隧道掘进过程中的注浆结构制造技术

本实用新型专利技术涉及隧道掘进设备相关技术领域，特别是一种隧道掘进过程中的注浆结构。本实用新型专利技术旨在解决现有技术中同步注浆无法填充管片背部间隙的问题。本实用新型专利技术自隧道内壁起向内依次包括岩层和管片层，以形成以节为单元的边顶拱；管片层和岩层间设有支撑架以形成中空夹层；在边顶拱底部设有底层衬砌平台，在每节边顶拱的管片层顶部设有连通中空夹层的注浆预留孔，注浆预留孔活动连接注浆管道，该管道的另一端连接注浆机。本实用新型专利技术的有益效果在于：不增加注浆成本，注浆过程顺利，浆液利用率高，设备结构简洁，便于维修与后期养护，安装与拆卸时间短,可以随时监控注浆压力，保证注浆质量，砂浆加水玻璃在接触面快速形成骨架层，减小砂浆向刀盘流动量。

Grouting structure in tunneling

The utility model relates to the technical field of tunnel boring equipment, in particular to a grouting structure in the tunneling process. The utility model aims to solve the problem that the back grouting can not fill the back gap of the segment in the prior art. The utility model comprises since tunnel wall rock and lining up inwards to form a layer, which is the unit of side and top arch; lining layer and rock is arranged between the supporting frame to form a hollow interlayer; on the side and top arch bottom bottom lining platform in each segment layers on the top side and top arch is provided with connected hollow grouting dissection of the reserved hole grouting, grouting pipe connection reserved hole, the other end is connected with the pipeline grouting machine. The utility model has the advantages that: without increasing the cost of grouting, grouting process, grouting equipment high utilization rate, simple structure, convenient maintenance and maintenance, installation and disassembly time, grouting pressure can be monitored at any time, guarantee the quality of grouting mortar, water glass quickly form a skeleton layer on the contact surface, reduce mortar to the knife disk volume.

