服役期盾构隧道注浆加固装置及方法

申请号 CN202410043616.0 申请日 2024-01-11 公开(公告)号 CN117552806A 公开(公告)日 2024-02-13
申请人 中国建筑一局(集团)有限公司; 北京交通大学; 发明人 申国奎; 刘洋; 丁菲; 魏学达; 陈铁林; 樊容; 吴杰; 张帅; 尹学轩; 刘诚;
摘要 本 申请 提供了一种服役期盾构隧道注浆加固装置和方法。注浆加固装置包括 负压 设备和注浆设备,负压设备包括 真空 泵 、多个吸取孔以及连接 真空泵 和吸取孔的负压管,注浆设备包括注浆机、多个注浆孔以及连接注浆机和注浆孔的注浆管,吸取孔和注浆孔形成在盾构隧道的盾构管片中并且贯通盾构管片;真空泵通过吸取孔从盾构隧道周围的围岩土体吸取 流体 ,注浆机通过注浆孔在盾构隧道与围岩土体的界面向围岩土体灌注 浆液 ,使浆液驱替围岩土体中的流体,以逐渐渗入围岩土体形成注浆加固层。本申请的设备和方法以非破坏方式实现准确、可控、均匀的注浆,减少浆材浪费,节约成本,能在土体与隧道的界面形成注浆加固层。
权利要求

1.一种服役期盾构隧道注浆加固装置,其特征在于,包括负压设备和注浆设备,其中,所述负压设备包括真空(21)、多个吸取孔(23)以及连接所述真空泵和所述吸取孔的负压管(22),所述注浆设备包括注浆机(31)、多个注浆孔(33)以及连接所述注浆机和所述注浆孔的注浆管(32),所述吸取孔和所述注浆孔形成在所述盾构隧道(10)的盾构管片(11、12、13、14、15、16)中并且贯通所述盾构管片;
其中,所述真空泵通过所述吸取孔从所述盾构隧道周围的围岩土体吸取流体,所述注浆机通过所述注浆孔在所述盾构隧道与所述围岩土体的界面向所述围岩土体灌注浆液,使所述浆液驱替所述围岩土体中的所述流体,以逐渐渗入所述围岩土体形成注浆加固层(50)。
2.根据权利要求1所述的注浆加固装置,其特征在于,所述真空泵的吸取速率和所述注浆机的注浆速率配置为使所述浆液非破坏式地以填隙的方式渗入所述围岩土体中的缝隙,并且所述浆液的流动度在260mm以上。
3.根据权利要求1所述的注浆加固装置,其特征在于,所述真空泵先于所述注浆机或与所述注浆机同时启动,以使所述围岩土体中形成注浆缝隙,所述浆液借助所述注浆缝隙的导引作用渗入所述围岩土体。
4.根据权利要求1所述的注浆加固装置,其特征在于,所述吸取孔和所述注浆孔围绕所述盾构隧道在多个所述盾构管片中交替地布置,沿所述盾构隧道的周向方向完全或部分地覆盖所述盾构隧道,相邻的所述注浆孔与所述吸取孔之间的节距(α)为10 30°,所述吸取~
孔和所述注浆孔的内径为3 10mm。
~
5.根据权利要求1所述的注浆加固装置,其特征在于,还包括形成在所述盾构管片中的传送通道,所述传送通道沿所述盾构隧道的周向方向布置并且沿纵向方向延伸,包括与所述吸取孔连通的吸取通道(41)和与所述注浆孔连通的注浆通道(42)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的注浆加固装置,其特征在于,所述注浆孔通过所述盾构管片上的原始注浆孔和/或增加的钻孔形成,所述吸取孔通过增加的钻孔形成。
7.一种使用根据权利要求1至6中任一项所述的注浆加固装置的服役期盾构隧道注浆加固方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供所述真空泵和所述注浆机;
提供具有所述吸取孔、所述注浆孔以及与所述吸取孔和所述注浆孔连通的传送通道的所述盾构管片,所述吸取孔和/或所述注浆孔通过在所述盾构管片上钻孔形成;
通过所述负压管连接所述真空泵和所述吸取孔,通过所述注浆管连接所述注浆机和所述注浆孔;
配置浆液,设置所述真空泵的吸取速率和所述注浆机的注浆速率;
启动所述真空泵,通过所述吸取孔从所述围岩土体吸取所述流体;
启动所述注浆机,通过所述注浆孔在所述盾构隧道与所述围岩土体的界面向所述围岩土体灌注浆液,使所述浆液驱替所述围岩土体中的所述流体,以逐渐渗入所述围岩土体形成所述注浆加固层。
8.根据权利要求7所述的注浆加固方法,其特征在于,围绕整个所述盾构隧道或所述盾构隧道的拱顶区域形成均匀的环形注浆加固层,所述注浆加固层的径向厚度(T)为2 8m。
