具有限料功能的盾构管片组件及盾构管片背后注浆方法技术

本发明专利技术公开了一种具有限料功能的盾构管片组件及盾构管片背后注浆方法，组件包括管片本体

【技术实现步骤摘要】
具有限料功能的盾构管片组件及盾构管片背后注浆方法


[0001]本专利技术涉及一种盾构隧道用的盾构管片结构，尤其涉及一种具有限料功能的盾构管片组件及盾构管片背后注浆方法
。

技术介绍

[0002]盾构法施工因其具有安全
、
高效
、
对周边环境影响小
、
成品隧道质量可靠等优点，已经广泛应用于国内外铁路
、
市政
、
公路
、
电力等隧道工程的建设中
。
盾构管片背后注浆是盾构法施工过程中控制地表沉降
、
周边建
(
构
)
筑物变形
、
管线变形
、
渗漏水以及确保盾构隧道后期使用安全的重要技术手段和环节
。
[0003]如图1所示，盾构隧道内的多个传统盾构管片3在完成拼装后，多个周向连接的传统盾构管片3构成一个管片环，多个管片环轴向连接形成管片筒，盾构机的盾体2的外面是隧道的土体1，盾体2内靠近尾部的位置设有多个盾尾刷5，盾尾刷5位于管片筒外，盾体2的内壁靠近尾部的位置与盾尾刷5之间设有同步注浆孔6，传统盾构管片3内预设有二次注浆套管
4。
[0004]如图2所示，传统盾构管片背后注浆施工主要分为两个阶段，第一个阶段是在多个传统盾构管片3拼装完成后，随着拼装后的多个传统盾构管片3脱离盾尾，采用同步注浆机通过同步注浆孔6向传统盾构管片3和土体1之间的空隙7中注入浆液8，该阶段称之为同步注浆；如图3所示，第二个阶段通常滞后于盾尾5～8环管片距离，先将该位置的传统盾构管片3上与二次注浆套管4对应的外侧部位打通形成出浆口9，然后通过传统盾构管片3上的二次注浆套管4向传统盾构管片3和土体1之间的空隙7中注入浆液8，旨在进一步巩固同步注浆的注浆效果，该阶段称之为二次注浆
。
[0005]上述浆液8一般包括水泥
、
砂和水，根据需要还包括水玻璃等成份，其中的水泥和水玻璃等溶于水形成溶液，砂不溶于水但混合在溶液中，砂和溶液凝固在一起后共同满足强度需求，如果没有砂，则凝固后的固体强度会降低
。
[0006]上述传统盾构管片背后注浆施工在实际操作过程中存在以下问题：
[0007]1、
由于隧道工程功能的要求，隧道设计一般具有一定的坡度，盾构推进过程中，上坡阶段注浆浆液会因自重自动向远离盾尾的方向流动，下坡阶段浆液会自动向盾尾淤积；由于注浆浆液多为惰性浆液，凝结速度慢，再加上浆液因自流而不能及时填充饱满形成有效支撑，地层极易发生局部坍塌，最终导致地表沉降或者变形超标
。
[0008]2、
同一个管片环顶部的浆液会向下自流到管片环底部或者淤积给底部浆液以压力，导致拼装完成的传统盾构管片上浮；由于浆液流动的不确定性，导致传统盾构管片上浮呈现离散性，不容易掌控
。
[0009]3、
虽然二次注浆在一定程度上能巩固同步注浆的加固效果，但由于二次注浆的实施往往滞后于同步注浆一定距离，特别是在不稳定的地层中，局部坍塌可能已经完成，二次注浆浆液难以注入，实施二次注浆的补强效果不明显
。
[0010]从传统盾构管片背后注浆施工在实际操作过程中存在的问题可以看出，正是因为
缺乏主动管理注浆浆液流动的有效措施，再加上地层坍塌的不确定性，最终导致地表和传统盾构管片变形难以控制
。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有限料功能的盾构管片组件及便于主动管理注浆浆液流动的盾构管片背后注浆方法
。
[0012]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0013]一种具有限料功能的盾构管片组件，包括管片本体，所述管片本体内设有内外贯通的管片通孔且该管片通孔内安装有二次注浆套管，所述具有限料功能的盾构管片组件还包括土工膜袋和浆液管，所述土工膜袋设有若干用于浆液中的溶液通过的通孔且该通孔能够阻止所述浆液中的砂通过，所述土工膜袋置于所述管片本体的外侧表面，所述土工膜袋的袋体上与所述二次注浆套管对应的位置设有连接通孔，轴向贯通的所述浆液管两端中的第一端与所述连接通孔连接，所述浆液管两端中的第二端置于所述二次注浆套管内且相互连接
。
说明：上述管片本体的内外方向与由多个管片本体周向连接形成的管片环的内外方向一致，即以管片本体的内凹弧形面为内侧
