盾构同步注浆量与注浆压力的标定方法技术

一种用于标定超大直径盾构同步注浆量与注浆压力的方法，该方法结合盾构机原有同步注浆设备以及自制的试验用压力浆桶所提供的仿真地层压力工况，进行浆液泵送试验；根据注浆泵出口压力与试验装置管路出口压力，统计归纳注浆管路压力损失，标定超大直径盾构注浆实际注浆压力；根据密闭容器注浆前后重量变化与注浆泵活塞往复运动次数，统计归纳注浆泵活塞单次冲程注浆量修正系数，从而标定超大直径盾构同步注浆注浆量；超大直径盾构同步注浆注浆量与注浆压力的标定为盾构机在同步注浆时采取“双控”的原则进行控制提供了依据，从而有效地减小后方的变形、地面后期沉降，缩短后期沉降的稳定时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于建筑工程施工技术 领域。
技术介绍
近年来，上海地区轨道交通与越江隧道发展迅速，使得盾构隧道施工技术发展也 相当快。在上海软土地层中，采用盾构法建造隧道时，同步注浆对成型管片的质量、周边土 层的变形、周边建构筑物与地表沉降的控制起着非常重要的影响。就目前的施工技术而言， 同步注浆的施工参数一般是以控制地表沉降(或周边建构筑沉降)为依据，主要通过调整注 浆量来达到目的，对注浆压力的控制相对重视程度较低。其中存在以下几点问题(1)注浆量控制不精确目前，注浆量的控制一般以储浆桶来进行估测；储浆桶每次装满程度是否相同、每次注 浆完毕时储浆桶内是否还留有不同程度的残余均是未知数，因此对于同步注浆量没有一个 较准确的量测；(2)注浆压力控制不明确目前，从盾构设备的本身而言，注浆泵通过软管连接至盾构尾部的同步注浆管，注浆泵 出口处设有压力表，测试泵出口注浆压力；施工中，一般均根据泵出口压力，再进行适当的 管阻损失压力的补偿，作为同步注浆控制压力；但是，管阻损失压力一般均为经验值或采用 无外围压力下循环泵送压力损失来估算，这明显不够准确。理论与实际工程证明盾构机在同步注浆时采取“双控”的原则进行控制能有效地 减小后方的变形、地面后期沉降，缩短后期沉降的稳定时间。所谓“双控”是指注浆时以注 浆压力为主要的控制标准，以保证后方整个影响区域的压力平衡，以此前提下，注浆量控制 为辅，。但同步注浆“双控”目前尚属于经验性的规律，本研究拟通过实际工程和现场试验 对同步注浆“双控”从理论和施工的角度进行深化研究。同时，同步注浆“双控”对同步注 浆的浆液性质、浆液质量以及盾构机自身对注浆压力和注浆量的控制精度提出了更高的要 求。经对现有技术的文献检索发现，专利号为100402798的中国专利《一种用于地铁 盾构可硬化浆液同步注浆的方法》涉及到了同步注浆方法，但是没有提及标定注浆量和注 浆压力的方法；专利号为CN101012752的中国专利《大直径盾构单液注浆的施工方法》涉及 到了同时控制注浆量和注浆压力的同步注浆施工方法，控制注浆压力为注浆点静止土压 力值、注浆管损失压力、注浆压力差三者之和；盾尾控制各个注浆点的注浆压力施工，注浆 压力控制同壳体注浆部位注浆压力控制。但是没有提及如何计算浆管损失压力和准确控制 注浆量；专利号为CN1994953的中国专利《超大直径泥水平衡盾构施工同步注浆浆液》涉及 到了建筑隧道工程领域的一种超大直径泥水平衡盾构施工同步注浆浆液，但没有提到浆液 的具体施工方法，同时没有提到标定注浆压力和注浆量的方法。总之，现有的文献或专利没有具体涉及到标定超大直径盾构注浆量和注浆压力的方法。
技术实现思路
因此本专利技术所要解决的技术问题是现有超大直径盾构施工同步注浆方法已不能 完全满足成型管片质量和地表沉降的要求。针对上述问题，本专利技术依托具体工程进行了系统的试验研究，提出了一种盾构同 步注浆量与注浆压力的标定方法，包括以下步骤(1)测试软管管阻压力损失，其进一步包括 通过软管连接注浆泵与一试验土箱；在所述试验土箱内施加一仿真地层压力；通过所述注浆泵经由所述软管向所述试验土箱注浆；测定所述软管入口压力与出口压力，由此计算出软管管阻压力损失；(2)测试盾构注浆管路管阻压力损失，其进一步包括 通过盾构注浆管路与软管连接注浆泵与一试验土箱； 在所述试验土箱内施加一仿真地层压力；通过所述注浆泵经由所述盾构注浆管路与所述软管向所述试验土箱注浆； 测定所述盾构注浆管路的入口压力与出口压力，由此计算出所述盾构注浆管路压力损失；结合所述步骤(1)、步骤(2)的结果，标定注浆压力；(3)在所述步骤(1)、步骤(2)开始前后分别对所述试验土箱进行称重，确定实验过程 中注入的土浆重量，并结合实验过程中所述注浆泵的冲程数，确定注浆泵活塞单次冲程的 注浆量。本专利技术的进一步改进在于，在步骤(2)中同步测试所述软管管阻压力损失，并以 所述测试结果来验证步骤(1)中的软管管阻压力损失测试结果。