~
9.根据权利要求7所述的注浆加固方法,其特征在于,提供至少一个真空泵和/或至少一个注浆机,每个真空泵和每个注浆机与不同区域的所述吸取孔和所述注浆孔连接,以将至少一种浆液灌注至所述围岩土体的不同区域。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的注浆加固方法,其特征在于,还包括注浆效果检查步骤,检查方法包括数据分析法、现场观察法和雷达扫描法。

说明书全文

服役期盾构隧道注浆加固装置及方法

技术领域

[0001] 本申请涉及地下工程,具体地,涉及盾构隧道的注浆加固。

背景技术

[0002] 大量地隧道穿越软土地层,在长期服役过程中,可能会发生不均匀沉降,导致如渗漏、大变形,丧失承载能等严重的隧道病害,为地铁的运营安全带来险。地层注浆作
为运营期地铁加固与修复的重要手段,因其施工方法简单高效而广泛应用。对渗透率较低
的软土,劈裂注浆是目前应用最广泛的一种注浆方法。该方法是施加注浆压力于土体,当浆
液的液体压力超过土体的劈裂压力时土体产生力劈裂,也就是土体突然出现裂缝,吃浆
量突然增加。劈裂注浆通过注浆压力劈裂土体使得浆液在注浆孔附近的土体中形成网状浆
脉,浆脉硬化后与土体共同形成注浆复合体,通过浆脉挤压土体和浆脉的骨架作用加固土
体。
[0003] 然而劈裂注浆存在弊端。首先,劈裂注浆的浆脉网络的分布与加固方向难以确定,在现实工程中常需要多次劈裂注浆增强注浆效果。其次,劈裂注浆只能在单点范围内进行
加固,加固范围有限,要实现期望的注浆加固效果,通长需要多点劈裂注浆同时进行。再者,劈裂注浆的注浆压力通长较大,需注意控制注浆压力大小以防止隧道结构遭受破坏。
发明内容
[0004] 本申请的目的在于提供一种服役期盾构隧道注浆加固层施工技术,其应用于服役期盾构隧道地层注浆加固,以非破坏性方式实现对土体的注浆。
[0005] 为了实现上述目的,本申请的第一方面,提出了一种服役期盾构隧道注浆加固系统(注浆加固装置),其包括负压设备和注浆设备,其中,负压设备包括真空、多个吸取孔以及连接真空泵和吸取孔的负压管,注浆设备包括注浆机、多个注浆孔以及连接注浆机和
注浆孔的注浆管,吸取孔和注浆孔形成在盾构隧道的盾构管片中并且贯通盾构管片;真空
泵通过吸取孔从盾构隧道周围的围岩土体吸取流体,注浆机通过注浆孔在盾构隧道与围岩
土体的界面向围岩土体灌注浆液,使浆液驱替围岩土体中流体,以逐渐渗入围岩土体形成
注浆加固层。
[0006] 可选地,真空泵的吸取速率和注浆机的注浆速率配置为使浆液非破坏式地以填隙的方式渗入缝隙,并且浆液的流动度在260mm以上。
[0007] 可选地,真空泵先于注浆机或与注浆机同时启动,以使围岩土体中形成注浆缝隙,浆液借助注浆缝隙的导引作用渗入围岩土体。
[0008] 可选地,吸取孔和注浆孔围绕盾构隧道在多个盾构管片中交替地布置,沿盾构隧道的周向方向完全或部分地覆盖盾构隧道,相邻的注浆孔与吸取孔之间的节距为10
~
30°,吸取孔和注浆孔的内径为3 10mm。
~
[0009] 可选地,该注浆加固系统还包括形成在盾构管片中的传送通道,传送通道沿盾构隧道的周向方向布置并且沿纵向方向延伸,包括与吸取孔连通的吸取通道和与注浆孔连通
的注浆通道。
[0010] 可选地,注浆孔通过盾构管片上的原始注浆孔和/或增加的钻孔形成,吸取孔通过增加的钻孔形成。
[0011] 根据本申请的第二方面,提供了一种使用根据第一方面的注浆加固系统的服役期盾构隧道注浆加固方法,其包括以下步骤:
提供真空泵和注浆机;
提供具有传送通道、吸取孔和注浆孔的盾构管片,吸取孔和/或注浆孔通过在盾构
管片上钻孔形成;
通过负压管连接真空泵和吸取孔,通过注浆管连接注浆机和注浆孔;
配置浆液,设置真空泵的吸取速率和注浆机的注浆速率;
启动真空泵,通过吸取孔从围岩土体吸取流体;
启动注浆机,通过注浆孔在盾构隧道与围岩土体的界面向围岩土体灌注浆液,使
浆液驱替围岩土体中的流体,以逐渐渗入围岩土体形成注浆加固层。
[0012] 可选地,围绕整个盾构隧道或盾构隧道的拱顶区域形成均匀的环形注浆加固层,注浆加固层的径向厚度为2 8m。
~
