一种隧道穿越饱和砂土的预加固装置制造方法及图纸

技术编号:31451307 阅读:14 留言:0更新日期:2021-12-18 11:14
一种隧道穿越饱和砂土的预加固装置,属于隧道施工技术领域。本发明专利技术主要包括五个部分:运输控制装置(1)、注浆装置(2)、管道系统(3)、排水装置(4)、智能监测控制系统(5)。本实用新型专利技术采用排水诱导与驱替注浆装置,对饱和砂土区域隧道围岩区进行注浆,达到加固隧道围岩的效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道穿越饱和砂土的预加固装置


[0001]本技术涉及一种隧道穿越饱和砂土地段的隧道围岩加固装置及施工方法,主要解决了饱和砂土地段隧道施工的技术问题,属于隧道施工


技术介绍

[0002]饱和砂土强度较低,隧道开挖时土体自稳能力极差,当地下水丰富和施工机械扰动等产生液化,掌子面岩体失稳,无法承担自身荷载而发生塌陷,造成工程事故。隧道穿越饱和砂土地地段时,需要对被穿越区域进行预加固处理,实现堵水和加固,使围岩拥有一定的承载能力和自稳能力,保证土体开挖后不会坍塌。
[0003]隧道超前预加固注浆可以有效填筑砂土之间的空隙,待浆液达到一定强度时,可以将饱和砂土中的砂粒粘结在一起,在饱和砂土中可以形成强度较大的围岩加固区域,确保隧道穿越饱和砂土区域拥有稳定的围岩和止水作用。在隧道预加固时通常采用注浆加固方法主要是基于扩散理论,动水注浆理论,压密注浆扩散理论和劈裂注浆扩散理论的钻孔注浆法和袖阀管注浆方法等,在注浆装置上运输与安装往往比较费时费力,在工艺上注浆的方向不确定,浆液在土体中随意扩散,土体中加固区域的形状与施工要求的形状差异较大,注浆效果不理想。
[0004]本技术为饱和砂土中隧道开挖提供了新的工程预加固处理方案,对隧道穿越饱和砂土地层时进行预加固和封闭止水,保证隧道施工正常进行。