【技术实现步骤摘要】
隧道掘进过程中的注浆结构
本技术涉及隧道掘进设相关
，特别是一种隧道掘进过程中的注浆结构。
技术介绍
隧道挖掘常见于地铁、公路及铁路的维修。隧道挖掘过程中，尤其在地铁施工中，盾构机是常用设备。在实际工作过程中，研究人员发现，自稳地层中掘进由于止浆板磨损严重，地层无收敛，盾构机与地层间形成通道，掘进过程中浆液均流向土仓，导致同步注浆无法有效填充管片背部间隙，同步注入砂浆无法起到二次防水作用，在后续的工作中引起管片上浮及渗漏水。所以，由于盾构掘进地层自稳性高，同步注浆无法填充管片背部间隙，导致区间隧道渗漏水严重。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决现有技术中同步注浆无法填充管片背部间隙的问题，提供一种解决背部间隙的隧道掘进过程中的注浆结构。为解决上述技术问题，本技术的具体方案是：设计一种隧道掘进过程中的注浆结构，自隧道内壁起向内依次包括岩层和管片层，以形成以节为单元的边顶拱；所述管片层和岩层间设有支撑架以形成中空夹层；在所述边顶拱底部设有底层衬砌平台，在每节所述边顶拱的管片层顶部和底部设有连通中空夹层的注浆预留孔，所述注浆预留孔活动连接注浆管道，该管道的另一端连接注浆机。在每节顶拱的管片层顶部对称设有一个或两个注浆预留孔，所述注浆预留孔的高度位置高于所述隧道总高度的0.93。所述注浆管道上设有入料阀门。所述注浆管道还并联有混料管，在所述注浆管道和所述混料管上设有阀门，所述混料管的末端连接水玻璃液液仓，所述混料管上安装有水玻璃泵。所述注浆管道上安装有压力表。所述注浆机安装于隧道掘进过程中掘进设备的拖车上。一种使用该的注浆结构的注浆方法，具体步骤如下：（1）一次注浆：掘进过程中盾构机的盾尾通过当节边顶拱结构时，向中空夹层内注入砂浆A至中空夹层内砂浆的高度平齐于边顶拱结构的最大宽度，所述砂浆A的注入压力在2～3.5bar之间，注浆量2.5～4方/环，形成砂浆层a；（2）二次注浆：掘进过程当盾构机处于当节边顶拱前方4～6节位置时，砂浆和水玻璃按质量份5～20:1调配砂浆B，将所述砂浆B通过管道灌注至中空夹层内，至中空夹层内填充物的高度位置与管道高度相平齐，所述管道高度高于所述边隧道内径整体高度的0.93，注浆压力2～3.5bar之间，浆液凝结时间控制在5～10分钟，注浆量2.5～4立方/环，形成砂浆层b；（3）补浆：当盾构机处于当节边顶拱前方9～12节位置时，向步骤（2）后的中空夹层内补充注入3～5立方同步砂浆A，以向盾构机方向及管片正上方空隙处强制补充砂浆，形成砂浆层c。所述同步砂浆A按如下方法制作：以重量份计，包括170～190份水泥：360～400份粉煤灰：50～70份膨润土：600～100份细砂：360～500份水，混合后，初凝时间为3～4小时，终凝7～9小时。所述同步砂浆A在注浆前还经过5～70分钟的搅拌。相对于边顶拱结构横截面的中心轴线，每节边顶拱中，所述管道入口交错安装于所述中心轴线的单侧；或所述管道入口安装于所述中心轴线的两侧。本技术的有益效果在于：（1）可以依托该设备三阶段注浆，不增加注浆成本，注浆过程顺利，浆液利用率高，设备结构简洁，便于维修与后期养护，安装与拆卸时间短；（2）掘进同时即管片开孔注入砂浆加水玻璃混合物，可以顺畅进行补充注浆，可注入性强，浆液利用率高；工作过程中，每10节停机一次进行强制顶部补充砂浆，基本可以实现注浆饱满的目标；（3）管路阀门也压力计的设置可以随时监控注浆压力，保证注浆质量；（4）注浆口可根据工步安装或拆卸，满足隧道的注浆或检修设计需要，注浆机等原料机构安装位置的要求低，适合隧道挖掘的现场工况；（5）相对于边顶拱结构横截面的中心轴线，每节边顶拱中，所述管道入口交错安装于所述中心轴线的单侧；或所述管道入口安装于所述中心轴线的两侧，砂浆加水玻璃在接触面快速形成骨架层，减小砂浆向刀盘流动量。附图说明图1是本技术隧道结构的立体图；图2是本技术另一方向隧道结构的立体图；图3是本技术隧道主视方向示意图；图4是本技术隧道右视方向示意图；图中各部件名称：1.盾构机；2.管片层；3.岩层；4.衬砌平台；5.注浆机；6.连接玻璃水的三通管道；8.注浆层。