[0013] 可选地,提供至少一个真空泵和/或至少一个注浆机,每个真空泵和每个注浆机与不同区域的吸取孔和注浆孔连接,以将至少一种浆液灌注至围岩土体的不同区域。
[0014] 可选地,该注浆加固方法还包括注浆效果检查步骤,检查方法包括数据分析法、现场观察法和雷达扫描法。
[0015] 本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:通过吸取围岩土体中的流体(例如,气体和水),允许浆液非破坏式地以驱替流体的方式逐渐渗入围岩土体,可保持围岩土体地原始结构,提高注浆加固层与围岩土体的整体度,并且能在围岩土体与隧道界
面形成注浆层;通过在盾构管片中提供多个吸取孔和多个注浆孔,可使浆液快速渗入土体,
并且可围绕盾构隧道形成互联的注浆面,提高注浆效率;通过选用吸取孔和注浆孔可准确
控制注浆位置和浆液的有效扩散范围,形成均匀的注浆加固层,减少浆液浪费,节约成本。
附图说明
[0016] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请,并不
构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为根据本申请的实施方式的注浆加固系统的示意图;
图2为根据本申请的实施方式的注浆加固系统的吸取孔、注浆孔和传送通道在盾
构隧道中的布置方式的示意图;
图3为根据本申请的实施方式的注浆加固系统的吸取孔、注浆孔在盾构管片中的
布置方式的示意图;
图4为根据本申请的实施方式的注浆加固系统的吸取孔、注浆孔在盾构管片中的
布置方式的另一个示意图;
图5为根据本申请的实施方式的注浆加固系统的真空泵和注浆机与吸取孔和注浆
孔的连接方式的示意图;以及
图6为使用根据本申请的注浆加固系统和方法形成的注浆加固层的示例图。

具体实施方式

[0017] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是
本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范
围。
[0018] 需要说明的是,本申请的说明书权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用
的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的
过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清
楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0019] 在本申请中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
[0020] 并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领
域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
[0021] 此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如,“连接”可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含
义。
[0022] 下面将参考附图描述根据本申请的示例实施方式。
[0023] 本申请的方案致力于隧道围岩的注浆加固,旨在提供一种与现有的破坏式注浆方式、尤其是劈裂注浆不同的注浆加固方案,以准确、可控、快速同时对原始围岩更友好的方
式在隧道周围形成注浆加固层。注浆加固层是指:在穿越软土地层中的隧道周围通过隧道
衬砌后方注浆的方法加固围岩土体,浆液硬化后与土体形成一层的加固层。
[0024] 劈裂注浆是典型的破坏式注浆方式,该方式使用高压注浆工艺,将水泥或化学浆液注入围岩土体,在注浆过程中,注浆管出口的浆液对四周土体施加附加压应力,使原始土
体结构产生剪切裂缝,而浆液则沿着裂缝从土体强度低的地方向强度高的地方逐渐劈裂,
劈入土体中的浆体形成加固土体的浆脉网络或骨架。劈裂注浆虽然可以快速注浆,但是对
