[发明专利]一种软弱破碎带快速安装双护盾TBM施工钢-混组合管片及注浆施工方法

权利要求书

1.一种软弱破碎带快速安装双护盾TBM施工钢-混组合管片，其特征在于：所述钢-混组合管片包括封顶块、底管块以及用于连接封顶块、底管块的两块标准块；

所述封顶块主体为钢管片，所述封顶块内具有内腔，所述封顶块内腔的顶部敞开并覆盖环氧树脂膜，所述环氧树脂膜可向上打开；所述封顶块的内腔内设有橡胶气囊装置；

所述封顶块的内侧设有注浆连接口，所述注浆连接口与内腔相连通；

所述橡胶气囊装置包括橡胶气囊，所述橡胶气囊上具有充气口和充气螺旋套管，所述橡胶气囊的充气口处于封顶块的内腔内，所述充气螺旋套管的内端与充气口相连通，所述充气螺旋套管的外端不处于封顶块的内腔内；所述充气螺旋套管与充气口之间可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的软弱破碎带快速安装双护盾TBM施工钢-混组合管片，其特征在于：所述底管块与两标准块内设有横纵网状布置的注浆管以与环向接缝、纵向接缝分别形成串联循环，所述注浆管与底管块、标准块上的吊装孔相连通。

3.根据权利要求1所述的软弱破碎带快速安装双护盾TBM施工钢-混组合管片，其特征在于：所述封顶块由上面板、下底板、左侧板、右侧板、内侧板以及外侧板所围绕形成。

4. 根据权利要求3所述的软弱破碎带快速安装双护盾TBM施工钢-混组合管片，其特征在于：所述上面板、下底板、左侧板、右侧板、内侧板以及外侧板均为3 cm厚的热轧钢板。

5.根据权利要求1所述的软弱破碎带快速安装双护盾TBM施工钢-混组合管片，其特征在于：所述封顶块内侧注浆连接口的两侧设有两个吊装孔。

6.根据权利要求1或5所述的软弱破碎带快速安装双护盾TBM施工钢-混组合管片，其特征在于：所述注浆连接口用于与注浆反应设备相连通，所述注浆反应设备包括注浆连接管、布置在注浆连接管上的逆止阀和压力表。

7.根据权利要求1所述的软弱破碎带快速安装双护盾TBM施工钢-混组合管片，其特征在于：所述封顶块在环向拼接的两侧分别设有环向高强度螺栓孔；所述封顶块在纵向拼接两侧分别设有多个定位销孔。

8.根据权利要求1所述的软弱破碎带快速安装双护盾TBM施工钢-混组合管片，其特征在于：所述封顶块内设有多根环向支撑肋以及与环向支撑肋相垂直的多根纵向支撑肋；

所述环向支撑肋包括处于外侧的四根第一环向支撑肋以及处于内侧的两根第二环向支撑肋，所述纵向支撑肋为三根；

所述第二环向支撑肋与纵向支撑肋形成对封顶块内腔的结构支撑；

所述第一环向支撑肋形成对封顶块整体的结构支撑。

9.根据权利要求1所述的软弱破碎带快速安装双护盾TBM施工钢-混组合管片，其特征在于：所述橡胶气囊内上设有逆止阀，所述橡胶气囊上的逆止阀用于当橡胶气囊内的注浆液填充到一定压力时流出超出压力的浆液部分。

10.根据权利要求1所述的软弱破碎带快速安装双护盾TBM施工钢-混组合管片的注浆施工方法，其特征在于：所述注浆施工方法包括如下步骤：

S1、双护盾TBM掘进模式下，TBM开挖和管片安装同时进行；管片由管片预制厂预制，运输至TBM设备安装区域后，管片吊机抓取管片放于喂片机上，管片安装器依次安装底管块，两块标准块，最后安装封顶块；

S2、衬砌管片安装前，对管片及安装区进行检查及清理，再进行纵缝、环缝内弧处遇水膨胀止水条粘贴，靠近围岩外弧处缝隙进行预留，形成注浆回流路径；

S3、豆砾石回填完成后，进行注浆；注浆前，充气螺旋套管旋进封顶块上一侧的吊装孔内并与充气口相连通，以对橡胶气囊充气；

S4、充气压力作用下，橡胶气囊充气弹出，处于封顶块内腔顶部的环氧树脂膜与封顶块的上面板快速分离，橡胶气囊的上部从封顶块内腔中挤出并与顶部围岩面紧贴；

S5、取出充气螺旋套管，封闭封顶块上的吊装孔以及底管块、两块标准块上的吊装孔，利用TBM注浆系统与注浆反应设备、注浆连接口相连通；

浆液先充满封顶块的内腔，在压力差的作用下，浆液通过橡胶气囊上的充气口向橡胶气囊内部进行注浆；

当橡胶气囊内部浆液充盈达到一定压力，橡胶气囊上的逆止阀自动开启，浆液通过逆止阀回流浆液至管片本体与围岩间间隙中；

S6、观察与注浆连接口相连通的注浆反应设备上的压力表，当压力表上压力示数达到0.1-0.2 MPa时，底管块、两块标准块通过各自管片上的吊装孔同时对称注浆，此时，浆液形成整体循环，管片环内、管片环与围岩之间的缝隙形成内外压力平衡，保证环缝、纵向缝注浆密实度达到要求；

S7、向底管块、两块标准块各自管片上的吊装孔内持续注浆，待压力表上压力示数达到0.3-0.35 MPa时，进入保压状态，压力值不变化的情况下，可停止注浆。