[发明专利]暗挖隧道装配式二衬背后填充的施工方法

说明书

技术领域

本发明属于轨道交通工程施工技术领域，特别是涉及一种应用于地铁暗挖区间采用装配式二衬施工的隧道，向预制管片背后与正线初支结构之间的间隙进行填充的施工方法。

背景技术

现有资料表明，暗挖隧道装配式结构在日本和苏联有所实施和应用。目前国内对地铁盾构隧道装配式结构研究比较成熟，但对暗挖隧道装配式二衬的研究还处于起步阶段。国内的隧道机械化主要体现在盾构与TBM(适用于岩石地层)隧道施工技术，其突出特点为采用预制管片构件作为二衬结构，从而能够提高施工效率与降低工程造价。

暗挖隧道装配式二衬预制管片与初衬之间留有空隙，拼装完成后及时的进行背后填充是一项十分重要的工序，其施工效果主要有以下三个方面：

1、及时填充空隙，支撑管片周围岩体，有效地控制地表沉降。

2、凝结的浆液作为施工隧道的第一道防水屏障，增强拼装隧道的防水能力。

3、为管片提供早期的稳定并使管片与初支一体化，防止管片上浮和侧移，并能确保拼装隧道的最终稳定。

发明内容

为了达到上述效果同时减少施工难度，本发明的目的在于提供一种地铁暗挖区间正线装配式二衬背后填充的施工方法。

为了达到上述目的，本发明提供的地铁暗挖区间正线装配式二衬背后填充的施工方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)完成每一环管片的拼装后，使用管片拼装设备上的豆砾石填充系统 (3)通过预制管片上的径向注浆孔(5)向预制管片(1)背后与正线初支结构(2)之间的间隙进行吹填豆砾石施工；豆砾石经皮带机(11)运送至豆砾石泵(10),由压缩空气填充至管片背后，吹填豆砾石的顺序为由下至上、左右对称。

2)为防止在同步注豆砾石时豆砾石溢出，在管环端头加装气囊式密封，气囊密封充气后顶在洞壁上，管片拼装设备前移时，气囊放气，安装座带动气囊前移。

3)拼装完成20环后，注浆系统(4)通过径向注浆孔(5)向预制管片(1)背后注入水泥浆，利用水泥浆将该环预制管片背后填充的豆砾石间隙填充饱满，形成封闭环，注浆顺序为由下至上、左右对称，灌浆时纵向隔孔注浆(每三环注一孔，拱顶块豆砾石回填困难，浆液流动性较大，每五环注一孔)。待灌浆孔压力达到0.2MPa～0.3MPa时，灌浆孔停止注浆，并继续灌注5min即可结束。

4)由于注浆浆液压力较大，为防止浆液由管片前端外溢，需增加封堵措施，每20环进行一次环向封堵(初支与管片环向间隙)；由于普通灌浆材料灌浆凝结时间难以控制，扩散范围大，难以形成快速封闭，而化学灌浆材料具有凝结时间可控和扩散范围小，能快速封闭的优点，所以采用化学灌浆。

所述的豆砾石填充系统主要由豆砾石罐(9)、豆砾石皮带机(11)、豆砾石泵(10)及空压机(8)等部分组成。

所述的注浆系统主要由注浆泵(12)、搅拌罐(14)组成。注浆台车 (13)单独配置驱动部(15)，可根据需要自行移动。

所述的封堵措施采用化学灌浆。

所述气囊充气时高度不小于100mm，未充气高度为60mm。

本发明提供的地铁暗挖区间正线装配式二衬背后填充的施工方法能够及时填充管片与初衬之间的空隙，支撑管片周围岩体，有效地控制地表沉降；同时凝结的浆液作为施工隧道的第一道防水屏障，增强拼装隧道的防水能力；为管片提供早期的稳定并使管片与初支一体化，防止管片上浮和侧移，确保拼装隧道的最终稳定；而且便于施工、安全性较高、工期短、施工成本低。

附图说明

图1为地铁暗挖隧道装配式二衬横向断面示意图。

图2为豆砾石填充系统示意图。

图3为注浆系统示意图。

图4为预制管片内侧面部分结构示意图。

图5、图6为豆砾石管环端头封堵措施示意图。

图中数字表示的意义：1、预制管片；2、正线初支结构；3、豆砾石填充系统；4、注浆系统；5、注浆孔；6、充气状态气囊；7、放气状态气囊；8、空压机；9、豆砾石罐；10、豆砾石泵；11、石砾石皮带机；12、注浆泵；13、注浆台车；14、搅拌罐；15、驱动单元；16、安装座

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的地铁暗挖区间正线装配式二衬背后填充的施工方法进行详细说明。与已有技术相同的部件采用相同的标号，并省略对其进行的说明。

现以某地铁暗挖区间工程为例进行说明：如图1所示，该区间二衬结构为马蹄形断面，由第一至第六预制管片拼装而成，预制管片与正线初支结构之间存在间隙需进行背后填充。