一种盾构机掘进过程防地层沉降注浆控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种盾构机掘进过程防地层沉降注浆控制系统，包括地面设备、盾构机膨润土注入系统、注浆孔和控制终端，地面设备用于配制膨润土浆液，控制终端控制膨润土浆液通过输送管道输送到盾构机膨润土注入系统，还控制盾构机膨润土注入系统控制不同注浆孔所在位置的注浆压力和注浆量，利用注浆管道将膨润土浆液通过注浆孔注入盾体和洞壁间的间隙，起到填充的作用。本实用新型专利技术能够通过控制终端实现膨润土浆液的运输和注浆，不同点位注浆压力和注浆量，准确对盾构机盾体和洞壁间的空隙进行及时填充，控制地层沉降。控制地层沉降。控制地层沉降。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构机掘进过程防地层沉降注浆控制系统


[0001]本技术涉及盾构法隧道施工领域，特别是一种盾构机掘进过程防地层沉降注浆控制系统。

技术介绍

[0002]盾构机的盾体部分并非标准的圆柱体，其前盾、中盾、尾盾的直径依次递减，盾体大致呈圆锥形。盾构机在掘进过程中，盾体与隧道洞壁间会存在一定空隙。当盾构机经过一些浅埋、对地层沉降比较敏感的环境时，由于盾体与洞壁间空隙的存在，容易导致地层沉降，所产生的沉降量不可忽视，严重时会产生一定安全隐患，且会导致盾构机无法前进。目前的控制沉降方法大多是对管片与洞壁间的空隙进行填充，因此，如何对盾体与洞壁间的空隙进行填充是需要思考的问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于：针对现有技术存在的盾体与洞壁间空隙的存在，容易导致地层沉降的问题，提供一种盾构机掘进过程防地层沉降注浆控制系统，能够通过控制终端控制膨润土浆液的输送和注浆，可分别控制每个注浆孔的注浆液里和注浆量对盾构机盾体和洞壁间的空隙进行填充，防止地层沉降。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：
[0005]一种盾构机掘进过程防地层沉降注浆控制系统，包括地面设备、盾构机膨润土注入系统、若干注浆孔和控制终端；
[0006]所述地面设备用于配制膨润土浆液，并将膨润土浆液输送到所述盾构机膨润土注入系统；
[0007]所述盾构机膨润土注入系统，包括与所述地面设备通过输送管道连接的盾构机膨润土箱，以及注浆泵送装置和若干气动球阀，所述注浆泵送装置通过输送管道和所述膨润土箱连接；
[0008]所述注浆孔均匀分布在盾构机的前盾和尾盾上，所述注浆孔通过注浆管道经所述气动球阀连接到所述注浆泵送装置，所述气动球阀和所述注浆泵送装置均与所述控制终端信号连接；
[0009]其中，所述控制终端用于控制所述注浆泵送装置输送膨润土浆液至注浆管道，并用于控制所述气动球阀的开启与关闭，以使所述膨润土浆液通过注浆孔进行填充。
[0010]将配制膨润土浆液的地面设备通过输送管道连接到盾构机膨润土注入系统，通过控制终端的控制，将膨润土浆液通过均匀分布在前盾和尾盾上的注浆孔注入盾体和洞壁的间隙。
[0011]作为本技术的优选方案，所述地面设备包括通过输送管道依次连接的搅拌站、中转站和膨化池，所述膨化池内设有搅拌装置。
[0012]中转站可在搅拌站搅拌的间隙存放已搅拌好的膨润土浆液，提高搅拌效率。在盾
构机膨润土注入系统的膨化池中设置的搅拌装置，可使膨润土浆液在膨化池内再次进行搅拌，产生充分的膨化反应，满足所需的膨润土性能。
[0013]作为本技术的优选方案，所述中转站与所述膨化池间设有第一泵送装置和第一阀门，所述第一泵送装置和所述第一阀门均与所述控制终端信号连接。
[0014]在中转站和膨化池间设置第一泵送装置和第一阀门，可通过控制终端控制膨润土浆液的输送，当膨化池内的膨润土浆液膨化反应完成并完成输送后，再输送未进行膨化反应的膨润土浆液，再膨化反应完成之前搅拌站就将完成搅拌的膨润土浆液暂时存放在中转站，提高了搅拌和膨化的效率。
[0015]作为本技术的优选方案，所述膨化池和所述膨化土箱间依次设有第二阀门和第二泵送装置，所述第二泵送装置分别通过第三阀门和第四阀门连接到所述膨润土箱，形成两条输送支路；所述第二泵送装置、所述第二阀门、第三阀门和第四阀门均与所述控制终端信号连接。
[0016]在膨化池和膨润土箱间设置第二阀门、第二泵送装置、第三阀门和第四阀门，形成了第二阀门、第二泵送装置、第三阀门和第二阀门、第二泵送装置、第四阀门这两条输送支路，一条输送支路用于从膨化池向膨润土箱输送膨润土浆液。当膨润土箱内的膨润土浆液出现多余的情况时，可通过另一条输送支路运回膨化池，再进行搅拌，保证膨润土浆液的性能。
