片变形的实时调节方法，所述后靠管片为主隧道中承受顶管顶进反力作用的管片，其特征在于，所述实时调节方法包括如下步骤：于所述后靠管片处的土体内施工隔离墙，并使得所述隔离墙与所述后靠管片的外表面围合形成一密封腔，通过所述密封腔包围所述后靠管片的外表面处的土体；以及在所述顶管机掘进施工的过程中，实时检测所述后靠管片的变形量，并根据所述变形量动态的调整向所述密封腔内注入的非可硬性浆液的注入量，从而实现控制所述后靠管片的变形。

【技术特征摘要】
1.一种用于控制后靠管片变形的实时调节方法，所述后靠管片为主隧道中承受顶管顶进反力作用的管片，其特征在于，所述实时调节方法包括如下步骤：于所述后靠管片处的土体内施工隔离墙，并使得所述隔离墙与所述后靠管片的外表面围合形成一密封腔，通过所述密封腔包围所述后靠管片的外表面处的土体；以及在所述顶管机掘进施工的过程中，实时检测所述后靠管片的变形量，并根据所述变形量动态的调整向所述密封腔内注入的非可硬性浆液的注入量，从而实现控制所述后靠管片的变形。2.如权利要求1所述的用于控制后靠管片变形的实时调节方法，其特征在于，施工隔离墙，包括：从所述主隧道的管片上的预留注浆孔打设注浆管，令所述注浆管穿过对应的管片而打入至对应的管片外侧的土体内；通过所述注浆管向土体内注入可硬性浆液从而形成所述隔离墙。3.如权利要求1或2所述的用于控制后靠管片变形的实时调节方法，其特征在于，施工隔离墙时，将与所述后靠管片连接的隔离墙设于所述后靠管片的边缘，并与所述后靠管片垂直连接。4.如权利要求1所述的用于控制后靠管片变形的实时调节方法，其特征在于，在所述顶管机掘进施工之前，还包括：从所述后靠管片上的预留注浆孔打设泥浆注入管，令所述泥浆注入管打入至所述密封腔内；于所述泥浆注入管上位于所述主隧道内的端部处连接双向泥浆泵，通过所述双向泥浆泵可向所述密封腔内注入非可硬性浆液以增加所述后靠管片外表面处的压力，还可从所述密封腔内抽取所注入的非可硬性浆液以减小所述后靠管片外表面处的压力，从而实现了动态的调整非可硬性浆液的注入量和所述后靠管片外表面处的压力。5.如权利要求1所述的用于控制后靠管片变形的实时调节方法，其特征在于，实时检测所述后靠管片的变形量，包括：于所述后靠管片的内表面安装一用于检测管片收敛变形的传感器，通过所述传感器实时检测所述后靠管片的变形量。6.一种用于控制后靠...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇晓勇，黄德中，陈培新，宿文德，钱晓华，邱龑，翟一欣，范杰，王浩，李刚，顾嫣，李永，吴列成，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，上海隧道盾构工程有限公司，上海盾构设计试验研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31