、
以管片本体的外凸弧形面为外侧
。
[0014]作为优先，为了将土工膜袋通过浆液管稳定可靠地安装在管片本体上且便于加工和组装，所述具有限料功能的盾构管片组件还包括连接环，圆环形的所述连接环的内壁上设有内螺纹，所述连接环的圆周外壁的相对两侧分别设有与所述连接环一体成型的限位板，所述连接环和所述限位板均置于所述土工膜袋内，所述浆液管的第一端外壁设有外螺纹且通过该外螺纹与所述连接环的内螺纹连接
。
[0015]作为优选，为了便于将连接环和限位板装入土工膜袋内并利用限位板将土工膜袋可靠地安装在管片本体上，所述限位板为长方形板且以两个所述限位板之间的连线方向为长度方向，所述限位板的宽度小于所述连接通孔的孔径
。
[0016]作为优选，为了快速可靠地连接浆液管与二次注浆套管，所述浆液管的第二端外壁设有多个倒刺且通过该倒刺与所述二次注浆套管的内壁连接
。
[0017]作为优选，为了便于应用，所述土工膜袋的袋体形状和尺寸与对应的所述管片本体的形状和尺寸一致，所述土工膜袋的袋体边缘设有折叠部并通过塑料膜将所述折叠部的边缘连接在一起使所述土工膜袋的袋体内外两个表面相互靠近
。
[0018]作为优选，为了将土工膜袋更加稳定可靠地安装在管片本体上，所述土工膜袋为编织袋且其袋体边缘靠近对应的所述管片本体的一侧预留有裙边，所述管片本体的外周侧面设有内凹的环形凹槽，所述裙边覆盖在所述环形凹槽外且通过橡胶圈将所述裙边上与所述环形凹槽对应的部分固定于所述环形凹槽内
。
[0019]一种盾构管片背后注浆方法，包括以下步骤：
[0020]步骤
1、
按照传统盾构施工顺序拼装盾构管片，全部盾构管片或者位于管片环中上部的盾构管片采用所述具有限料功能的盾构管片组件代替传统盾构管片，关闭盾尾的同步注浆孔，将同步注浆机的注浆管与盾构管片组件上的二次注浆套管连接，如果有传统盾构管片，则同时将同步注浆机的注浆管与传统盾构管片上的二次注浆套管连接，并打通传统盾构管片上位于二次注浆套管外侧的部位；
[0021]步骤
2、
在盾体向前推进
、
拼装好的盾构管片逐步脱离盾尾的同时，采用同步注浆
机通过二次注浆套管和浆液管将浆液注入土工膜袋内，土工膜袋在注浆作用下膨胀并填满盾构管片的外壁和土体之间的空隙，如果有传统盾构管片，则通过二次注浆套管将浆液注入管片环的外壁和土体之间的空隙内；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有限料功能的盾构管片组件，包括管片本体，所述管片本体内设有内外贯通的管片通孔且该管片通孔内安装有二次注浆套管，其特征在于：所述具有限料功能的盾构管片组件还包括土工膜袋和浆液管，所述土工膜袋设有若干用于浆液中的溶液通过的通孔且该通孔能够阻止所述浆液中的砂通过，所述土工膜袋置于所述管片本体的外侧表面，所述土工膜袋的袋体上与所述二次注浆套管对应的位置设有连接通孔，轴向贯通的所述浆液管两端中的第一端与所述连接通孔连接，所述浆液管两端中的第二端置于所述二次注浆套管内且相互连接
。2.
根据权利要求1所述的具有限料功能的盾构管片组件，其特征在于：所述具有限料功能的盾构管片组件还包括连接环，圆环形的所述连接环的内壁上设有内螺纹，所述连接环的圆周外壁的相对两侧分别设有与所述连接环一体成型的限位板，所述连接环和所述限位板均置于所述土工膜袋内，所述浆液管的第一端外壁设有外螺纹且通过该外螺纹与所述连接环的内螺纹连接
。3.
根据权利要求2所述的具有限料功能的盾构管片组件，其特征在于：所述限位板为长方形板且以两个所述限位板之间的连线方向为长度方向，所述限位板的宽度小于所述连接通孔的孔径
。4.
根据权利要求1所述的具有限料功能的盾构管片组件，其特征在于：所述浆液管的第二端外壁设有多个倒刺且通过该倒刺与所述二次注浆套管的内壁连接
。5.
根据权利要求1‑4中任何一项所述的具有限料功能的盾构管片组件，其特征在于：所述土工膜袋的袋体形状和尺寸与对应的所述管片本体的形状和尺寸一致，所述土工膜袋的袋体边缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖明清，邓朝辉，封坤，胡威东，周朋，周子扬，李策，喻杨健，韩磊，戴志成，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：