双护盾TBM掘进机穿越软弱破碎带的同步注浆施工方法技术

本发明专利技术涉及双护盾TBM掘进机穿越软弱破碎带的同步注浆施工方法，属于隧道施工技术领域，包括以下步骤：步骤1，在管片上预留豆砾石吹填和注浆孔；步骤2，管片拼装；步骤3，在管片顶部吹填豆砾石；步骤4，对底拱灌浆；步骤5，对管片两侧灌浆；步骤6，对管片顶部灌浆。本发明专利技术先从顶部管片吹填豆砾石，再底部注水泥浆，随后在两侧及拱顶注入水泥浆，整个过程在管片拼装完成后同步进行，从而避免了TBM掘进机在穿越软弱破碎带过程中由于注浆不及时而造成管片拼装完成后承受过大的剪切力而开裂的现象，同时，使用管片顶部充填豆砾石和注入水泥净浆代替单纯的注水泥浆，充填更加密实，使得在同步注浆过程中不会堵管和返浆等一系列施工问题。

Synchronized Grouting Construction Method for Double Shield TBM Tunneller Crossing Weak Fractured Zone

【技术实现步骤摘要】
双护盾TBM掘进机穿越软弱破碎带的同步注浆施工方法
本专利技术涉及隧道施工
，尤其涉及双护盾TBM掘进机穿越软弱破碎带的同步注浆施工方法。
技术介绍
全断面岩石掘进机(TBM)以其快速、优质、高效、安全、环保、自动化等优点，近年来广泛应用于深埋长大隧道工程中。双护盾TBM是全断面岩石掘进机的一种，双护盾式TBM适用于无地下水的不能自立的软弱破碎地层段，并在护盾内安装管片衬砌。双护盾系统可同时满足推进和管片安装的要求，双护盾TBM在每个掘进行程中的中断时间短，后接触护盾周期性地前移。在采用护盾式TBM施工时，通常需要先预制管片衬砌，待管片衬砌安装完成后，其外弧面与围岩间就会存在一定的空隙，为了减少和防止地层沉降，在盾构掘进过程中，应尽快向围岩注入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙，支撑管片周围岩体，同时为管片提供早期的稳定。尤其当隧道穿越软弱破碎带时，如果注浆不及时，管片拼装完成后因承受过大的剪切力容易开裂。专利文献CN105649650A公开了单护盾硬岩掘进机TBM管片安装后背后豆砾石吹填注浆施工方法，其在管片上预留豆砾石吹填和注浆孔，通过这些孔可及时进行注浆。但该方法先对管片底拱进行豆砾石吹填，同时对底拱灌浆，底拱灌浆完成后再对两侧拱的多块管片进行豆砾石吹填、灌注水泥浆，最后进行拱顶管片的豆砾石的吹填及水泥浆的灌注，由于这种方法工序繁杂，在TBM掘进过程中无法尽快向管片背后填充足量的豆砾石充填管片背后空隙，不利于管片周围岩体的稳定，尤其当TBM掘进机穿越软弱破碎带时，由于拱顶的围岩压力往往较大，豆砾石的吹填不及时，会导致管片拼装完成后承受过大的剪切力而开裂。
技术实现思路
本专利技术旨在提供双护盾TBM掘进机穿越软弱破碎带的同步注浆施工方法，管片拼装完成后及时进行豆砾石吹填及灌注水泥浆，避免管片承受过大的剪切力而开裂。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：双护盾TBM掘进机穿越软弱破碎带的同步注浆施工方法，包括以下步骤：步骤1、在管片上预留豆砾石吹填和注浆孔；步骤2、管片拼装；步骤3、在管片顶部吹填豆砾石；步骤4、对底拱灌浆；步骤5、对管片两侧灌浆；步骤6、对管片顶部灌浆；步骤7、豆砾石吹填和注浆孔。进一步的，所述步骤4中，同时灌注底拱左侧与底拱右侧。进一步的，所述步骤5中，灌注顺序为两侧拱下部、两侧拱上部。优选地，所述灌浆的注浆压力在0.5MPa以下。进一步优选地，注浆量为理论建筑空隙的120％～180％。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术先从顶部管片吹填豆砾石，再底部注水泥浆，随后在两侧及拱顶注入水泥浆，整个过程在管片拼装过程中同步进行，相较于现有技术，优化了施工工序，同时有效地避免了TBM掘进机在穿越软弱破碎带过程中由于注浆不及时而造成管片拼装完成后承受过大的剪切力而开裂的现象。附图说明图1是管片拱顶豆砾石吹填示意图；图2是底部注浆及砂浆充填范围示意图；图3是两侧拱注浆及砂浆充填范围示意图；图4是拱顶两侧注浆及砂浆充填范围示意图；图5是拱顶顶部注浆及砂浆充填范围示意图；图中：1-通孔、2-管片、3-围岩。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术公开的双护盾TBM掘进机穿越软弱破碎带的同步注浆施工方法，包括以下步骤，步骤1，在管片预制过程中按设计要求预留豆砾石吹填孔和注浆孔，如图1所示，本具体实施方式在管片2上预留有多个通孔1，这些通孔1用于豆砾石吹填、注浆用。步骤2，管片拼装。管片安装完成后，为防止漏浆，对不进行注浆作业的通孔1用止浆塞进行封堵，同时对管片接缝进行勾缝处理。