盾构隧道壁后注浆辅助机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种盾构隧道壁后注浆辅助机构，在内杆的后端和周壁分别开设与空腔相通连的入浆口和第一出浆口，在旋接于内杆的套筒开设与第一出浆口相对应的第二出浆口，并在内杆插入围岩层的部分安装有位于套筒前方的锚固件。一方面由于浆液经第一出浆口和第二出浆口径向流出，可大幅度降低浆液对管片外壁的反作用力，降低壁后注浆过程的管片上浮变形机率；另一方面，锚固件径向展开并卡入围岩层后，可为相应管片提供端头阻力，同时第二外螺纹与围岩层之间接触提供摩擦反力，进一步减少管片所受的上浮力。另外，注浆孔由密封固定结构封闭，且浆液还经第一出浆口和第二出浆口流入套筒和注浆孔之间的间隙，凝固后可将注浆孔完全密封。

【技术实现步骤摘要】
盾构隧道壁后注浆辅助机构
本技术涉及盾构隧道施工
，特别涉及一种盾构隧道壁后注浆辅助机构。
技术介绍
盾构施工过程中，盾构隧道的管片拼装好后，管片外壁与土体之间一般会存在一定的间隙，一般可以通过壁后注浆(或称二次注浆)的方式来将空隙填充，并控制地表沉降等问题，但壁后注浆同时也会带来新的问题。原因在于，在注浆压力较大的情况下，部分管片环经常会因上浮力过大而发生上浮等变形(这几乎是现在盾构隧道施工阶段普遍存在的现象)。而上浮变形过大，会对隧道结构造成诸多安全问题，如管片开裂、错台、渗漏水等。目前控制管片上浮的方法主要有：增加管片纵向螺栓数量、增加隧道内配重、二次注浆、调整浆液配比等。但目前上述控制管片上浮的方法对于控制管片上浮的效果有限，且无法在特定区域(上浮较大区域)有针对性的进行控制。此外，在隧道运营过程中，如果注浆不密实且外部水压过大(富水地层)，可能会因为管片中部吊装孔(也作为壁后注浆孔)封堵盖脱落而造成渗漏水事故，从而严重影响正常通车和隧道结构安全。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种盾构隧道壁后注浆辅助机构，旨在防止壁后注浆过程的管片上浮变形以及后续的渗漏水事故。为实现上述目的，本技术提出一种盾构隧道壁后注浆辅助机构，包括：内杆，所述内杆的外周壁成型有第一外螺纹，内杆内部中空形成后端有入浆口的空腔，内杆用于经注浆孔插入管片和围岩层的部分的外周壁开设有与所述空腔通连的第一出浆口；套筒，所述套筒的内周壁和外周壁分别成型有第一内螺纹和第二外螺纹，所述套筒通过第一内螺纹和第一外螺纹的配合旋接于内杆，并可沿内杆旋进或者旋退，套筒开设有与第一出浆口相对应的第二出浆口；锚固件，所述锚固件装于内杆插入围岩层的区域且位于套筒的前方，套筒旋进到位后，挤压锚固件并使锚固件径向展开，以径向卡入围岩层，同时，第二出浆口与第一出浆口相对；密封固定结构，旋接于套筒的后部并与管片固连，用于将管片的注浆孔封闭；以及堵头，装于内杆的入浆口处，用于控制入浆口的封闭和开启。本技术技术方案在内杆的后端和插入管片和围岩层的部分的周壁分别开设有与其空腔相通连的入浆口和第一出浆口，在旋接于内杆的套筒开设有与第一出浆口相对应的第二出浆口，并在内杆插入围岩层的部分安装有位于套筒前方的锚固件。壁后注浆过程中，先在待壁后注浆区域所对应的管片的注浆孔处向围岩层钻预定深度的钻孔；接着，将旋接有套筒的内杆经注浆孔插入钻孔至预定深度；紧接着，将套筒相对内杆旋进至将锚固件挤压至径向展开并卡入围岩层后，将密封固定结构旋接于套筒并与管片固紧以将注浆孔封闭；然后，经入浆口往空腔注入浆液，使浆液经第一出浆口和第二出浆口径向流入围岩层，以填充管片外壁与围岩层之间的间隙，直至注浆结束，并通过堵头将入浆口封闭。本技术一方面，由于浆液经第一出浆口和第二出浆口径向流出，而不是沿注浆孔的轴向方向直接冲入围岩层，可大幅度降低浆液对管片外壁的反作用力，从而降低壁后注浆过程的管片上浮变形机率；另一方面，锚固件径向展开并卡入围岩层后，可为相应管片提供端头阻力，同时套筒的第二外螺纹与围岩层之间接触提供摩擦反力，从而进一步减少管片所受的上浮力，进而进一步降低管片上浮变形的机率。另外，注浆孔由密封固定结构封闭，且浆液还经第一出浆口和第二出浆口流入套筒和注浆孔之间的间隙，浆液凝固后，可将注浆孔完全密封，可防止围岩层中的孔隙水(即地下水)经注浆孔向隧道内部渗漏，从而防止出现渗漏水事故，以保障正常通车和隧道结构安全。附图说明图1为本技术盾构隧道壁后注浆辅助机构装于管片和围岩层后的示意图；图2为本技术盾构隧道壁后注浆辅助机构装于管片的立体示意图；图3为本技术盾构隧道壁后注浆辅助机构装于管片的一种实施方式示意图；图4为本技术盾构隧道壁后注浆辅助机构装于管片的另一种实施方式示意图；图5为内杆和钻头、锚固件以及堵头的装配示意图；图6为内杆和套筒、钻头、锚固件以及堵头的装配示意图；图7为套筒的示意图；图8为密封固定结构的示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本技术实施例中有涉及“第一”或者“第二”等的描述，则该“第一”或者“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。