围岩土体的原始结构破坏较大,并且不适合服役期的隧道围岩加固。
[0025] 本申请提出的服役期盾构隧道注浆加固方案,提供了一种结合排除土体中的流体(例如,气体和水)以及导引浆液渗入土体的导引渗入式注浆系统,基于此建造注浆加固层。
本申请的注浆系统通过改造盾构管片的结构,在此基础上执行流体吸取排走土体中的气液
以及导引浆液渗入土体,实现对服役期盾构隧道的注浆加固。
[0026] 图1示出了根据本申请的实施方式的服役期盾构隧道注浆加固系统(注浆加固装置),其总体上包括负压设备和注浆设备。负压设备用于从隧道10周围的围岩土体中吸取流
体、例如土体中的气体和水,以及将吸取的流体排走。注浆设备用于将备好的浆液灌注至围
岩土体中,来形成注浆加固层。
[0027] 具体地,参考图1和图2,负压设备包括真空泵21、负压管22和吸取孔23,负压管22将真空泵21和吸取孔23连接,吸取孔23连通围岩土体。真空泵21内可产生真空环境,以在负
压管22内提供负压,利用负压通过吸取孔23从围岩土体吸取流体,流体经由负压管22传送
至真空泵21被排走。注浆设备包括注浆机31、注浆管32和注浆孔33,注浆管32将注浆机31和
注浆孔33连接,注浆孔33连通围岩土体。注浆机31用于配置浆液以及经由注浆管32将浆液
传送至注浆孔33,通过注浆孔33将浆液灌注至围岩土体中。吸取孔23和注浆孔33都形成在
盾构隧道10的盾构管片11、12、13、14、15、16中,并且贯通盾构管片11 16,以与围岩土体连~
通。
[0028] 在使用本申请的注浆加固系统对围岩土体注浆加固的过程中,真空泵21通过吸取孔23从盾构隧道10周围的围岩土体吸取流体,注浆机31通过注浆管32将浆液传送至注浆孔
33,在盾构隧道10与围岩土体的界面区域向围岩土体灌注浆液,使浆液驱替围岩土体中的
流体,逐渐渗入围岩土体,形成从界面区域向内侧延伸的注浆加固层50(请参考图3)。
[0029] 在上述的注浆加固系统中,通过吸取流体和灌注浆液的协同工作方式,在不破坏围岩土体的原始结构的情况中,使浆液快速、完整地填充围岩土体;通过适当地布置吸取孔
23和注浆孔33的位置,以及适当地设置真空泵21和注浆机31的工作参数,可以准确地控制
和预测注浆位置和区域以及注浆的用时;围绕盾构隧道10布置并且相互连通的吸取孔23和
注浆孔33可允许在盾构隧道10的多个周向位置同时注浆,多个注浆位置互联形成注浆带,
可实现更快速地注浆;通过吸取围岩土体中的流体使浆液以自寻向的方式驱替流体以逐渐
渗入围岩土体,可获得从隧道10与围岩土体的界面开始逐渐向土体内延伸的均匀注浆加固
层,形成的注浆加固层仍构成围岩土体的一部分,保持围岩土体的结构完整度,并且注浆加
固层范围内的应力总体一致,不存在显著的应力集中,可提升注浆加固层的整体结构强度
和可靠度。
[0030] 下面将继续参考附图描述本申请的其他方面。
[0031] 根据本申请,吸取孔23和注浆孔33的开口位于隧道10的外壁与围岩土体的界面位置,以使注浆加固层紧贴盾构隧道10形成。附加地,可以在吸取孔23和注浆孔33内布置导管
(未图示),以使吸取开口和注浆开口延伸至围岩土体之中,同时仍保证注浆加固层可覆盖
上述的界面区域。吸取孔23的开口可布置滤网以防止土体中的泥沙、细小的石和土粒进
入负压管22。注浆孔33的开口可布置附加的辅助注浆构件,例如多孔管,以局部地提升注浆
效率。
[0032] 根据本申请,真空泵21可通过负压管22与多个吸取孔23连接,通过多个吸取孔23同时从围岩土体吸取流体,注浆机31可通过注浆管32与多个注浆孔33连接,通过多个注浆
孔33同时向围岩土体注浆。替换地或附加地,注浆加固系统可包括传送通道,该传送通道与
吸取孔23和注浆孔33连通,用于传送吸取的流体以及浆液,如图2的示例所示。该情况中,负压管22可以只连接一个吸取孔23,注浆管32连接一个注浆孔33,通过传送通道将多个吸取
孔23吸取的流体传送至负压管22,以及将浆液分配至多个注浆孔33,如图1和图6所示。传送
通道可形成在盾构管片11 16中,图2中以横截面示意性地显示了传送通道的位置。盾构管
~
片11 16中的多个传送通道包括与吸取孔23连通的吸取通道41和与注浆孔33连通的注浆通
~
