[发明专利]一种盾构隧道施工持续恒压同步注浆装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种盾构隧道施工持续恒压同步注浆装置及其控制方法，注浆装置包括两个压浆罐、与两个压浆罐底部连通的注浆管路、与两个压浆罐侧面连通的供浆管路、设置在压浆罐顶部的气压装置以及数控装置。该注浆装置通过数控装置自动控制各球阀的开启与关闭，使两个压浆罐交替注浆，保证盾构机内的同步注浆压力持续稳定。本发明的优点是：与现有的脉冲式注浆设备相比，本注浆装置可提供恒定注浆压力，注浆时对周围土体扰动小，浆液中的骨料最大粒径对注浆设备的磨损影响很小；与现有的螺旋式压浆设备相比，采用本注浆装置时同步注浆材料内可含有的最大颗粒粒径要大得多，有助于改善浆液的收缩性与稳定性。

技术领域

本发明属于盾构隧道施工技术领域，具体涉及一种盾构隧道施工持续恒压同步注浆装置及其控制方法。

背景技术

盾构隧道施工过程中，盾构机刀盘的外径要大于盾构隧道的外径，因此当盾构隧道脱出盾尾时，在盾构隧道与地层之间将形成一定厚度的空隙，该空隙需要采用同步注浆材料进行填充，防止周围土体向盾构隧道方向发生过大位移而加大对周围地层的扰动，同时防止地表发生过大沉降变形。然而，现有的盾构机采用的同步注浆设备为活塞式脉冲注浆设备，其注浆压力间断式，而盾构隧道施工时在顶推千斤顶作用下是持续掘进的，因此在无注浆压力时，周围土体是要发生一定的变形，而脉冲式的注浆压动对地层有一定的振动影响。此外，脉冲式的注浆设备的注浆压力不便控制。当采用活塞式加压时，同步注浆材料中的粗骨料对加压活塞磨损影响大。

在土体中注浆时还有一种螺旋式加压注浆设备，采用了该设备注浆时，注浆材料中不宜含粒径过大的了骨料，当浆液中含有3mm以上的骨料，对设备磨损影响很大，甚至无法正常工作，而盾构隧道同步注浆中的粗骨料含量对浆液的收缩性与稳定性至关重要，当粗骨料含量过少时，浆液收缩性大，甚至易往地层的渗入过多，导致注浆效果不理想，盾构隧道施工导致的地表沉降大。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种盾构隧道施工持续恒压同步注浆装置及其控制方法，该盾构隧道施工持续恒压同步注浆装置通过数控装置自动控制各球阀的开启与关闭，使两个压浆罐交替注浆，保证盾构机内的同步注浆压力持续稳定。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种盾构隧道施工持续恒压同步注浆装置，包括两个压浆罐、与两个所述压浆罐底部连通的注浆管路、与两个所述压浆罐侧面连通的供浆管路、设置在所述压浆罐顶部的气压装置以及数控装置。

所述气压装置包括加压气管和卸压气管，所述加压气管和卸压气管分别与所述压浆罐的顶部连通，所述加压气管和所述卸压气管上均设有气压管球阀，所述气压管球阀与所述数控装置连接。

所述注浆管路包括注浆主管和两根注浆支管，两根所述注浆支管分别自所述压浆罐底部引出并交汇于所述注浆主管的端口构成相互连通，各所述注浆支管内分别设置有注浆管球阀，所述注浆管球阀与所述数控装置电连接。

所述供浆管路包括供浆总管和两根供浆支管，两根所述供浆支管自所述供浆总管的端口引出并分别与一侧的所述压浆罐相连通，各所述供浆支管内分别设置有供浆管球阀，所述供浆管球阀与所述数控装置电连接。

所述压浆罐内设有浆液搅拌装置，所述浆液搅拌装置包括注浆材料搅拌机以及设置在所述注浆材料搅拌机转轴上的搅拌叶片，所述注浆材料搅拌机与所述数控装置电连接。

所述压浆罐内设有液位传感器，所述液位传感器与所述数控装置电连接。

所述注浆装置的控制方法，包括以下步骤：

（1）分别开启两个压浆罐顶部的卸压气管上的所述气压管球阀，并使两个所述压浆罐顶部的加压气管上的气压管球阀保持关闭；

（2）开启两个所述压浆罐之间的供浆管路中的两个供浆管球阀，使所述供浆管路同步向两个所述压浆罐内注入注浆材料，所述压浆罐内的浆液搅拌装置进行搅拌；