步骤3，如图1所示，在管片顶部吹填豆砾石。具体为：将豆砾石运输罐车与豆砾石喷射机上料系统联接，打开放料阀使豆砾石进入皮带机的上料口，启动皮带机将豆砾石输送到豆砾石喷射机上方料斗，通过控制料斗下方的放料阀门，将豆砾石均匀输送到豆砾石喷射机接料口，在放料的同时启动豆砾石喷射机，这时豆砾石有序的分配到豆砾石喷射机内各料腔，通过压缩空气豆砾石经管道压送到喷头至管片2外侧与围岩3之间的空腔中。步骤4，进行底拱水泥浆灌注。如图2所示，同时灌注底拱左侧与底拱右侧。注浆量为理论建筑空隙的120％～180％，注浆过程中，应坚持以量控为主，压力控制为辅的原则，保证注浆密实，在完成一次灌注后应人工用封孔砂浆及时把注浆孔封堵。步骤5，如图3所示，对管片两侧灌浆。灌注的顺序为两侧拱下部、两侧拱上部。步骤5.1，两侧拱下部灌浆。由灌浆工分别将注浆阀安装到两侧拱管片2预留的下部注浆孔。安装完成后，操作手将放料阀打开，把预先制备好的浆液引入储浆罐中，操作手在得到可以进行灌浆的指令后，开启注浆泵进行灌注，在注浆过程中要时刻留意串浆情况，发现相邻管片注浆孔位有水泥浆液漏出时将注浆阀门关闭，两侧拱下部注浆完成。步骤5.2，两侧拱上部灌浆。由灌浆工分别将注浆塞安装到两侧拱管片2预留的上部注浆孔。安装完成后，操作手将放料阀打开，把预先制备好的浆液引入储浆罐中，操作手在得到可以进行灌浆的指令后，开启注浆泵进行灌注，在注浆过程中要时刻留意串浆情况，发现相邻管片注浆孔位有水泥浆液漏出时将注浆阀门关闭，两侧拱上部注浆完成。步骤6，对管片顶部灌浆。管片顶部灌浆分两步完成，第一步为拱顶两侧灌浆、第二步是拱顶顶部灌浆。步骤6.1，拱顶两侧灌浆。如图4所示，由灌浆工分别将注浆塞安装到顶拱管片2预留的注浆孔，安装完成后，操作手将放料阀打开，把预先制备好的浆液引入储浆罐中，操作手在得到可以进行灌浆的指令后，开启注浆泵进行灌注，在注浆过程中要时刻留意串浆情况，发现相邻管片注浆孔位有水泥浆液漏出时将注浆阀门关闭。步骤6.1，拱顶顶部灌浆。如图5所示，由灌浆工将注浆塞安装到顶拱管片2预留的注浆孔，安装完成后，操作手将放料阀打开，把预先制备好的浆液引入储浆罐中，操作手在得到可以进行灌浆的指令后，开启注浆泵进行灌注，达到适宜压力要求后恒压5分钟浆液不再进入时停止灌注，同时关闭注浆塞上的阀门，完成顶拱的水泥浆灌注。整个注浆工作也就完成了。步骤7，质量检验。下一个施工循环依次按照上述施工步骤作业。在进行注浆之前，应对进场的水泥、豆砾石、砂等材料做好计量验收、指标检测工作。施工试验配合比必须进行前期试验，根据现场实际情况及相关规范规定的施工配合比进行严格施工，并对进行豆砾石吹填的空压机和豆砾石喷射机进行风压、风量测试，以保证豆砾石的吹填能力；对进行灌注浆液的灌浆泵要进行压水试验；对高速制浆机的自动控制系统要进行验证，保证定量加水泥和加水的准确程度。也应根据设计文件及技术规范要求，确定每环理论灌浆量及注浆参数，施工中根据地层特性进行调整，通常情况下注浆设备的注浆压力控制在0.5MPa以下。本专利技术先从顶部管片吹填豆砾石，再底部注水泥浆，随后在两侧及拱顶注入水泥浆，整个过程在管片拼装完成后同步进行，从而避免了TBM掘进机在穿越软弱破碎带过程中由于注浆不及时而造成管片拼装完成后承受过大的剪切力而开裂的现象，同时，使用管片顶部充填豆砾石和注入水泥净浆代替单纯的注水泥浆，充填更加密实，使得在同步注浆过程中不会堵管和返浆等一系列施工问题。当然，本专利技术还可有其它多种实施方式，在不背离本专利技术精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双护盾TBM掘进机穿越软弱破碎带的同步注浆施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在管片上预留豆砾石吹填和注浆孔；步骤2、管片拼装；步骤3、在管片顶部吹填豆砾石；步骤4、对底拱灌浆；步骤5、对管片两侧灌浆；步骤6、对管片顶部灌浆。

【技术特征摘要】
1.双护盾TBM掘进机穿越软弱破碎带的同步注浆施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在管片上预留豆砾石吹填和注浆孔；步骤2、管片拼装；步骤3、在管片顶部吹填豆砾石；步骤4、对底拱灌浆；步骤5、对管片两侧灌浆；步骤6、对管片顶部灌浆。2.根据权利要求1所述的双护盾TBM掘进机穿越软弱破碎带的同步注浆施工方法，其特征在于：所述步骤4中，同时灌注底拱左侧与底拱右侧。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，罗春，夏炜洋，张康健，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51