隧道管片及治理其接缝处涌水涌砂事故的封堵浆液和工法制造技术

本发明专利技术公开了一种治理隧道管片接缝处涌水涌砂事故的封堵工法，其中预制管片设预留注浆槽及堵漏注浆孔，其中堵漏注浆孔在相邻管片间形成弧形通道。当管片接缝处发生涌水涌砂事故时，根据发生事故接缝位置确定注浆范围；在注浆范围边界处、相邻预制管片间贯通的弧形通道内插入封堵棒，在注浆范围的边界进行封堵；通过在限定范围内的预制管片上的纵缝堵漏浆液注浆孔和环缝堵漏浆液注浆孔的内侧注浆口以恒定压力注入堵漏浆液，使堵漏浆液充满注浆范围内的注浆槽；并将此注浆压力保持至事故处理完毕。本发明专利技术可以在隧道任何接缝发生涌水涌砂时，配合封堵棒快速将堵漏浆液注入失事接缝处的注浆槽内，迅速治理涌水涌砂灾害，保护隧道安全。

【技术实现步骤摘要】
隧道管片及治理其接缝处涌水涌砂事故的封堵浆液和工法
本专利技术涉及盾构隧道领域，具体地，涉及一种可实现迅速治理盾构隧道涌水、涌砂灾害的工法。
技术介绍
随着我国经济不断发展、城市化进程不断推进，城市地面交通拥堵现象越来越严重，制约着城市的进一步发展。地铁隧道因其占用地面空间少且地铁运行车速稳定等特点，可有效缓解城市地面交通压力。因此，我国各大城市地铁隧道建设力度在不断增加。其中，盾构施工技术因其对地面影响小、安全、高效等特点在我国地铁隧道建设中被广泛采用。盾构隧道，由大量预制混凝土管片通过螺栓相连拼接而成。不可避免地，盾构隧道存在大量管片接缝，接缝处为隧道结构的薄弱部位。隧道结构在接缝处易发生漏水漏砂现象，严重地，会发生涌水涌砂灾害。隧道一旦发生涌水涌砂灾害，地下水裹挟泥沙迅速涌入隧道结构内部，导致隧道周围土体流失，进而改变隧道结构受力模式，严重危害隧道结构的安全。只有及时、快速、有效地对涌水涌砂灾害进行封堵和治理，才能保护隧道结构安全、保护社会及人民财产安全。传统治理隧道涌水、涌砂灾害的方法主要为注浆法。注浆法包括设置浆液阻断点、埋设注浆嘴、注浆、固化成型、表面清理等步骤。此类方法用时较长，且无法保证对失事接缝处的迅速封堵、消除涌水涌砂对隧道结构的威胁。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提出一种可实现迅速治理盾构隧道管片接缝处涌水涌砂事故的封堵工法，采用新型的管片设计结构，在管片中预留堵漏浆液注浆孔和注浆槽，并结合封堵棒、堵漏浆液以及配套的快速、有效治理隧道涌水涌砂的施工工法。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种隧道管片，其中隧道由沿隧道轴向依次连接的多个管环构成，管环均采用分块预制拼装的方式，拼装成环，每个管环包括六个预制管片，分别是三块标准块B、二块邻接块L和一块封顶块K；所有的预制管片均分别设有环绕侧面的防水槽，相邻的两个管环按照封顶块K在隧道环向交错一定角度来布置；所有的预制管片均分别设有环绕侧面的注浆槽，所述注浆槽与所述防水槽形式相同，且两者平行，所述注浆槽相对于所述防水槽，位于管片侧面的内侧；所有的预制管片均在两纵缝侧设有纵缝堵漏浆液注浆孔；所述的标准块B均在两环缝侧设有环缝堵漏浆液注浆孔；同一个管环的二块邻接块L中，不与相邻管环的封顶块K相连的邻接块L在两环缝侧设有环缝堵漏浆液注浆孔；所述纵缝堵漏浆液注浆孔自所在预制管片的注浆槽贯通至该预制管片的内表面；所述环缝堵漏浆液注浆孔自所在预制管片的注浆槽贯通至该预制管片的内表面；所述纵缝处堵漏浆液注浆孔和所述环缝处堵漏浆液注浆孔的轨迹均为圆弧；所述纵缝处堵漏浆液注浆孔和所述环缝处堵漏浆液注浆孔的孔径大于注浆槽的宽度；相邻预制管片的所述纵缝堵漏浆液注浆孔在位于注浆槽一侧的端口的位置对齐，从而形成一个贯通的圆弧形通道；相邻预制管片的所述环缝堵漏浆液注浆孔在位于注浆槽一侧的端口的位置对齐，从而形成一个贯通的圆弧形通道。