[发明专利]一种利用盾构同步注浆设备进行二次注浆的装置

说明书

技术领域

本发明涉及盾构利用盾构同步注浆设备进行二次注浆的装置，属于盾构施工技术领域。

背景技术

盾构法施工时的隧道变形是由土质、地下水、隧道断面、埋深以及施工技术等很多因素交织而成的复杂现象。以天津地铁6号线13合同段为例，由于盾构机刀盘直径为6440㎜，而管片外径6150㎜，所以当管片拼装完成并脱出盾尾后，管片与土体之间形成一个环形间隙，此间隙若不及时填充，可能造成地层变形，致使地表下沉或建筑物下沉。因此，同步注浆填补了这一空白，及时有效的浆液注入施工间隙，抑制了地层变形；也使管片得到部分稳定，防止管片偏移；浆液凝结后具备一定的强度，提高了隧道的抗渗能力；当地下水丰富时，还能预防盾尾水源流入掌子面而造成的喷涌。因此，同步注浆技术对提高盾构隧道在施工过程中的稳定性具有十分重要的作用。

二次注浆作为盾构施工的一种辅助工法，主要是起到补充的作用。由于同步注浆液凝固后有所收缩，环形间隙没有填充密实，或者是地表沉降得不到有效控制的情况下，需要在同步注浆结束后进行二次注浆。根据地表沉降监测的反馈信息，结合洞内超声波探测所得的背衬后空洞情况，多采用双液浆将衬背的环形间隙填充，防止地下水系统涌入掌子面。但是注浆压力一定不能超过0.4Mpa，防止击伤管片。

同步注浆过程是通过地面上的搅拌站按照设计配合比拌合的浆液，经过管道运输至隧道口的浆液车，浆液车通过电瓶车运输至盾构机后配套的储浆罐(浆液车与储浆罐通过软管连接)，同时在储浆罐和运浆罐内均装有搅拌叶片对浆液随时进行搅拌，可防止浆液凝结或离析，然后储浆罐内的浆液通过两个注浆泵分别输送至安装在盾尾的四个注浆管道(一般管道是上下对称布置)，最后由注浆管直接输送至壁后间隙起到填充作用，并且整个注浆过程是与盾构机的推进同步进行的。二次注浆过程是通过地面上的搅拌站按照设计配合比拌合的浆液，经过浆液车运输至二次注浆孔，或直接在二次注浆孔附近安置注浆设备，摆放注浆材料，使用搅拌机实时搅拌注浆液，再使用注浆泵注入注浆孔。

从现场施工角度来看，同步注浆很难一直保证刀盘与管片间的环形间隙被填充密实，所以一定程度上说，二次注浆法是盾构推进必不可免的注浆方式。而现有的二次注浆方式虽然简单易操作，但仍然存在一些问题：

1.由于二次注浆是由于同步注浆的效果不好所导致的补强注浆，所以在二次注浆前，隧道存在很大的安全隐患，这就对二次注浆的及时性要求很高，但传统的二次注浆方式常在需二次注浆的管片拖出盾构机台车后才可以注浆，达不到及时性要求，并需耗费大量人力物力安置设备和搬运材料；

2.传统二次注浆方式也可以选择在得到地表沉降监测的反馈信息后第一时间进行补强注浆，但此时进行二次注浆的浆液车必然会挡拦在隧道中心，停滞正常推进，对施工进度产生很大影响。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种利用盾构同步注浆设备进行二次注浆的装置，该装置利用盾构同步注浆设备进行二次注浆，增强补强注浆的及时性。

同步注浆设备改进主要是在传统同步注浆设备后方连接一套改进的二次注浆设备，该方法依托于地铁盾构工程，是以提高注浆效率、减少地层沉降速率为需求研制改进出的二次注浆的新装置。改进后的装置可在第一时间对需二次注浆的管片进行加强补浆。见图1。

如图1所示，一种利用盾构同步注浆设备进行二次注浆的装置，该装置安装在在同步注浆设备的出浆管，该装置用以提供二次注浆。

该装置包括第一球阀1、电机2、搅拌罐3、第二球阀4、离心泵5、压力表6、盾构机储浆罐7、第一注浆泵8、第二注浆泵9、第三球阀10、水泥浆a、水玻璃b、注浆液c。电机2的输出轴与搅拌叶片连接，搅拌叶片设置在搅拌罐3内；盾构机储浆罐7的底部连接有第一压浆泵8和第二压浆泵9，第一注浆泵8用以泵出搅拌好的水泥浆a，第二注浆泵9用以泵入泥浆原材；第一压浆泵8与搅拌罐3之间的管路上设有第一球阀1；搅拌罐3的顶部设有注液口，水玻璃b沿注液口进入搅拌罐3内，注液口与搅拌罐3之间设有第二球阀4；搅拌罐3的底部设有出浆口，出浆口与离心泵5连接，离心泵5与出浆管连接，离心泵5与出浆口之间设有第三球阀10；出浆管上设有压力表6，出浆管内为注浆液c；

水玻璃b能够用水替换。

当施工需要二次注浆时：

使用第一球阀控制盾构机储浆罐内的水泥浆出浆量；

使用第二球阀控制水玻璃b的添加量，同时使用电机带动搅拌罐内的搅拌设备，使二次注浆液搅拌均匀；