盾构隧道内深孔注浆加固方法及设备与流程

本发明属于隧道工程的结构技术领域，具体涉及一种盾构隧道内深孔注浆加固方法及设备。

背景技术：

随着城市建设的不断发展，对轨道交通建设需求也日益剧增；受城市规划及地面空间的限制，轨道交通隧道施工不可避免穿越或邻近穿越不同建构筑物，由于盾构隧道掘进施工导致地层损失、土体压缩变形等因素将导致建构筑物变形、沉降等风险，常规的盾构施工所采用的保护方法有地面隔离桩保护、地面注浆加固建筑物基础等方法，但这些常规方法往往受制于外围边界条件影响，如地下管线、隧道与建构筑物平面关系、场地及地面交通等影响无法实现。

纵观国内外轨道交通建设史，根据隧道施工沉降机理分析及盾构掘进地层损失统计，盾构掘进对地层的扰动主要包含：开挖面的地层损失，切口边缘的地层损失，盾壳及盾尾的地层损失，推进方向改变的损失，曲线推进的损失，盾构停机恢复掘进二次扰动及超挖喷涌等，导致即使在盾构隧道通过建筑物后仍因为这部分地层损失而产生大的位移,因此为确保施工对周边环境的保护，须对该阶段的空隙予及扰动的土体变形予以补偿。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种盾构隧道内深孔注浆加固方法及设备，有效实现对地面无条件施作加固的建构筑物进行洞内处理，实现盾构掘进扰动或突发事件的地层损失补偿，有效降低盾构下穿建构筑的施工风险。

本发明所采用的技术方案为：

盾构隧道内深孔注浆加固方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

在盾构管片上设置预埋注浆孔，在预埋注浆孔内设置逆止阀，防止后期打孔过程中地下水喷涌和注浆过程中的返浆跑浆；

打孔完成后通过注浆管插入预埋注浆孔进行注浆加固，注浆管管口设置球阀，用于封堵地下水。

注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆，水灰比1:1，水泥水玻璃体积比1:1。

盾构隧道内深孔注浆加固设备，其特征在于：

于盾构管片上设置预埋注浆孔，在预埋注浆孔内设置逆止阀；管口设置球阀的注浆管插入预埋注浆孔。

注浆管管壁上设置有孔洞，为带花管的注浆管。

注浆管为无缝钢管，按节顶进，管路连接采用内外丝连接。

注浆管长度8-10m，每节1m。

注浆管为φ42无缝钢管，壁厚10mm。

每环盾构管片上设置有16个预埋注浆孔，环周均匀辐射状布置。

本发明具有以下优点：

1、本发明由深孔注浆导管、逆止阀、止水球阀组成，从隧道内进行深孔注浆，有效解决了受外围条件影响而无法进行地表加固的施工风险，对盾构掘进引起的地层损失进行了补偿，保证了盾构隧道下穿建构筑物的施工风险，确保建构筑物的安全。

2、注浆管采用φ42小导管由洞内径向进行，注浆深度可根据隧道与各建(构)筑物的位置关系及施工沉降机理分析地层损失统计,确定各部位的注浆深度，浆液采用水泥-水玻璃双液浆，水灰比1:1，水泥水玻璃体积比1:1。

3、本加固方法操作简单，节省投资，利于施工实施。

附图说明

图1是本发明的深孔注浆示意图；

图2是本发明的预埋注浆孔示意图；

图3是逆止阀示意图；

图4是注浆管及球阀示意图。

图中，1-深孔注浆管，2-预埋注浆孔，3-逆止阀，4-止水球阀，5-注浆管。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及一种盾构隧道内深孔注浆加固方法，在盾构管片上设置预埋注浆孔2，在预埋注浆孔2内设置逆止阀3，防止后期打孔过程中地下水喷涌和注浆过程中的返浆跑浆；打孔完成后通过注浆管5插入预埋注浆孔2进行注浆加固，注浆管5管口设置球阀，用于封堵地下水。注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆，水灰比1:1，水泥水玻璃体积比1:1。

涉及的盾构隧道内深孔注浆加固设备结构具体为：

于盾构管片上设置预埋注浆孔2，在预埋注浆孔2内设置逆止阀3；管口设置球阀的注浆管5插入预埋注浆孔2。注浆管5管壁上设置有孔洞，为带花管的注浆管。注浆管5为无缝钢管，按节顶进，管路连接采用内外丝连接。注浆管5长度8-10m，每节1m。注浆管5为φ42无缝钢管，壁厚10mm。

每环盾构管片上设置有16个预埋注浆孔2，环周均匀辐射状布置。

施工前先查明盾构穿越范围内的地下管线、地下建、构筑物等风险情况，根据分析计算并结合掘进情况划分注浆段落。管片生产前每环管片上预埋16个注浆孔，除f块预留1个注浆孔外，其余预留3个注浆孔，预埋注浆孔2中提前安装好逆止阀3，确保钻孔过程中封堵地下水及注浆过程中防止因注浆压力大导致窜浆、跑浆现象；待盾构掘进通过建构筑物后，采用φ42注浆管向地层中打孔，管口设置球阀，用于封堵地下水，并插入带花管的注浆管5进行注浆，注浆压力根据现场注浆量及地层损失率进行调整，具体注浆参数根据现场试验。注浆管5为壁厚10mm无缝钢管，长度8-10m，按节进行顶进，每节1m，管路连接采用内外丝连接。盾构下穿该区域时，应加强对洞内、地表及房屋等的监控量测，施工前做好地表建筑的初始信息的采集。深孔注浆压力要严格控制，注浆管长度、注浆参数、浆液配比、注浆压力、注浆顺序、注浆时间和注浆量等，应先进行现场试验，做到注浆压力及注浆量“双控”；严格控制出渣量，对每环出渣量进行称重登记，及时对超方区域进深孔注浆补偿注浆，做好注浆量及注浆压力记录，同时对下穿建构筑物区域进行加强监测。

本发明利用孔注浆导管、止水装置、浆液等组成的一种盾构隧道内深孔注浆加固的方法。该方法采用在盾构管片提前预埋注浆孔，通过注浆孔内向地层中打孔，并插入注浆管进行注浆，补偿地层损失，减少建（构）筑物沉降。注浆深度可根据隧道与各建(构)筑物的位置关系及施工沉降机理分析地层损失统计,确定各部位的注浆深度。该方法可有效实现对地面无条件施作加固的建构筑物进行洞内处理，实现盾构掘进扰动或突发事件的地层损失补偿，有效降低盾构下穿建构筑的施工风险；其次注浆套管内设有逆止阀，功能类似于单向阀，有效封堵地下水和浆液跑浆现象。注浆管安装完成后在最后一节管设置球阀，可有效封堵地下水从注浆管内涌出问题。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种盾构隧道内深孔注浆加固方法及其设备，在盾构管片上设置预埋注浆孔，在预埋注浆孔内设置逆止阀，防止后期打孔过程中地下水喷涌和注浆过程中的返浆跑浆；打孔完成后通过注浆管插入预埋注浆孔进行注浆加固，注浆管管口设置球阀，用于封堵地下水。本发明在盾构隧道内进行注浆加固及地层损失补偿，有效封堵地下水和浆液跑浆现象，具有现场施工操作简单，可实施性高，施工风险低的优点。

技术研发人员：马晓波;戴志仁;杨小兵;王博;雷永生;王立新;贾少春;王崇明;王天明;向阳;高志宏;王洪波;张海
受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2018.10.25
技术公布日：2019.03.19