[发明专利]一种用于盾构注浆的同步加料方法

说明书

本发明涉及盾构注浆技术领域，具体涉及一种用于盾构注浆的同步加料方法。本发明针对现有技术中，盾构同步注浆时，直接将外加剂拌入砂浆，容易出现在10到30分钟的时间内砂浆初凝，造成管路堵塞的问题，提供了一种用于盾构注浆的同步加料方法，通过PLC采集注浆泵的冲程信号，再基于采集到的冲程信号，利用气动变量泵控制加料机构对外加剂B组分溶液的输出量，达到控制砂浆初凝时间的效果，大大降低初凝时间，使砂浆结实率接近100％，保证成型隧道质量，且省去二次注浆，节省设备和人工成本，为盾构机快速掘进提供保障。

技术领域

本发明涉及盾构注浆技术领域，具体涉及一种用于盾构注浆的同步加料方法。

背景技术

盾构机是目前国际上最先进的隧道施工机械之一，其依靠的强大的推力和剪切力破碎岩石，使隧道掘进、出渣、衬砌、灌浆等工序平行作业，实现一次成洞。但是目前盾构施工过程中还是有许多不尽人意的地方，像盾构同步注浆就是影响盾构施工的一个重要因素。

盾构同步注浆就是在盾构机掘土推进同时，向盾尾超挖间隙以一定压力注入适量的浆液以填充空隙，最大限度的避免对周围岩土的扰动，控制沉降和变形。

在盾构同步注浆过程中，常常由于砂浆初凝时间的限制，管片上浮情况较为严重，因此，通常会通过添加外加剂来调节砂浆的初凝时间。外加剂有两种，一种是拌入砂浆的A组分，即促强干粉，另一种按实际需要加入的B组分，即激发剂。添加外加剂时，一方面，如果A组分和B组分同时加入砂浆中，在10到30分钟的时间内砂浆就有初凝，极易造成管路堵塞；另一方面，在有些渗透性较好的地层中，砂浆没有及时初凝，就会导致砂浆继续保持渗透，就会出现空洞，需要进行二次注浆；还有一种情况，砂浆受结实率的的影响，砂浆会出现收缩，例如一立方的凝固之后只有0.9立方，就会有0.1立方的空洞需要进行二次注浆。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：盾构同步注浆过程中，添加外加剂时，直接将外加剂拌入砂浆，容易出现在10到30分钟的时间内砂浆初凝，造成管路堵塞的问题，以及对同步注浆未能达到的效果，还需进行二次注浆的问题。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种用于盾构注浆的同步加料方法，包括以下主要步骤：

(1)、加料工具准备

由于空气压缩系统、注浆泵和砂浆罐为盾构机自有的系统，所以主要是准备加料系统和控制系统，其中加料系统包括外加剂溶液制作及存储系统、换向阀、气动变量泵和加料机构；外加剂溶液制作及存储系统主要是外加剂搅拌罐、称重系统和外加剂存储罐。

加料系统设置有多条注浆管路和多条外加剂添加管路；注浆管路从砂浆罐起，经注浆泵与盾尾注浆管路连接；

外加剂添加管路从注料机构起，注料机构一端连接有两路单向阀管路：其中一路通过第一单向阀与外加剂溶液制作及存储系统连接，另一路通过第二单向阀与盾尾注浆管路连接；注料机构另一端与气动变量泵连接，气动变量泵经换向阀与空气压缩系统连接。

(2)、在搅拌站制作砂浆，并按重量加入外加剂的A组分，存储在砂浆罐中。

(3)、制作外加剂B组分溶液

外加剂搅拌罐中装有固体状的外加剂B组分以及水，用于制作B组分的水溶液；其利用称重系统对外加剂搅拌罐中的外加剂B组分和水进行称重，使外加剂的B组分能与水按比例进行混合，并形成溶液存储在外加剂存储罐中。

完成准备工作后开始加料，一次加料工作包括以下步骤：

a、注浆泵从砂浆罐中抽出拌和有外加剂A组分的砂浆到盾尾注浆管路；

b、控制系统内的PLC程序采集注浆泵的冲程信号；