[发明专利]基于外嵌式通道与伸张性囊袋的管片衬砌注浆系统及方法

权利要求书

1.基于外嵌式通道与伸张性囊袋的管片衬砌注浆系统，包括由管片衬砌（1）组成的隧道结构，其特征在于：

管片衬砌（1）中心部位预埋有兼做吊装孔的注浆孔（2），管片衬砌（1）外弧面设有横纵向外嵌式通道，沿管片环向的为浆液扩散主通道（3），沿隧道纵向的为浆液扩散次通道（4），浆液扩散主通道（3）与注浆孔（2）直接相连；

外嵌式通道采用预埋槽道（5），预埋槽道（5）内设有高伸张性的囊袋（6）。

2.根据权利要求1所述的基于外嵌式通道与伸张性囊袋的管片衬砌注浆系统，其特征在于：

注浆孔（2）端部与预埋槽道（5）之间设有素混凝土层，注浆期间采用带逆止阀的注浆管（7）插入注浆孔（2），捅破素混凝土层后进行即时注浆与二次注浆。

3.根据权利要求2所述的基于外嵌式通道与伸张性囊袋的管片衬砌注浆系统，其特征在于：

囊袋（6）分层压紧于预埋槽道（5），内，囊袋（6）上表面不高于预埋槽道（5）开口处高度。

4.根据权利要求3所述的基于外嵌式通道与伸张性囊袋的管片衬砌注浆系统，其特征在于：

拼装成环的管片衬砌（1）脱出盾尾时，在管片衬砌（1）与周边的地层（8）之间形成盾尾空隙（9）；

盾尾空隙（9）在管片衬砌（1）脱出盾尾的同时，第一时间被浆液（10）充填密实，随后在管片衬砌（1）脱出盾尾时，采用二次补浆形式进一步注浆充填。

5.根据权利要求4所述的基于外嵌式通道与伸张性囊袋的管片衬砌注浆系统，其特征在于：

隧道结构的管片衬砌（1）包括封顶块、封顶块两侧的邻接块、以及其余部分的标准块，环向组装后纵向拼接；每块管片上都设有环纵向螺栓孔（11）与手孔（12），螺栓孔（11）在接缝两侧相邻管片衬砌（1）的手孔（12）内穿过；

环向各相邻管片衬砌（1）的浆液扩散主通道（3）对接联通，环纵向浆液扩散主通道（3）与次通道（4）内伸张性囊袋（6）在注浆压力的作用下，完全伸张后，将盾尾空隙（9）完全填满。

6.基于外嵌式通道与伸张性囊袋的管片衬砌注浆方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：将高伸张性囊袋（6）分层压紧、布设于预埋槽道（5）内，基于横纵向浆液扩散通道数量与位置要求，在管片模具上设置预埋槽道（5），采用卡具将预埋槽道（5）进行充分固定，满足管片衬砌（1）浇筑期间不发生位移或变形的要求；

步骤二：预埋注浆孔（2），浇筑管片衬砌（1），在管片衬砌（1）背后形成横纵向分布的浆液扩散主通道（3）与浆液扩散次通道（4）；

步骤三：将管片衬砌（1）运至现场，进行隧道掘进与管片拼装，形成盾构隧道衬砌结构；

步骤四：拼装成环的管片衬砌（1）脱出盾尾，在管片衬砌（1）与周边地层（8）之间形成盾尾空隙（9）；

步骤五：在管片衬砌（1）脱出盾尾形成盾尾空隙（9）的同时，第一时间通过带止浆阀的注浆管（7）进行即时注浆，浆液（10）沿着浆液扩散主通道（3）流动，浆液（10）流动过程中，浆液扩散主通道（3）内的囊袋（6）被逐步扩张，同时浆液逐步流向浆液扩散次通道（4），浆液扩散次通道（4）内的囊袋（6）被逐步扩张；

步骤六：通过持续注浆，在囊袋（6）的保护与限制下，浆液（10）无法随意流动，只能限定在囊袋（6）的伸张范围内，不会被地下水稀释，也不会流入周边地层，更不会出现局部跑浆现象；

步骤七：随着浆液（10）的初凝、终凝，浆液体积有所减小，及时进行二次注浆，确保有限范围的盾尾空隙（9）被完全充填，隧道周边地层（8）的稳定性可以得到保证。

7.根据权利要求6所述的基于外嵌式通道与伸张性囊袋的管片衬砌注浆方法，其特征在于：

注浆孔（2）在管片衬砌（1）浇筑期间采用螺纹套管同步预埋。