技术实现思路

[0005]本技术一种隧道穿越饱和砂土的预加固装置及方法是根据诱导和驱替原理,通过在砂土地层中定向排水诱导,在饱和砂土层中形成驱替通道,用具有可注性的水泥浆沿负压诱导通道驱替饱和砂土层中的地下水,充填并滞留在饱和砂土地层中,与砂土一起形成理想的注浆浆液凝固体,加固软土地层和封闭地下水流动通道,对隧道进行超前预加固。
[0006]本技术主要包括五个部分:运输控制装置1、注浆装置2、管道系统3、排水装置4、智能监测控制系统5。
[0007]运输控制装置1包括注浆装置的控制室1.1和主车身1.2;控制室1.1中除了基本的车辆操作设备外还包括报警装置、控制装置和显示屏。
[0008]注浆装置2主要包括浆液储存箱2.1、注浆泵2.2、钢支架2.3、注浆压力控制箱2.4、注浆导管2.5、出浆管2.6、压力传感器2.7、搅拌机2.8和注浆量测定表2.9;
[0009]管道系统3主要包括注浆管3.1、排水管3.2、第一接头3.4.1、第二接头3.4.2、第一阀门3.5.1、第一阀门3.5.1;
[0010]排水装置4包括抽水泵4.1、排水导管4.2、排水压力控制箱4.3透明塑料管4.4、排水量测定表4.5;
[0011]智能监测控制系统(5)包括注浆压力表5.1、排水压力表5.2、智能压力控制装置
5.3。
[0012]控制室1.1中的报警、控制装置与智能监测控制系统5相互独立。
[0013]控制室1.1与注浆装置2由主车身1.2搭载。
[0014]浆液储存箱2.1经由注浆泵2.2与注浆压力控制箱2.4利用注浆导管2.5连接,出浆管2.6安装于注浆压力控制箱2.4的出浆口。
[0015]注浆泵2.2利用钢支架2.3与主车身1.2连接。
[0016]注浆压力控制箱2.4内的压力传感器2.7通过导线连接到控制室1.1中的报警装置和显示屏。
[0017]搅拌机2.8安置于浆液存储箱2.1的顶部,利用导线与控制室1.1中控制装置连接。
[0018]压力检测表2.9安置于出浆管2.6端部,利用导线与控制室1.1的显示屏连接。
[0019]出浆管2.6经由第一导管3.3.1、第一接头3.4.1、第一阀门3.5.1与注浆管3.1 连接。
[0020]抽水泵4.1的进水口依次经由排水压力控制箱4.3、排水量测定表4.5、第二导管3.3.2、第二接头3.4.2、第二阀门3.5.2与排水管3.2连接,各部件接口处均采用丝扣连接。
[0021]抽水泵4.1的出水口与排水导管4.2连接,排水导管4.2中设有一段透明塑料管4.4。
[0022]控制室1.1位于主车身1.2上,控制室1.1中除了对车辆进行基本的操作,还通过其中的报警装置、控制装置和显示屏对浆液储存箱2.1中浆液量、单次注浆量进行监控,对搅拌机2.8进行控制。
[0023]在浆液储存箱2.1内的底部安装压力传感器2.7,压力传感器2.7通过导线连接到控制室1.1中的报警装置和显示屏,压力传感器2.7反馈的压力值显示于控制室1.1显示屏上,低于一定压力值时,控制室1.1的报警装置发出报警。搅拌机2.8放置于浆液存储箱2.1的内部,利用导线与控制室1.1中控制装置连接,在控制室1.1控制装置设置搅拌时长与搅拌的时间间隔,在注浆过程中自动防止浆液凝固。浆液储存箱2.1经由注浆泵2.2与注浆压力控制箱2.4连接,通过注浆压力控制箱2.4合理调节注浆装置2中的注浆压力。注浆压力控制箱2.4设有出浆管2.6,出浆管2.6带有丝扣,保证能够与第一导管3.3.1紧密连接。出浆管 2.6上设有注浆量测定表2.9,注浆量测定表2.9利用导线与控制室1.1的显示屏连接,注浆前注浆量测定表2.9进行调零;注浆过程中注浆量测定表2.9将持续监测注浆量并反馈到控制室1.1的显示屏,每次注浆完毕对单次注浆量进行记录,用于最后补浆评价。
[0024]注浆管3.1和排水管3.2均采用侧面带孔的花管,端部呈尖状且封闭;注浆时浆液从注浆管3.1侧面小孔均匀的扩散到饱和的砂土中;排水管3.2包裹纱网,防止排水管3.2周围砂土颗粒流失或堵塞排水管3.2;注浆过程中,排水管3.2 周围形成负压区域,诱导注浆管3.1拍出的浆液向负压管周围流动,实现定向注浆;同一隧道设置多个注浆管3.1和排水管3.2,注浆管3.1和排水管3.2交叉间隔排布且排布的路线按照所需的流程排布;第一导管3.3.1和第二导管3.3.2均采用钢管,用于输送浆液和排水。第一阀门3.5.1安置于注浆管3.1入口,主要用于封锁注浆管3.1的入口;第二阀门3.5.1安置于排水管3.2的入口,主要用于封锁排水管3.2,防止注浆前土中的水和注浆后土中的浆液顺着对应的管道反方向流动;待注浆区浆液凝固后可以拆卸第一阀门3.5.1和第二阀门3.5.1清洗后循环使用。
