一种针对隧道变形的纠偏装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于隧道施工技术领域，公开了一种针对隧道变形的纠偏装置及方法。针对隧道变形的纠偏装置包括充砂主体、注砂装置以及顶推装置。充砂主体设置有中空腔，侧壁上设置有与中空腔连通的出砂口，充砂主体能够钻入土体，位于隧道的变形位置的同一侧，出砂口与变形位置相向设置；注砂装置能够将砂注入中空腔内，且能够根据需要调节注砂量；顶推装置能够将中空腔内的砂通过出砂口顶出，顶推装置通过将砂顶出并压实以挤压土体，以对变形位置纠偏。该针对隧道变形的纠偏装置能够对隧道的变形位置进行主动纠偏，且注砂装置能够根据实际变形量的动态变化调节注砂量，顶推装置将砂顶出并压实来对隧道变形进行逐步纠偏，满足了多元的变形控制需求。形控制需求。形控制需求。

【技术实现步骤摘要】
一种针对隧道变形的纠偏装置及方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，尤其涉及一种针对隧道变形的纠偏装置及方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济高速发展，城市空间容量需求增加、交通压力加大，合理开发城市地下空间显得尤为重要。而建设地下结构物比地上结构物要复杂，需考虑的因素多，且有很多不可预见性。例如在进行基坑开挖的过程中，周围土体的卸荷作用会导致基坑产生一定的变形，从而对临近建筑物(如隧道)等随着土体一同产生相应的位移变形，从而危及临近建筑物的安全。因此，为了降低地下结构施工对周围建筑物的影响，保护地下结构的整体稳定和安全，在新项目建设期间对基坑外隧道的变形进行严格控制就显得尤为重要。
[0003]目前采用控制基坑外隧道的变形的方法有被动控制方法和主动控制方法，但囿于技术水平以及经济条件的限制，控制效果往往并不高效、经济，主要表现在以下几个方面：第一，被动控制主要是通过注浆来增加土体的强度，减小地下结构的变形，而这种方法因为浆液不可控，常常因为缺乏目的性注浆导致过大的浪费，控制效果也不理想；第二，传统的主动控制方法是通过囊式注浆来进行控制，但目前这种注浆方法不能实时控制注浆囊袋的体积和形状，满足不了多元的变形控制需求；第三，传统的主动控制方法，囊体的扩张是基于注浆，浆液凝固时间通常很短，导致浆液一旦凝固，浆液的体积和形状将不可改变；第四，传统主动控制方法不能根据变形量的实时变化进行动态调节。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的在于提供一种针对隧道变形的纠偏装置，能够对隧道的变形位置进行主动纠偏，且注砂装置能够根据实际变形量的变化调节注砂量，顶推装置将砂顶出并压实来对隧道变形进行逐步纠偏，满足了多元的变形控制需求。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种针对隧道变形的纠偏装置，用于对隧道的变形位置进行纠偏，所述针对隧道变形的纠偏装置包括：
[0007]充砂主体，所述充砂主体设置有中空腔，侧壁上设置有与所述中空腔连通的出砂口，所述充砂主体能够钻入土体内，并位于所述隧道的变形位置的同一侧，所述出砂口与所述隧道的变形位置相向设置；
[0008]注砂装置，所述注砂装置被配置为向所述中空腔内注入砂；
[0009]顶推装置，所述顶推装置能够将所述中空腔内的所述砂通过所述出砂口顶出。
[0010]作为一种可选方案，所述顶推装置包括控制柜、机械臂以及液压千斤顶，所述机械臂一端固定连接于所述控制柜上，另一端与所述液压千斤顶连接，所述液压千斤顶位于所述中空腔内且能够将所述砂顶出；所述机械臂和所述液压千斤顶均与所述控制柜通讯连接。
[0011]作为一种可选方案，所述顶推装置还包括具有弹性的包裹膜，所述液压千斤顶包
裹于所述包裹膜内。
[0012]作为一种可选方案，所述液压千斤顶的输出端设置有顶板。
[0013]作为一种可选方案，所述注砂装置包括填砂器以及注砂管，所述注砂管的一端与所述填砂器连通，另一端能够伸入所述中空腔内，所述填砂器通过所述注砂管将所述砂注入所述中空腔内。
[0014]作为一种可选方案，所述注砂装置还包括流量监测计，所述流量监测计设置于所述注砂管上用于监测流过所述砂的流量。
[0015]作为一种可选方案，所述充砂主体朝向所述土体的底端设置有钻头，所述钻头转动设置于所述充砂主体上。
[0016]作为一种可选方案，所述出砂口距离所述充砂主体的底端具有设定距离。
[0017]本专利技术的另一个目的在于提供一种针对隧道变形的纠偏方法，采用上述任一方案中的针对隧道变形的纠偏装置，所述针对隧道变形的纠偏方法包括如下步骤：
[0018]S1：根据隧道的变形位置的变形量确定地面钻孔位置以及钻孔深度；