进一步讲，所有的预制管片均设有二次注浆孔、环间螺栓手孔和环内螺栓手孔。同时，本专利技术提出了用于隧道管片接缝处涌水涌砂事故封堵的堵漏浆液，其由级配良好的砂土和水组成，砂土和水的体积比为4:1，所述砂土的中值粒径d50在0.1-0.15mm。本专利技术中还提出了治理隧道管片接缝处涌水涌砂事故的封堵工法，其中的隧道由本专利技术中提出的上述的隧道管片构成，并包括有多个与其中所述的圆弧形通道形状一致的封堵棒，所述封堵棒的材质为橡胶；封堵采用的堵漏浆液由级配良好的砂土和水组成，砂土和水的体积比为4:1，所述砂土的中值粒径d50应在0.1mm左右；并按照以下步骤对隧道管片接缝处出现的涌水、涌砂进行快速封堵：步骤一、根据发生涌水、涌砂的接缝位置，确定封堵注浆范围；步骤二、在该封堵注浆范围边界的相邻预制管片之间、由所述纵缝堵漏浆液注浆孔及所述环缝堵漏浆液注浆孔分别形成的每个贯通的圆弧形通道内均插入一个封堵棒，从而将发生涌水、涌砂事故的接缝处的注浆槽在所述的封堵注浆范围边界进行了封堵；步骤三、通过在封堵注浆范围内的所有预制管片上的纵缝堵漏浆液注浆孔和环缝堵漏浆液注浆孔位于其所在预制管片内表面的注浆口以恒定的注浆压力注入所述堵漏浆液，使得堵漏浆液充满封堵注浆范围内的注浆槽；配合注浆法，将此注浆压力保持至事故处理完毕。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术中预制管片侧面的环形的注浆槽独立于原有的防水槽，该注浆槽的设置不会影响隧道原有的防水功能。(2)每个预制管片侧面预设的注浆槽实现了对隧道结构中所有接缝的全覆盖，隧道结构的任何接头处发生涌水涌砂事故，都可实现对其快速封堵、治理。(3)本专利技术中的堵漏浆液注浆孔的设置合理，无论是预留的注浆槽还是形成的注浆孔道对管身承载力和管片间接缝处承载力影响很小，可以忽略不计。附图说明图1-1是本专利技术中预制管片的标准块B的结构立体示意图；图1-2是图1-1所示标准块B的仰视图；图1-3是图1-1所示标准块B的侧视图；图1-4是图1-1所示标准块B的主视图；图2是图1-2中B剖切位置的剖面图；图3是图1-4中C剖切位置的剖面图；图4是图1-2中A剖切位置的剖面图；图5是图1-4中D剖切位置的剖面图；图6-1是本专利技术中封堵棒的主视图；图6-2是图6-1所示封堵棒的俯视图；图7-1是同一管环中相邻预制管片纵缝拼接后，纵缝堵漏浆液注浆孔示意图；图7-2是同一管环中相邻预制管片环缝拼接后，环缝堵漏浆液注浆孔示意图；图7-3是用封堵棒封堵如图7-2所示环缝堵漏浆液注浆孔后的示意图；图8是实施例隧道的预制管片中封顶块K的示意图；图9-1是实施例隧道的预制管片中环缝堵漏浆液注浆孔偏右的标准块Br的示意图；图9-2是实施例隧道的预制管片中环缝堵漏浆液注浆孔偏左的标准块Bl的示意图；图9-3是图9-1和图9-2所示的环缝堵漏浆液注浆孔位置示意图；图10是实施例隧道的预制管片中环缝侧无注浆孔的通用右邻接块Lr的示意图；图11是实施例隧道的预制管片中带有环缝堵漏浆液注浆孔的右邻接块Lrz的示意图；图12是实施例隧道的预制管片中环缝侧无注浆孔的通用左邻接块Ll的示意图；图13是实施例隧道的预制管片中带有环缝堵漏浆液注浆孔的左邻接块Llz的示意图；图14是实施例隧道工程管片定位、布置示意图；图15是图14所示隧道工程注浆孔位置示意图。