[发明专利]用于有效控制地面沉降的新型注浆系统及注浆工艺

说明书

本发明提供一种用于有效控制地面沉降的新型注浆系统及方法。所述包括浆液搅拌装置、浆液输送装置、盾尾同步注砂浆系统和惰性浆液同步注浆系统，所述惰性浆液同步注浆系统包括设置在厚浆车出料口处的第三挤压泵、惰性浆液罐和设置在惰性浆液罐出料口处的惰性浆液注浆泵，所述惰性浆液罐是由罐体和设置在罐体内的搅拌装置，在罐体的底部设有出浆口，在罐体上开设有进浆口和多个观察窗；所述厚浆车通过第三挤压泵和浆料输送管与惰性浆液罐的进浆口连通。在掘进过程中，每掘进一环，通过盾尾砂浆注浆系统进行常规的盾尾砂浆同步注浆，同时通过惰性浆液注浆系统从盾体的最临近12点位的两个径向直孔进行盾体注浆。本发明通过同步注入新型惰性浆液避免了因盾体外的空隙无法及时填充会出现地面沉降。

技术领域

本发明涉及隧道盾构技术领域，尤其是指一种用于通过重要建构筑物时能有效控制沉降的新型注浆工艺及用于该工艺中的注浆系统。

背景技术

近年来，地铁交通已经逐步成为城市解决交通拥堵的重要手段，而盾构法作为地铁施工的主要工法，已经得到了越来越广泛的应用。在城市施工中，地面沉降控制是保证地面建构筑物安全的首先因素，而随着地铁交通网络的扩大和完善，地铁隧道不可避免的需要在复杂地质条件下穿越更多的建构筑物甚至运营地铁线，这对盾构施工的地层沉降控制技术提出了更高的要求。

盾构掘进过程中产生的地表沉降主要是由于施工引起的地层损失造成的。(地层损失即盾构施工中开挖土体体积和建成隧道体积之差)，为控制地层损失，盾构机设置有同步注浆系统，通过在盾尾后方及时注入同步浆液填充管片外空隙以弥补地层损失；同时，对尚未填充密实的地方，通过二次注浆进行填充。这一些列手段，对地面沉降控制起到了重要的作用。但该方法不可避免的存在一个问题，即盾构机掘进时，因开挖刀盘开挖断面略大于盾体外径，更大于管片外径，而盾体外面的空隙在掘进过程中无法及时填充，若地质条件差，因盾体外的空隙无法及时填充会出现地面沉降，而当刀盘上方出现地层塌空时，这时需要及时对塌空的地方进行填充并形成有效支撑，但盾尾的注浆对此无能为力，让当盾构机掘进至盾尾到达塌空处需要再推进5-6环左右，而此时塌空往往已经向上传递了较大范围甚至已经到达地面，故：当地质条件差或通过重要建构筑物时，传统注浆方法已难以实现对沉降的有效控制。

发明内容

本发明根据现有技术的不足提供一种用于有效控制地面沉降的新型注浆系统及注浆工艺，本发明中的注浆系统可以同时进行盾尾砂浆注入和盾体惰性浆液注入，其惰性浆液具有良好的稳定性、流动性和适当的塌落度，通过在盾体径向斜孔注入浆液，能实现对地层塌空部位实现快速填充并形成支撑，防止塌空扩散或传递，对沉降控制效果十分理想。

本发明提供的技术方案为：所述一种用于有效控制地面沉降的新型注浆系统，其特征在于：所述注浆系统包括浆液搅拌装置、浆液输送装置、盾尾同步注砂浆系统和惰性浆液同步注浆系统，所述浆液搅拌装置包括第一储料罐和骨料仓，在骨料仓的底部分别设有带控制阀的砂浆输送口和厚浆输送口，并在砂浆输送口通过浆料管连接有第二渣浆泵，在厚浆输送口处通过浆料管连接有第一挤压泵；所述浆液输送装置包括砂浆罐、厚浆罐、砂浆车和厚浆车，在砂浆罐和厚浆罐的出料口均设有第二挤压泵，所述砂浆罐的进料口通过砂浆输送管与第二渣浆泵连通，出料口通过第二挤压泵直接与盾尾同步注浆系统连通，厚浆罐的进料口通过砂浆输送管与第一挤压泵连通；所述惰性浆液同步注浆系统包括设置在厚浆车出料口处的第三挤压泵、惰性浆液罐和设置在惰性浆液罐出料口处的惰性浆液注浆泵，所述惰性浆液罐是由罐体和置在罐体内的搅拌装置，所述罐体的底部设有出浆口，在罐体上开设有进浆口和多个观察窗；所述厚浆车的储浆罐内设有多个方向一致的搅拌叶片，且厚浆车的储浆罐通过第三挤压泵和浆料输送管与惰性浆液罐的进浆口连通。