[0019]S2：通过充砂主体在所述钻孔位置处进行钻孔施工，并达到所述钻孔深度，所述充砂主体位于所述隧道的变形位置的同一侧，所述充砂主体的出砂口与所述隧道的变形位置相向设置；
[0020]S3：安装注砂装置和顶推装置；
[0021]S4：根据所述变形量的实时变化，所述注砂装置向所述充砂主体的中空腔内注砂并实时调节注砂量，所述顶推装置将所述砂顶出所述出砂口。
[0022]作为一种可选方案，所述隧道内设置有监测所述变形量的监测装置，所述注砂装置能够根据所述监测装置监测所述变形量的实时变化来调整注砂量。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术提供的一种针对隧道变形的纠偏装置，用于对隧道的变形位置进行主动纠偏。该针对隧道变形的纠偏装置包括充砂主体、注砂装置以及顶推装置。其中，充砂主体设置有中空腔，侧壁上设置有与中空腔连通的出砂口，充砂主体能够钻入地面内的土体中，位于隧道的变形位置的同一侧，出砂口与变形位置相向设置；注砂装置能够将砂注入中空腔内，且能够根据需要调节注砂量；顶推装置能够将中空腔内的砂通过出砂口顶出，顶推装置通过将砂顶出并压实以挤压土体，以对变形位置进行纠偏。当隧道一侧位置发生变形后，变形如一侧部分土体坍塌，此时，将充砂主体钻入地面内且使出砂口正对坍塌位置的一侧，注砂装置在中空腔内注入砂，且到达出砂口后，顶推装置将砂逐步顶出并压实挤压土体，以使坍塌一侧的土体朝向隧道移动，以纠偏隧道。该针对隧道变形的纠偏装置能够对隧道的变形位置进行主动纠偏，且注砂装置能够根据实际变形量的变化调节注砂量，顶推装置将砂顶出并压实(即顶砂压密的方式)来对隧道变形进行逐步纠偏，满足了多元的变形控制需求，提高了隧道的稳定性和安全性。
[0025]本专利技术还提供一种针对隧道变形的纠偏方法，应用上述针对隧道变形的纠偏装置能够对隧道进行纠偏，根据隧道实时的变形量调整注砂装置的出砂量，顶推装置将砂顶出并压实挤压土体，实现了隧道的变形位置的纠偏。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例所述的针对隧道变形的纠偏装置和隧道的位置关系示意图；
[0027]图2是本专利技术实施例所述的针对隧道变形的纠偏装置的俯视图。
[0028]图中：
[0029]1‑
充砂主体；11
‑
中空腔；12
‑
出砂口；13
‑
钻头；
[0030]2‑
注砂装置；21
‑
填砂器；22
‑
注砂管；23
‑
流量监测计；
[0031]3‑
顶推装置；31
‑
控制柜；32
‑
机械臂；321
‑
第一机械臂；322
‑
第二机械臂；33
‑
液压千斤顶；331
‑
顶板；34
‑
包裹膜；
[0032]100
‑
隧道；101
‑
监测装置。
具体实施方式
[0033]下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对隧道变形的纠偏装置，用于对隧道(100)的变形位置进行纠偏，其特征在于，所述针对隧道变形的纠偏装置包括：充砂主体(1)，所述充砂主体(1)设置有中空腔(11)，侧壁上设置有与所述中空腔(11)连通的出砂口(12)，所述充砂主体(1)能够钻入土体内，并位于所述隧道(100)的变形位置的同一侧，所述出砂口(12)与所述隧道(100)的变形位置相向设置；注砂装置(2)，所述注砂装置(2)被配置为向所述中空腔(11)内注入砂；顶推装置(3)，所述顶推装置(3)能够将所述中空腔(11)内的所述砂通过所述出砂口(12)顶出。2.根据权利要求1所述的针对隧道变形的纠偏装置，其特征在于，所述顶推装置(3)包括控制柜(31)、机械臂(32)以及液压千斤顶(33)，所述机械臂(32)一端固定连接于所述控制柜(31)上，另一端与所述液压千斤顶(33)连接，所述液压千斤顶(33)位于所述中空腔(11)内且能够将所述砂顶出；所述机械臂(32)和所述液压千斤顶(33)均与所述控制柜(31)通讯连接。3.根据权利要求2所述的针对隧道变形的纠偏装置，其特征在于，所述顶推装置(3)还包括具有弹性的包裹膜(34)，所述液压千斤顶(33)包裹于所述包裹膜(34)内。4.根据权利要求2所述的针对隧道变形的纠偏装置，其特征在于，所述液压千斤顶(33)的输出端设置有顶板(331)。5.根据权利要求1所述的针对隧道变形的纠偏装置，其特征在于，所述注砂装置(2)包括填砂器(21)以及注砂管(22)，所述注砂管(22)的一端与所述填砂器(21)连通，另一端能够伸入所述中空腔(11)内，所述填砂器(21)通过所述注...

【专利技术属性】
技术研发人员：何昌杰，龙燕武，邓佳鸿，刁钰，甘伟，郑刚，
申请(专利权)人：中建五局第三建设有限公司天津大学，
类型：发明
国别省市：