[发明专利]基于隧道长期变形控制的电动化学注浆加固系统及方法

说明书

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及基于隧道长期变形控制的电动化学注浆加固系统及方法，注浆管、排水管、注浆控制装置、监测装置和智能伺服控制系统；所述注浆管和所述排水管沿隧道纵向固定布设于盾构隧道管片外两侧土体中或贯穿盾构隧道道床和盾构隧道管片固定于土体中；所述注浆控制装置包括控制阀门、导线、浆液制备和注射装置、电源装置和注浆控制室，所述浆液制备和注射装置、电源装置位于注浆控制室内，所述电源装置通过所述导线分别电连接控制阀门、所述注浆管和所述排水管，所述监测装置位于盾构隧道管片内部，用于监测隧道内部结构变形，本发明提出了一种更为智能有效的方法来控制运营期间盾构隧道的长期变形问题。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及基于隧道长期变形控制的电动化学注浆加固系统及方法。

背景技术

盾构隧道是城市轨道交通、市政隧道主要结构形式，为预制拼装结构，具有“距离长、接缝多、纵向刚度弱”的特点。在隧道长期运营过程中，受到列车动荷载、地下水开采、工后固结和近接施工等因素的影响，隧道结构容易发生横向过大收敛变形和纵向不均匀沉降，进而导致管片开裂、接头渗漏水、轨道不平顺等病害，威胁隧道结构安全和正常使用。

目前，盾构隧道运维期间通常采用注浆的方式来改善运营隧道的长期变形问题，例如渗透注浆、劈裂注浆和“微扰动”注浆等。我国滨海软黏土层具有含水率高、孔隙比大、强度低、压缩性高、结构性强等特点，现有注浆技术作业过程易造成隧道周围地层二次扰动，甚至加剧隧道长期变形。此外，现有注浆技术仅能在列车夜间停运期间作业且依赖人工，施工效率低，无法实现隧道长期变形的高效、智能化治理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中依赖人工，施工效率低，无法实现隧道长期变形的高效、智能化治理的问题，一方面本发明提供了一种基于隧道长期变形控制的电动化学注浆加固系统，另一方面提供了一种基于隧道长期变形控制的电动化学注浆加固系统的使用方法，其具体技术方案如下。

本发明提供的一种基于隧道长期变形控制的电动化学注浆加固系统，包括：注浆管、排水管、注浆控制装置、监测装置和智能伺服控制系统。

所述注浆管和所述排水管沿隧道纵向固定布设于盾构隧道管片外两侧土体中或贯穿盾构隧道道床和盾构隧道管片固定于土体中。

所述注浆控制装置包括控制阀门、导线、浆液制备和注射装置、电源装置和注浆控制室，所述浆液制备和注射装置、电源装置位于注浆控制室内，所述电源装置通过所述导线分别电连接控制阀门、所述注浆管和所述排水管，所述浆液制备和注射装备与所述注浆管通过外接注浆管连通。

所述监测装置位于盾构隧道管片内部，用于监测隧道结构变形。

进一步的，所述监测机构包括全站仪、收敛监测点和沉降监测点，所述全站仪和沉降监测点设置于盾构隧道道床上部，所述收敛监测点设置于盾构隧道管壁。

进一步的，所述控制阀门用于控制和监测注浆管竖向位移变化，根据浆液流量以及隧道位移变化量智能控制是否浆液注射。

进一步的，所述注浆管为复合结构，包括内层和外层，所述外层为PVC注浆管，所述内层为金属阳极。

进一步的，所述注浆管管壁四周均匀布设有注浆孔。

进一步的，所述排水管为阴极，所述排水管为中空结构，且管壁四周设置有开孔，用于更好地排出电渗作用下流向阴极的孔隙水，所述排水管还连接有用于排水的抽水装置。

进一步的，所述注浆管和排水管两根为一组，间隔布置。

本发明提供的一种基于隧道长期变形控制的电动化学注浆加固系统的使用方法，包括如下步骤：

S1、根据现场实际情况确定需要注浆的盾构环号,将全站仪和沉降监测点设置于盾构隧道道床上部，将收敛监测点设置于盾构隧道管壁；