具体实施方式实施例1：一种隧道掘进过程中的注浆结构，参见图1至图4，自隧道内壁起向内依次包括岩层和管片层，以形成以节为单元的边顶拱；管片层和岩层间设有支撑架以形成中空夹层；在边顶拱底部设有底层衬砌平台，在每节边顶拱的管片层顶部和底部设有连通中空夹层的注浆预留孔，注浆预留孔活动连接注浆管道，该管道的另一端连接注浆机。在每节顶拱的管片层顶部对称设有一个或两个注浆预留孔，注浆预留孔的高度位置高于隧道总高度的0.93。注浆管道上设有入料阀门。注浆管道还并联有混料管，在注浆管道和混料管上设有阀门，混料管的末端连接水玻璃液液仓，混料管上安装有水玻璃泵。注浆管道上安装有压力表。注浆机安装于隧道掘进过程中掘进设备的拖车上。一种使用该的注浆结构的注浆方法，具体步骤如下：（1）一次注浆：掘进过程中盾构机的盾尾通过当节边顶拱结构时，向中空夹层内注入砂浆A至中空夹层内砂浆的高度平齐于边顶拱结构的最大宽度，砂浆A的注入压力在2～3.5bar之间，注浆量3立方/环，形成砂浆层a；（2）二次注浆：掘进过程当盾构机处于当节边顶拱前方5节位置时，砂浆和水玻璃按重量份5～20:1调配砂浆B，将砂浆B通过管道灌注至中空夹层内，至中空夹层内填充物的高度位置与管道高度相平齐，管道高度高于边隧道内径整体高度的0.93，注浆压力3bar，浆液凝结时间控制在5～10分钟，注浆量2.5～4方/环，形成砂浆层b；（3）补浆：当盾构机处于当节边顶拱前方10节位置时，向步骤（2）后的中空夹层内补充注入3立方同步砂浆A，以向盾构机方向及管片正上方空隙处强制补充砂浆，形成砂浆层c。同步砂浆A按如下方法制作：以重量份计，包括180份水泥：380份粉煤灰：60份膨润土：700份细砂：400份水，混合后，初凝时间为3～4小时，终凝7～9小时。同步砂浆A在注浆前还经过5～70分钟的搅拌。相对于边顶拱结构横截面的中心轴线，每节边顶拱中，管道入口交错安装于中心轴线的单侧；或管道入口安装于中心轴线的两侧。本实施例中，采用砂浆配合比为水泥：粉煤灰：膨润土：细砂：水=180:380:60:700:400，经现场取样，该配合比砂浆初凝为3-4小时，终凝8小时，砂浆和易性良好。本技术所涉及的工作方法的原理在于，砂浆加水玻璃交错注入能够加快同步砂浆凝结时间，砂浆加水玻璃在接触面快速形成骨架层，减小砂浆向刀盘流动量。具体实施中，工作过程如下：1、管路改造：掘进时将同步注浆原有的顶部两路注浆管拆除，将其连接在拖出盾尾5环管片的注浆孔上，底部注浆管路不变；在注浆头上增加一个三通，注入水玻璃，并增加一套单独注水玻璃泵；2、管片开孔：管片安装完成后安装在管片顶部1点、11点位安装球阀并进行开孔，防止拖出盾尾开洞导致盾尾漏气漏浆，当管片拖出盾尾3-5环后安装三通头对管片进行同步注浆加水玻璃作业。3、连接注浆管路：当注浆头拖到相应位置后，利用改造的三通头连接同步注浆管、水玻璃注浆管。双液注浆机放置于1#拖车上，具体位置位于注浆操作面板对面，便于交替注浆操作。4、注浆控制：盾构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道掘进过程中的注浆结构，其特征在于：自隧道内壁起向内依次包括岩层和管片层，以形成以节为单元的边顶拱；所述管片层和岩层间设有支撑架以形成中空夹层；在所述边顶拱底部设有底层衬砌平台，在每节所述边顶拱的管片层顶部和底部设有连通中空夹层的注浆预留孔，所述注浆预留孔活动连接注浆管道，该管道的另一端连接注浆机。

【技术特征摘要】
1.一种隧道掘进过程中的注浆结构，其特征在于：自隧道内壁起向内依次包括岩层和管片层，以形成以节为单元的边顶拱；所述管片层和岩层间设有支撑架以形成中空夹层；在所述边顶拱底部设有底层衬砌平台，在每节所述边顶拱的管片层顶部和底部设有连通中空夹层的注浆预留孔，所述注浆预留孔活动连接注浆管道，该管道的另一端连接注浆机。2.如权利要求1所述的隧道掘进过程中的注浆结构，其特征在于：在每节顶拱的管片层顶部对称设有一个或两个注浆预留孔，所述注浆预留孔的高度位置高于所述隧道总高度的0.93...

【专利技术属性】
技术研发人员：何列，陈树茂，邓洋，袁逢逢，侯文凯，楚明泰，
申请(专利权)人：中铁隧道股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41