[实用新型]一种防止液化导致隧道管片上浮的注气系统

说明书

本实用新型公开了一种防止液化导致隧道管片上浮的注气系统，包括监测系统、注气系统和控制系统；监测系统包括孔隙水压力传感器、第一位移传感器及数据采集仪；孔隙水压力传感器用于测量土体内部渗透水压力，其设于隧道土体中；第一位移传感器设于管片外表面及其外土体间；孔隙水压力传感器及第一位移传感器通过有线或无线方式与数据采集仪连接；注气系统包括依次连接的气泵、压力调节阀和气管；气管用于输送气体至液化土体处；控制系统接收来自监测系统的信号，输出信号控制注气系统的工作。本实用新型可以启动注气系统对液化土体处注气，降低土体的液化程度。

技术领域

本实用新型涉及一种盾构隧道领域，特别涉及一种防止液化导致隧道管片上浮的注气系统。

背景技术

当前城市地铁隧道普遍采用盾构法施工,但随着盾构施工过程中遇到的地层越来越复杂,对盾构施工技术提出了更高的要求。地铁盾构掘进施工过程中，管片上浮问题比较突出，部分项目甚至严重到需设置调坡以适合线路设计，造成了较大的工期及经济损失。为了确保地铁隧洞线型满足设计及保证工程质量，需将管片上浮位移量控制在规定的合理范围内。盾构掘进时管片的上浮主要是因为管片抗浮能力不足所引起，管片上浮问题受到多种复杂因素的影响，包括水文地质、工程地质、掘进工法及工艺措施、管片构造、管片后压浆等。管片上浮值较大，不加以控制的话，易导致管片错台、开裂、破损及隧道轴线偏位等问题，从而影响隧洞成型质量。

目前国内处理管片上浮的方法，包括改变注浆稠度以及双液垂直同步注浆等方法，这两种方法的原理，都是尽可能提高注浆液的稠度及固体物质的含量，从而提高浆液与隧道之间的粘结力，从而抵御隧道管片的上浮，这种方法在地层中水量丰富的地层施工时，因地下动水携带着浆液容易流到密封的土舱，实施存在一定的难度。而且单纯采用注浆的方法控制管片上浮施工过程中，还可能因注浆压力过大时,会引起隧道整体上浮或管片局部错台。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种采用综合方法治理的防止液化导致隧道管片上浮的注气系统。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种防止液化导致隧道管片上浮的注气系统，包括监测系统、注气系统和控制系统；所述监测系统包括孔隙水压力传感器、第一位移传感器及数据采集仪；所述孔隙水压力传感器用于测量土体内部的渗透水压力，其设于隧道不同位置的土体中；所述第一位移传感器用于检测隧道管片与管片外土体间的相对位移，其设于隧道管片外表面及管片外土体间；所述孔隙水压力传感器及所述第一位移传感器通过有线或无线方式与所述数据采集仪连接；所述注气系统包括依次连接的气泵、压力调节阀和气管；所述气泵用于产生压缩气体；所述压力调节阀用于调节压缩气体的压力；所述气管用于输送压缩气体至液化土体处；所述控制系统接收来自所述监测系统的信号，输出信号控制所述注气系统的工作。

进一步地，环绕隧道周向均布8个所述孔隙水压力传感器。

进一步地，所述第一位移传感器为回弹式LVDT位移传感器。

进一步地，所述压力调节阀为电动压力调节阀；所述控制系统输出信号控制所述电动压力调节阀的工作。

进一步地，所述气管包括干气管和支气管；所述支气管上设有一排直径1.5～2.5mm的通气孔；所述支气管伸入液化土体中。

进一步地，所述干气管和所述支气管的材质为聚丙烯材质。

进一步地，所述监测系统还包括第二位移传感器；所述第二位移传感器用于检测隧道管片间的相对位移；所述第二位移传感器设于两个相接的隧道管片的相对端面间；所述第二位移传感器通过有线或无线方式与所述数据采集仪连接。

进一步地，所述第二位移传感器为回弹式LVDT位移传感器。

进一步地，沿隧道管片周向均布8个所述第二位移传感器。