[0025]排水装置(4)中采用合适规格的抽水泵4.1在排水装置4中形成负压。排水导管4.2
采用适当的钢管来疏水。排水压力控制箱4.3调节排水装置4中的压力,调整合理的负压范围确保注浆的效果。透明塑料管4.4安装在系统的排水口,通过透明塑料管4.4观察浆液的流量和稠度变化,判断是否停止注浆。透明塑料管 4.4有浆液流过时,应当及时关闭阀门3.5,阻止浆液流失。排水量检测表4.5在注浆过程中检测一次注浆的排水量,用于注浆效果评价。
[0026]每个注浆压力表5.1通过智能压力控制装置5.3与注浆压力控制箱2.4连接,每个排水压力表5.2通过智能压力控制装置5.3与排水压力控制箱4.3连接,注浆压力表5.1和排水压力表5.2在本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道穿越饱和砂土的预加固装置,其特征在于,主要包括五个部分:运输控制装置(1)、注浆装置(2)、管道系统(3)、排水装置(4)、智能监测控制系统(5);运输控制装置(1)包括注浆装置的控制室(1.1)和主车身(1.2);控制室(1.1)中除了基本的车辆操作设备外还包括报警装置、控制装置和显示屏;注浆装置(2)主要包括浆液储存箱(2.1)、注浆泵(2.2)、钢支架(2.3)、注浆压力控制箱(2.4)、注浆导管(2.5)、出浆管(2.6)、压力传感器(2.7)、搅拌机(2.8)和注浆量测定表(2.9);管道系统(3)主要包括注浆管(3.1)、排水管(3.2)、第一接头(3.4.1)、第二接头(3.4.2)、第一阀门(3.5.1)、第一阀门(3.5.1);排水装置(4)包括抽水泵(4.1)、排水导管(4.2)、排水压力控制箱(4.3)透明塑料管(4.4)、排水量测定表(4.5);智能监测控制系统(5)包括注浆压力表(5.1)、排水压力表(5.2)、智能压力控制装置(5.3);注浆压力控制箱(2.4)内的压力传感器(2.7)通过导线连接到控制室(1.1)中的报警装置和显示屏;搅拌机(2.8)安置于浆液存储箱(2.1)的顶部,利用导线与控制室(1.1)中控制装置连接;压力检测表(2.9)安置于出浆管(2.6)端部,利用导线与控制室(1.1)的显示屏连接;出浆管(2.6)经由第一导管(3.3.1)、第一接头(3.4.1)、第一阀门(3.5.1)与注浆管(3.1)连接;抽水泵(4.1)的进水口依次经由排水压力控制箱(4.3)、排水量测定表(4.5)、第二导管(3.3.2)、第二接头(3.4.2)、第二阀门(3.5.2)与排水管(3.2)连接,各部件接口处均采用丝扣连接;抽水泵(4.1)的出水口与排水导管(4.2)连接,排水导管(4.2)中设有一段透明塑料管(4.4);在浆液储存箱(2.1)内的底部安装压力传感器(2.7),压力传感器(2.7)通过导线连接到控制室(1.1)中的报警装置和显示屏,压力传感器(2.7)反馈的压力值显示于控制室(1.1)显示屏上,低于一定压力值时,控制室(1.1)的报警装置发出报警;搅拌机(2.8)放置于浆液存储箱(2.1)的内部,利用导线与控制室(1.1)中控制装置连接,在控制室(1.1)控制装置设置搅拌时长与搅拌的时间间隔,在注浆过程中自动防止浆液凝固;浆液储存箱(2.1)经由注浆泵(2.2)与注浆压力控制箱(2.4)连接,通过注浆压力控制箱(2.4)合理调节注浆装置(2)中的注浆压力;注浆压力控制箱(2.4)设有出浆管(2.6),出浆管(2.6)带有丝扣,保证能够与第一导管(3.3.1)紧密连接;出浆管(...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶锦华张涛王梦筱王利伟曹艳辉邓洪亮李勃亨王守凡
申请(专利权)人:北京市政路桥股份有限公司
类型:新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1