[发明专利]盾构过空推段施工空隙填充方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道工程施工的方法和装置，特别是一种盾构施工的方法和装置。

背景技术

当隧道采用“矿山法施工做初支+盾构空推拼管片”工法施工时，矿山法初支与管片之间的空隙填充是影响成型隧道施工质量的重要环节。现有技术采用该工法施工时，空隙填充是在隧道内预堆豆砾石，通过预堆的豆砾石加盾构机同步注浆填充管片背后空隙，或在管片吊装孔上开孔，通过管片上的开孔向管片背后喷射豆砾石，再加上盾构机同步注浆填充管片背后的空隙。

当采用上述的第一种方法填充时，首先，需精确计算预堆豆砾石的方量，当豆砾石计算超量时，由于豆砾石在隧道内无法运输导致豆砾石清理困难；其次，当盾构机在初支内卡壳时，盾体脱困难度大；最后，同步注浆难以扩散，无法完全填充豆砾石之间的空隙，导致成型隧道渗漏水严重。

当采用上述的第二种方法填充时，首先，需要破坏钢筋混凝土管片吊装孔，影响管片强度；其次，豆砾石喷射需要占用成型隧道空间，影响隧道的正常运输，导致影响盾构施工进度；最后，同步注浆浆液会前窜到刀盘，无法完全填充豆砾石之间的空隙，导致隧道后期漏水严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种盾构过空推段施工空隙填充方法和装置，要解决的技术问题是在保证成型隧道施工质量的前提下，提高盾构空推段施工效率。

本发明采用以下技术方案：一种盾构过空推段施工空隙填方法，包括以下步骤：一、电瓶车运输预制管片、豆砾石和砂浆进入盾构机后，将预制管片拼装在隧道初支处，预制管片拼装后由干喷机经干喷钢管进行豆砾石喷射作业，通过刀盘向盾构机的盾壳10点至2点位上部喷射豆砾石，使豆砾石填充在隧道初支半径与预制管片外径之间；二、预制管片拼装及豆砾石喷射完成后，盾构机开始掘进并通过盾构机的同步注浆系统从盾构机盾尾向预制管片背后注砂浆，填充在隧道初支与预制管片之间豆砾石空隙；三、从地面往隧道初支半径与预制管片外径之间灌浆液，填充在隧道初支半径与预制管片外径之间的豆砾石间隙中，地面灌浆孔设置在隧道正上方，相邻两灌浆孔的轴线距离不大于30m，地面灌浆孔孔径不小于260mm。

本发明的隧道初支半径不小于3200mm，预制管片外半径2为3000mm。

本发明的电瓶车每次运输每环用的6块预制管片、一斗豆砾石和一罐砂浆。

本发明的预制管片内径5.4m，外径6m，宽1.5m，豆砾石斗不小于5m³，豆砾石粒径不大于10mm；砂浆不少于5m³，0.7m³砂浆配比为：砂430kg，水泥80kg，粉煤灰170kg，膨润土100kg，水0.35m³～0.40m³，按现有技术在拌合楼中预制。

本发明的将预制管片拼装在隧道初支处，用40分钟时间；通过刀盘向盾构机的盾壳10点至2点位上部喷射不少于5m³豆砾石，用50分钟时间；所述每环同步注砂浆量不小于4m³，用30分钟时间。

本发明的地面灌浆孔孔口设置有溜槽。

本发明的灌浆孔在隧道初支完成之后、盾构机通过之前，采用现有技术钻孔而成。

本发明的盾体机盾体通过其前面的第一个灌浆孔30m后才开始地面灌浆液。

本发明的浆液的配比为：每立方米浆液含有：膨润土120kg，425复合硅酸盐水泥120kg，粉煤灰480kg，细砂640kg，水500kg，减水率不低于25％的减水剂7～14kg。

一种盾构过空推段施工空隙填装置，所述盾构过空推段施工空隙填装置由盾构机盾体、1号连接桥、2号连接桥和3号连接桥连接构成机体，在盾构机盾体和1号连接桥上设有台车双轨梁，在1号连接桥和2号连接桥上部设有单轨梁，单轨梁下停放有运输电瓶车，电瓶车拖挂有三节平板车和一节砂浆车，一节平板车上装有豆砾石斗，另两节平板车上分别装有3块预制管片，在盾构机单轨梁前端、双轨梁后端设置有一台功率不小于7m³/h的干喷机和一台螺旋上料机，干喷机和螺旋机都固定设置在盾构机的2号连接桥上，干喷机经干喷软管连接干喷钢管，豆砾石斗高度满足单轨梁吊装预制管片所需的空间要求。

本发明与现有技术相比，采用豆砾石喷射、同步注浆和地面开孔灌浆三级填充方法，豆砾石运输、螺旋运输机上料和干喷射机喷射均机械施工，解决了现有技术施工方法存在施工效率低的缺陷，广泛适用于采用矿山法+盾构施工工法的隧道施工。

附图说明