图中：1-二次注浆孔2-环间螺栓手孔3-环内螺栓手孔4-凹榫5-凸榫6-防水槽7-注浆槽8-纵缝堵漏浆液注浆孔9-环缝堵漏浆液注浆孔10-纵缝堵漏浆液注浆孔定位点11-环缝堵漏浆液注浆孔定位点12-封堵棒K-封顶块Lr-不带有环缝堵漏浆液注浆孔的右邻接块Ll-不带有环缝堵漏浆液注浆孔的左邻接块Lrz-带有环缝堵漏浆液注浆孔的右邻接块Llz-带有环缝堵漏浆液注浆孔的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道管片，其中的隧道由沿隧道轴向依次连接的多个管环构成，管环均采用分块预制拼接的方式，拼装成环，每个管环包括六个预制管片，分别是三块标准块B、二块邻接块L和一块封顶块K；所有的预制管片均分别设有环绕侧面的防水槽(6)，相邻的两个管环按照封顶块K在隧道环向上交错一定角度来布置；其特征在于：所有的预制管片均分别设有环绕侧面的注浆槽(7)，所述注浆槽(7)与所述防水槽(6)形式相同，且两者平行，所述注浆槽(7)相对于防水槽(6)位于管片侧面的内侧位置；/n所有的预制管片均在两纵缝侧设有纵缝堵漏浆液注浆孔(8)；/n所述的标准块B均在两环缝侧设有环缝堵漏浆液注浆孔(9)；/n同一个管环的二块邻接块L中，不与相邻管环的封顶块K相连的邻接块L在两环缝侧设有环缝堵漏浆液注浆孔(9)；/n所述纵缝堵漏浆液注浆孔(8)自所在预制管片的注浆槽(7)贯通至该预制管片的内侧面；/n所述环缝堵漏浆液注浆孔(9)自所在预制管片的注浆槽(7)贯通至该预制管片的内侧面；/n所述纵缝处堵漏浆液注浆孔(8)和所述环缝处堵漏浆液注浆孔(9)的轨迹均为圆弧；/n所述纵缝处堵漏浆液注浆孔(8)和所述环缝处堵漏浆液注浆孔(9)的孔径大于注浆槽(7)的宽度；/n相邻预制管片的所述纵缝堵漏浆液注浆孔(8)在位于注浆槽(7)一侧的端口的位置对齐，从而形成一个贯通的圆弧形通道；/n相邻预制管片的所述环缝堵漏浆液注浆孔(9)在位于注浆槽(7)一侧的端口的位置对齐，从而形成一个贯通的圆弧形通道。/n...

【技术特征摘要】
1.一种隧道管片，其中的隧道由沿隧道轴向依次连接的多个管环构成，管环均采用分块预制拼接的方式，拼装成环，每个管环包括六个预制管片，分别是三块标准块B、二块邻接块L和一块封顶块K；所有的预制管片均分别设有环绕侧面的防水槽(6)，相邻的两个管环按照封顶块K在隧道环向上交错一定角度来布置；其特征在于：所有的预制管片均分别设有环绕侧面的注浆槽(7)，所述注浆槽(7)与所述防水槽(6)形式相同，且两者平行，所述注浆槽(7)相对于防水槽(6)位于管片侧面的内侧位置；
所有的预制管片均在两纵缝侧设有纵缝堵漏浆液注浆孔(8)；
所述的标准块B均在两环缝侧设有环缝堵漏浆液注浆孔(9)；
同一个管环的二块邻接块L中，不与相邻管环的封顶块K相连的邻接块L在两环缝侧设有环缝堵漏浆液注浆孔(9)；
所述纵缝堵漏浆液注浆孔(8)自所在预制管片的注浆槽(7)贯通至该预制管片的内侧面；
所述环缝堵漏浆液注浆孔(9)自所在预制管片的注浆槽(7)贯通至该预制管片的内侧面；
所述纵缝处堵漏浆液注浆孔(8)和所述环缝处堵漏浆液注浆孔(9)的轨迹均为圆弧；
所述纵缝处堵漏浆液注浆孔(8)和所述环缝处堵漏浆液注浆孔(9)的孔径大于注浆槽(7)的宽度；
相邻预制管片的所述纵缝堵漏浆液注浆孔(8)在位于注浆槽(7)一侧的端口的位置对齐，从而形成一个贯通的圆弧形通道；
相邻预制管片的所述环缝堵漏浆液注浆孔(9)在位于注浆槽(7)一侧的端口的位置对齐，从而形成一个贯通的圆弧形通道。


2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天奇，孙基斌，郑刚，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12