道42,各自用于传送吸取的土体流体和浆液。应理解,吸取通道41与注浆通道42应相互隔
离,多个吸取通道41之间以及多个注浆通道42之间应相互连通,以使吸取的流体和浆液独
立地被传送,并且吸取的流体和浆液可绕整个隧道10在周向方向和纵向方向上流动。在图2
的示例中,吸取孔23和注浆孔33各自与吸取通道41和注浆通道42的周向位置相应,直达吸
取通道41和注浆通道42,这是一种简单的布置方案。
[0033] 根据本申请,为保证浆液非破坏式地渗入围岩土体,应适当地设置真空泵21的吸取速率和注浆机31的注浆速率,使浆液的灌注压力低于土体的劈裂应力,并且使浆液以驱
替流体的方式渗入土体中。在该过程中,土体中的浆脉通过吸取围岩土体中的流体时浆液
渗入土体的方式提供,不是通过破坏土体结构、浆液以高压侵入土体产生浆脉。本申请的这
种注浆方式旨在保持和利用围岩土体的原始结构,以驱替结合填隙的方式注浆,对于服役
期的盾构隧道注浆加固尤其有利。根据本申请的实施方式,真空泵21的吸取速率(多个真空
泵21的情况为总吸取速率)设置为5‑10L/min,注浆机31的注浆速率(多个注浆机31的情况
为总注浆速率)设置为5‑10L/min,浆液的流动度在260mm以上,在上述范围内可实现吸取和注浆的良好协同。
[0034] 根据本申请,可以适当地选择真空泵21和注浆机31的启动次序,以使浆液以不同的填隙方式渗入围岩土体。在一个实施方式中,真空泵21先于注浆机31启动或与注浆机31
同时启动,使得浆液被传送至注浆孔33时围岩土体中已经形成注浆缝隙,即通过吸取流体
使原来被气体和水填充的空间成为空置的缝隙,提前为浆液提渗入注空间,这种情况中浆
液将借助注浆缝隙的导引作用渗入围岩土体。或者,在其他实施方式中,注浆机31先于真空
泵21启动,浆液先传送到盾构隧道10与围岩土体的界面,在界面铺展并且填充围岩土体的
表层。在这个过程中浆液在界面产生压力,在界面铺展的浆液对土体中的流体具有更大的
驱除作用,可以在注浆缝隙形成的同时渗入该缝隙,在这种情况中,浆液的驱替作用更加显
著。在上述情况中,都应适当地设置真空泵21和注浆机31的工作参数,以保证吸取和注浆的
良好协同,并且应保证真空泵21将隧道10的围岩土体内的气体和水吸取彻底,以保证浆液
填充的完整性。
[0035] 根据本申请,吸取孔23和注浆孔33围绕盾构隧道10在多个盾构管片11 16的每一~
个中交替地布置。如图2所示,隧道10由六个盾构管片11、12、13、14、15、和16构成。第一盾构管片11 15的结构相同,圆心角θ约67 68°,彼此拼接。第二盾构管片16为封口管片,用于将~ ~
第一盾构管片11 15拼接成的结构封口,通过第二盾构管片16两侧的紧固孔10a和10b以紧
~
固件(未示出)与第一盾构管片14和15固定在一起,以构成一个完整的隧道部段。图4和图5
的盾构隧道10的局部纵向剖视图示出不同位置的盾构管片11 16中吸取孔23和注浆孔33的
~
布置,图4示出第一盾构管片14、15和第二盾构管片16中的布置,图5示出第一盾构管片14、
11、12中的布置。总体上,第一盾构管片11 15中的每一个均布置三个吸取孔23或注浆孔33,~
第二盾构管片16上布置一个注浆孔33或吸取孔23。根据要形成注浆加固层50的范围,吸取
孔23和注浆孔33可沿盾构隧道10的周向方向完全或部分地覆盖盾构隧道10。在实际应用
中,可根据要执行注浆加固的位置,选用盾构管片11 16上靠近注浆加固位置的吸取孔23和
~
注浆孔33,并且将负压管22和注浆管32连接至最接近注浆加固位置的吸取孔23和注浆孔
33,如图6所示,其他不使用的吸取孔23和注浆孔33可以暂时封堵。图4中还示出了用于连接
相邻的盾构管片11 16的装卡部17a以及用于安装隧道内的辅助装置(例如,照明设备、通风
~
设备)的装卡部17b。
[0036] 根据本申请,相邻的吸取孔23与注浆孔33以及可选的吸取通道41与注浆通道42之间的节距角α为10 30°,例如22.5°,吸取孔23和注浆孔33的内径为3 10mm。该设计使注浆缝~ ~
隙的形成速度可符合工程要求,并且灌注的浆液可在盾构隧道10与围岩土体的界面互连形
成注浆面,以保证足够的注浆效率。