本技术提出一种盾构隧道壁后注浆辅助机构。本技术实施例中，如图1至8所示，该盾构隧道壁后注浆辅助机构100包括内杆1、套筒2、锚固件3、密封固定结构4和堵头5。其中，内杆1的外周壁成型有第一外螺纹(未图示)，内杆1内部中空形成后端有入浆口11的空腔(即内杆后端设有与空腔(未图示)相通的入浆口11)，内杆1用于经注浆孔201插入管片200和围岩层400的部分的外周壁开设有与所述空腔通连的第一出浆口12，所述套筒2的内周壁和外周壁分别成型有第一内螺纹(未图示)和第二外螺纹(未图示)，所述套筒2通过第一内螺纹和第一外螺纹的配合旋接于内杆1，并可沿内杆1旋进或者旋退，套筒2开设有与第一出浆口12相对应的第二出浆口21，所述第一出浆口12和第二出浆口21的形状均可以为相应的圆形、方形、三角形、腰圆形(如图2所示为腰圆形的情况)等形状，数量为多个，如图2所示为套筒2和内杆1的外周壁上分别轴向间隔设置有多组第二出浆口21和第一出浆口12，每组第一出浆口12和第二出浆口21的数量分别有多个且绕内杆1和套筒2的轴线均匀分布。锚固件3装于内杆1插入围岩层400的区域且位于套筒2的前方，套筒2旋进到位后，挤压锚固件3并使锚固件3径向展开，以径向卡入围岩层400。同时，第二出浆口21与第一出浆口12相对，以供浆液从空腔经第一出浆口12和第二出浆口21流出至围岩层400；密封固定结构4旋接于套筒2的后部并与管片200固连，用于将管片200的注浆孔201封闭；堵头5装于内杆1的入浆口11处，用于控制入浆口11的封闭和开启。壁后注浆过程中，先在待壁后注浆区域所对应的管片200的注浆孔201处向围岩层400钻预定深度的钻孔；接着，将旋接有套筒2的内杆1经注浆孔201插入钻孔至预定深度；紧接着，将套筒2相对内杆1旋进至将锚固件3挤压至径向展开并卡入围岩层400后，将密封固定结构4旋接于套筒2并与管片200固紧以将注浆孔201封闭；然后，经入浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构隧道壁后注浆辅助机构，其特征在于，包括：内杆，所述内杆的外周壁成型有第一外螺纹，内杆内部中空形成后端有入浆口的空腔，内杆用于经注浆孔插入管片和围岩层的部分的外周壁开设有与所述空腔通连的第一出浆口；套筒，所述套筒的内周壁和外周壁分别成型有第一内螺纹和第二外螺纹，所述套筒通过第一内螺纹和第一外螺纹的配合旋接于内杆，并可沿内杆旋进或者旋退，套筒开设有与第一出浆口相对应的第二出浆口；锚固件，所述锚固件装于内杆插入围岩层的区域且位于套筒的前方，套筒旋进到位后，挤压锚固件并使锚固件径向展开，以径向卡入围岩层，同时，第二出浆口与第一出浆口相对；密封固定结构，旋接于套筒的后部并与管片固连，用于将管片的注浆孔封闭；以及堵头，装于内杆的入浆口处，用于控制入浆口的封闭和开启。

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道壁后注浆辅助机构，其特征在于，包括：内杆，所述内杆的外周壁成型有第一外螺纹，内杆内部中空形成后端有入浆口的空腔，内杆用于经注浆孔插入管片和围岩层的部分的外周壁开设有与所述空腔通连的第一出浆口；套筒，所述套筒的内周壁和外周壁分别成型有第一内螺纹和第二外螺纹，所述套筒通过第一内螺纹和第一外螺纹的配合旋接于内杆，并可沿内杆旋进或者旋退，套筒开设有与第一出浆口相对应的第二出浆口；锚固件，所述锚固件装于内杆插入围岩层的区域且位于套筒的前方，套筒旋进到位后，挤压锚固件并使锚固件径向展开，以径向卡入围岩层，同时，第二出浆口与第一出浆口相对；密封固定结构，旋接于套筒的后部并与管片固连，用于将管片的注浆孔封闭；以及堵头，装于内杆的入浆口处，用于控制入浆口的封闭和开启。2.如权利要求1所述的盾构隧道壁后注浆辅助机构，其特征在于：内杆的前端固设有钻头，钻头的前端尖锐，钻头的后端的直径与内杆外径相适。3.如权利要求1所述的盾构隧道壁后注浆辅助机构，其特征在于：锚固件为多片沿内杆的轴线分布的第一弹性片，第一弹性片的前端固定于内杆，第一弹性片的后端可在其内壁受沿内杆旋进的套筒挤压时以其前端为支点径向向外展开，并卡入围岩层中。4.如权利要求1所述的盾构隧道壁后注浆辅助机构，其特征在于：锚固件包括多片前端固紧于内杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁禹，黄林冲，孙鹏飞，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：新型
国别省市：广东,44