[0017]作为本技术的优选方案，所述盾构机膨润土注入系统还包括若干压力传感器，所述压力传感器设置在每个所述注浆孔的注浆管道上；所述压力传感器与所述控制终端信号连接，用于检测注浆压力。
[0018]设置在每个注浆孔的输送管道上的压力传感器可检测每个注浆孔对应的注浆压力，通过控制终端可对每个注浆孔的注浆压力和注浆量进行控制。
[0019]作为本技术的优选方案，6个所述注浆孔均匀分布在前盾上，6个所述注浆孔均匀分布在尾盾上。
[0020]前盾和盾尾均设有注浆孔，可更好的对洞壁与盾体间的空隙进行填充。
[0021]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0022]1、上述控制系统通过控制终端的控制，将地面设备配制的膨润土浆液输送到盾构机膨润土注入系统，盾构机膨润土注入系统再将膨化反应后的膨润土浆液通过均匀分布在前盾和尾盾上的注浆孔注入盾构机盾体和洞壁间的空隙，达到填充的效果。该控制系统在掘进过程中可以维持膨润土浆液的连续注入，及时填充盾体与洞壁间的空隙，降低地表沉降风险。
[0023]2、控制终端可以方便地控制注浆压力、注浆量和注浆位置，避免出现注浆不及时、不充分的情况；
[0024]3、膨润土浆液的运输和注入过程全部采用管道和泵送装置完成，可以有效优化施工工序，减少施工步骤，从而提高掘进速度和保证掘进质量。
附图说明
[0025]图1是本技术的结构示意图。
[0026]图2是注浆孔的分布示意图。
[0027]图中标记：1-搅拌站；2-中转站；3-膨化池；4-搅拌装置；5-膨润土箱；6-输送管道；7-第一泵送装置；8-第二泵送装置；9-注浆泵送装置；10-压力传感器；11-盾体；12-气动球阀；13-第一阀门；14-第二阀门；15-第三阀门；16-第四阀门；17-注浆孔；18-注浆管道。
具体实施方式
[0028]下面结合附图，对本技术作详细的说明。
[0029]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0030]实施例1
[0031]参照图1，一种盾构机掘进过程防地层沉降注浆控制系统，包括通过输送管道6依次连接的用于制作膨润土浆液的搅拌站1，存放搅拌完成的膨润土浆液的中转站2，用于膨润土浆液膨化储存的膨化池3，盾构机内的膨润土箱5，若干注浆孔17，还包括控制终端。
[0032]中转站2和膨化池3间设有第一泵送装置7和第一阀门13；膨化池3和膨润土箱5件设置有第二阀门14、第二泵送装置8、第三阀门15和第四阀门16；膨润土箱5和注浆孔17间设置有有注浆泵送装置9，注浆泵送装置9通过输送管道6连接到膨润土箱5，注浆泵送装置9通过每个注浆孔17的注浆管道连接到每个注浆孔17。膨化池3内设置有搅拌装置4，每个注浆孔18的注浆管道18上均设置有压力传感器10和气动球阀12。
[0033]其中，第一泵送装置7、第二泵送装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构机掘进过程防地层沉降注浆控制系统，其特征在于，包括地面设备、盾构机膨润土注入系统、若干注浆孔和控制终端；所述地面设备用于配制膨润土浆液，并将膨润土浆液输送到所述盾构机膨润土注入系统；所述盾构机膨润土注入系统，包括与所述地面设备通过输送管道连接的盾构机膨润土箱，以及注浆泵送装置和若干气动球阀，所述注浆泵送装置通过输送管道和所述膨润土箱连接；所述注浆孔均匀分布在盾构机的前盾和尾盾上，所述注浆孔通过注浆管道经所述气动球阀连接到所述注浆泵送装置，所述气动球阀和所述注浆泵送装置均与所述控制终端信号连接；其中，所述控制终端用于控制所述注浆泵送装置输送膨润土浆液至注浆管道，并用于控制所述气动球阀的开启与关闭，以使所述膨润土浆液通过注浆孔进行填充。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述地面设备包括通过输送管道依次连接的搅拌站、中转站和膨化池，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周双禧，张晓斌，高波，付瑞心，周浩，黄史良，李澹，李雪，
申请(专利权)人：中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司，
类型：新型
国别省市：