本专利技术的进一步改进在于，上述步骤(1)中进一步包括在通过软管连接注浆泵与试验土箱之前将软管及同步注浆管路注水润滑。本专利技术的进一步改进在于，上述仿真地层压力值为0. 3MPa。附图说明图1为本专利技术的测试软管管阻压力损失试验装置示意图；以及 图2为本专利技术的测试盾构注浆管路管阻压力损失试验装置示意图。具体实施例方式下面结合一具体实施例对本专利技术加以说明。一盾构隧道施工采用Φ 14270mm的土压平衡盾构，隧道衬砌结构外径13950mm， 内径12750mm，厚600mm，环宽2000mm 盾构隧道主线最大纵坡为5. 5%，最小平曲线半径为 R700m,隧道全长1860m。盾构长距离穿越机场段和近距离穿越机场航油管，两者对地表沉降 的要求非常高。鉴于盾构机在同步注浆时采取“双控”的原则进行控制能有效地减小后方 的变形、地面后期沉降，缩短后期沉降的稳定时间，而采用的盾构机同步注浆压力和注浆量4的标定是双控的基础，为此通过本专利技术，结合图1至图2具体说明实施步骤如下 试验土箱的安装、称重与试压；置于空地处，安装椭圆封头、2只法兰盖板，并在泵出口处安装压力表71，在软管中段 安装压力表72，在管出口处安装压力表73，在试验土箱10的顶部安装压力表74 ；安装椭圆封头和法兰盖板时，法兰面涂胶水，黏贴完好的橡胶密封垫；螺栓对称反复预 紧，安装完成的试验土箱10如图1所示。由于试验过程中试验土箱10需要提供压力作用， 为了保证安全，需要在试验开始前对其进行试压，以验证其密封性及抗压性。为了检查试验土箱10及试验中用到的过渡段管路的完好及密封性，将过渡管路 接到试验土箱10通径为F750mm的法兰板上，并安装试验土箱10椭圆封头上的安全溢流 阀、进出气管及阀门。将进气管连接空气压缩机后开始加压，加压采用分级加压，每级加压 0. IMPa，每级稳定时间为10分钟，通过观察发现，每级加压时间约为15分钟，每级加压结束 稳定过程中，土箱顶部压力表74值基本保持不变，可以确定试验土箱密封性良好。加压至 0. 3MPa后，继续加压，土箱安全溢流阀开始卸压，工作正常。将管口过渡段20连接至试验土箱10上，利用电子吊钩秤对试验土箱10进行称 重，得到其初始重量为5060kg。 (3)测试软管管阻压力损失试验设备安装； 1)试验土箱10的吊装；本试验中试验土箱10放置在盾构管片喂片机的端部，管片吊装孔的下方；通过管片吊 装孔上方的行车，将试试验土箱10放置于盾构管片喂片机的端部。2)软管连接；连接好从盾构机上拆卸下的软管，将软管一端连接于注浆泵40的注浆孔42，另一端置 于弃浆桶中。首先打入膨润土润滑管路，膨润土打完后，缓慢打入同步注浆浆液，至管口过 渡段20 口冒浆为止；此时管路中已充满浆液，连接管口过渡段20与试验土箱10。3)试验土箱10加压；关闭连接于试验土箱10的管口过渡段20上的球阀，利用空气压缩机将试验土箱10加 压至0. 3MPa，然后关闭进气阀门，将试验土箱10形成一密闭容器。(4)测试软管管阻压力损失试验流程；上述工作完成后，即开始进行测试软管管阻压力损失的试验，试验过程中取三种不同 5管长的软管进行试验，由于本专利技术所采用的注浆泵均为同一型号，故对任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构同步注浆量与注浆压力的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）测试软管管阻压力损失，其进一步包括：通过软管连接注浆泵与一试验土箱；在所述试验土箱内施加一仿真地层压力；通过所述注浆泵经由所述软管向所述试验土箱注浆；测定所述软管入口压力与出口压力，由此计算出软管管阻压力损失；（２）测试盾构注浆管路管阻压力损失，其进一步包括：通过盾构注浆管路与软管连接注浆泵与一试验土箱；在所述试验土箱内施加一仿真地层压力；通过所述注浆泵经由所述盾构注浆管路与所述软管向所述试验土箱注浆；测定所述盾构注浆管路的入口压力与出口压力，由此计算出所述盾构注浆管路压力损失；结合所述步骤（１）、步骤（２）的结果，标定注浆压力；（３）在所述步骤（１）、步骤（２）开始前后分别对所述试验土箱进行称重，确定实验过程中注入的土浆重量，并结合实验过程中所述注浆泵的冲程数，确定注浆泵活塞单次冲程的注浆量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁志诚，黄德中，郑宜枫，戴仕敏，段创峰，马元，周振，周永习，顾沉颖，侯永冒，巴雅吉乎，魏林春，
申请(专利权)人：上海隧道工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[]