[发明专利]一种用于全断面岩层盾构隧道抑制管片上浮的结构及方法在审
申请号: | 202111425531.1 | 申请日: | 2021-11-27 |
公开(公告)号: | CN113958343A | 公开(公告)日: | 2022-01-21 |
发明(设计)人: | 詹涛 | 申请(专利权)人: | 南昌轨道交通集团有限公司 |
主分类号: | E21D11/10 | 分类号: | E21D11/10;E21D11/08;E21D9/06 |
代理公司: | 南昌卓尔精诚专利代理事务所(普通合伙) 36133 | 代理人: | 刘文彬 |
地址: | 330000 江西省南昌市红谷滩区丰*** | 国省代码: | 江西;36 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 断面 岩层 盾构 隧道 抑制 管片 上浮 结构 方法 | ||
1.一种用于全断面岩层盾构隧道抑制管片上浮的结构,包括盾尾外壳、铆固板、岩层、管片、分区隔板和盾尾密封刷,其特征在于,所述盾尾外壳的上下左右四个平行轴线方向上安装四个分区隔板,相邻所述分区隔板之间的圆心角为90°,且相邻分区隔板将管壁划分四个壁厚区域,所述壁厚区域上至少设有一个管片注浆孔,所述岩层与管片之间设有超挖间隙,所述分区隔板的一端设有凸出的锚固板,所述锚固板上设有螺栓孔和螺栓帽,所述盾尾密封刷的一端与锚固板固定连接,所述锚固板中部设有支撑杆,所述锚固板设置在盾尾外壳的上部。
2.根据权利要求1所述的用于全断面岩层盾构隧道抑制管片上浮的结构,其特征在于,四个所述分区隔板结构均相同且在盾构机进隧道进行掘进工作之前通过高强螺栓锚接在盾尾外壳的上下左右四个平行轴线方向上,所述锚固板的曲率与盾尾外壳的曲率一致且紧贴盾尾外壳。
3.根据权利要求1所述的用于全断面岩层盾构隧道抑制管片上浮的结构,其特征在于,所述分区隔板的长度为一环管片的长度,其长度方向与盾构机掘进方向保持一致,所述的分区隔板厚度为2cm,所述的分区隔板的宽度大于超挖间歇的距离,且为超出超挖间隙长度为5cm。
4.根据权利要求2所述的用于全断面岩层盾构隧道抑制管片上浮的结构,其特征在于,所述分区隔板内部还预留了对因分区隔板向前推进而造成矩形空隙进行补注浆的隔板注浆孔,所述隔板注浆孔直径大小与盾尾同步注浆孔直径大小一致,其有效直径为32mm。
5.根据权利要求4所述的用于全断面岩层盾构隧道抑制管片上浮的结构,其特征在于,所述管片后设有向空隙处注浆的注浆设备,所述注浆设备包括与盾尾注浆设备和与管片注浆孔相连的补注浆设备,所述盾尾注浆设备包括与隔板预留注浆孔相连的补注浆设备和盾构机自带的同步注浆设备并与隔板预留注浆孔相连的补注浆设备比同步注浆设备要晚一环开启。
6.根据权利要求1所述的用于全断面岩层盾构隧道抑制管片上浮的结构,其特征在于,所述分区隔板的制作材料为耐锈蚀性的金属材料。
7.根据权利要求1所述的用于全断面岩层盾构隧道抑制管片上浮的结构,其特征在于,所述分区隔板的四周还设置了具有弹性的橡胶圈,所述橡胶圈的存在使得分区隔板具有一定的伸缩性,有利于管片从盾尾脱出。
8.根据权利要求5所述的用于全断面岩层盾构隧道抑制管片上浮的结构,其特征在于,所述隔板预留注浆孔对因分区隔板随着盾构向前推进造成的空隙进行补注浆时,所使用的浆液为水泥-水玻璃双液浆,从而保证浆液更早达到凝固状态,与管片壁后同步注浆形成的四块区域连接形成一个整体,共同起到支撑防水作用。
9.根据权利要求1所述的用于全断面岩层盾构隧道抑制管片上浮的结构,其特征在于,所述管片后空隙的同步注浆分四个区域进行,可根据管片上浮情况以及盾构掘进姿态实现管片壁后空隙的同步注浆压力和浆液注入率的差异化进行动态调控。
10.根据权利要求1~9中任意一项所述的用于全断面岩层盾构隧道抑制管片上浮的结构的方法,其特征在于:它包括以下步骤:
S1:分区隔板安装:在盾构机进入隧道进行掘进工作之前,在盾尾外壳上下左右四个轴线方向上通过螺栓连接安装四个分区隔板;
S2:注浆系统的准备:注浆系统准备包括与注浆孔相连的补注浆系统和与盾尾注浆系统;
S3:参数控制——根据隧道所处的岩层条件以及水文条件等,初步确定各区域的注浆压力和注入率;
S4:浆液配制:施工前,根据工程地质水文地质条件以及地层岩土体物理力学指标进行浆液配比实验,确定最佳的浆液选型与配比;通过隔板预留注浆孔进行补注浆时所使用的浆液掺入了一定量的水玻璃,使浆液更快的达到初凝强度;
S5:盾尾同步注浆:在管片安装完成并脱出盾尾之后,通过盾尾同步注浆分别对管片后四个区域的间隙进行同步注浆;
S6:分区隔板间隙补注浆:盾构机继续向前掘进到下一环时,分区隔板跟着盾构机一起向前,脱离同步注浆完成后的上一环,此时上一环的浆液已经达到了初凝状态,预留在分区隔板里的浆液注浆孔开启,对因为隔板而形成的空隙进行补注;
S7:注浆效果检查:采用管片上浮量直接量测法、地质雷达探测法和监测数据综合分析法等,对壁后的注浆质量进行检测,即根据同步注浆之后管片的上浮量和地表、四周建筑物的变形量等,评估同步注浆的施工质量;
S8:二次补注浆:对于同步注浆质量不符合要求的进行二次补注浆。
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