[0037] 根据本申请,传送通道可为盾构管片11 16的固有结构,例如在现有注浆过程中作~
为浆液传送通道。在图2的示例中,第一盾构管片11 15中的每一个形成有三个传送通道,第
~
二管片16形成有一个传送通道,传送通道沿盾构隧道10的周向方向布置并且沿纵向方向延
伸。注浆孔33可通过盾构管片11 16上的原始注浆孔和/或增加的钻孔形成,吸取孔23可通
~
过增加的钻孔形成。在图2的示例中,吸取孔23为施工阶段增加的钻孔,注浆孔33为盾构管
片11 16上的固有注浆孔。可选地,可在盾构管片11 16的设计阶段增加对于吸取孔23和注
~ ~
浆孔33的具体设计,在制造盾构管片11 16时完成吸取孔23和注浆孔33的制作。在本申请的
~
注浆加固系统中,利用盾构管片11 16的固有结构提供传送通道以及吸取孔23和注浆孔33,
~
可节约成本,有助于注浆加固系统对于现有盾构隧道的适用度,尤其适用于服役期盾构隧
道的加固。
[0038] 根据本申请的原理,还提供了一种使用上述注浆加固系统的服役期盾构隧道注浆加固方法,其包括以下步骤:
提供真空泵21和注浆机31;
提供具有传送通道、吸取孔23和注浆孔33的盾构管片11 16,吸取孔23和/或注浆
~
孔33通过在盾构管片11 16上钻孔形成;
~
通过负压管22连接真空泵21和吸取孔23,通过注浆管32连接注浆机31和注浆孔
33;
配置浆液,设置真空泵21的吸取速率和注浆机31的注浆速率;
启动真空泵21,通过吸取孔23从围岩土体吸取流体;
启动注浆机31,通过注浆孔33在盾构隧道10与围岩土体的界面向围岩土体灌注浆
液,使浆液驱替围岩土体中的流体,以逐渐渗入围岩土体形成注浆加固层50。
[0039] 根据本申请的注浆加固方法,真空泵21和注浆机31的启动可根据工程要求选择,如上文所述。根据工程要求以及吸取孔23和注浆孔33的布置和数量,可围绕整个盾构隧道
10或盾构隧道10的拱顶区域或其他局部区域形成注浆加固层50。图3的示例示出了在盾构
隧道10的拱顶区域形成的注浆加固层50。该注浆加固层50覆盖均匀的环形区域,具有径向
厚度T。根据本申请的注浆加固方法,可在例如1.5h内在盾构隧道10的周边形成径向厚度T
为2 8m的环形注浆加固层50,相较于现有注浆加固方法效率明显提升,均匀度更好。
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[0040] 在本申请的注浆加固方法中,根据工程要求,可使用多个真空泵21和注浆机31在不同位置以不同的浆液加固围岩土体。例如,提供至少一个真空泵21和/或至少一个注浆机
31,每个真空泵21和每个注浆泵31与盾构隧道10的不同区域(周向方向和纵向方向)的吸取
孔23和注浆孔33连接,借此可在土体的不同区域灌注相同或不同的浆料。由于本申请的方
法对围岩土体以非破坏的方式注浆,因此可以良好地适用该工作方式,以提升注浆效率。该
工作方式尤其适应于对服役期盾构隧道10的不同修复要求。
[0041] 根据本申请的注浆加固方法,还包括检测注浆效果的步骤,检测方法包括数据分析法、现场观察法和雷达扫描法。在一个实施方式中,使用雷达扫描法检查注浆效果。注浆
完成后,使用探地雷达无损检测技术对盾构隧道10的衬砌后方大约1m厚度范围内的介质进
行探测,以获取注浆体的扩散范围及相关信息,该信息可显示实际注浆效果。可根据注浆加
固层50的覆盖范围和径向厚度T选用适合的检测方法。
[0042] 综上所述,在本申请中,提供基于现存盾构管片的固有结构的注浆加固系统和方法,以对围岩土体友好的非破坏方式执行注浆加固,注浆操作简单、便捷、可控,注浆加固层均匀度以及与围岩土体的整体度更好,尤其适用于服役期盾构隧道的注浆加固,对具有少
量渗水、较大量股水、和散布式线水的围岩土体均可适用。
[0043] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修
改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
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