[发明专利]一种盾构隧道微扰动注浆与孔压消散集成装置

说明书

本发明涉及一种盾构隧道微扰动注浆与孔压消散集成装置，该注浆与孔压消散集成装置包括：水土压力检测装置、柱形注浆棒、柱形渗透棒、结构筒体、应变仪、注浆设备、抽水设备组成。水土压力检测装置存在装置端部，注浆棒与渗透棒以环状结构间隔分布，在筒体内部新城环状结构，其与筒体之间通过单滤结构进行注浆和抽水，在结构端部末端以隔板进行分隔，且在末端呈螺纹结构，注浆管、渗透管、水土压力检测装置的管线通过筒体内部的孔隙连接外部的应变仪、注浆设备和抽水设备。本发明将微扰动注浆和孔压消散进行结合，在注浆的过程中同时对超孔隙水压力进行消散，实时监控土体的各项参数，本发明安装使用方便、可靠性高能够提升施工效率。

技术领域

本发明涉及到地下隧道、公路隧道等众多可利用注浆进行修复的技术领域，本发明涉及一种用于消散土体超孔隙水压力和注浆填充使土壤快速固结的装置和方法。

背景技术

为了缓解城市化进程带来的城市空间压缩和繁重的地面交通压力，以及加快城市圈和区域间的联系及经济发展，国内各地隧道建设如火如荼。我国已成为世界上隧道工程数量最多、建设规模最大、发展速度最快的隧道大国。盾构工法因机械化程度高、施工速度快、对周围环境影响小等优点已成为隧道工程建设优先选择的施工技术。

盾构机开挖掘进的剪切和挤压等作用会对周围土体产生一定的扰动，从而导致地层产生超孔隙水压力，其逐渐消散过程将伴随产生固结沉降，对盾构隧道周围土体的稳定性造成不利影响，导致隧道、邻近地表既有建(构)筑物等发生不均匀沉降，因此，盾构施工期间采取必要措施加速消散管片壁后土层内超孔隙水压力，降低隧道和临近建(构)筑物安全风险和隐患。

同时，盾构隧道受性质不良软弱地层、周边突发堆卸载等影响诱发隧道结构横纵断面变形及相应的倾斜、隆沉及管片开裂、渗漏等结构病害，威胁隧道施工和运营安全，同时危及临近既有建(构)筑物。针对盾构隧道灾病害，多采用芳纶布补强、注浆加固、钢圈加固等多种治理方法。从处理效果和经济效应来分析，微扰动注浆作为盾构隧道施工期与运营期灾害事故预防及应急治理的有效技术措施之一。采用微扰动注浆纠偏或加固过程中，浆液在地层中流动扩散不断挤压被注地层，土体内产生超孔隙水压力，并随着注浆扩散过程不断地变化，其转化为地层土体的有效应力的快慢和速率决定着注浆效应的好坏。

随着地铁建设的不断发展，在前期施工阶段和后期维修阶段，需要采用注浆修复的地方将会随着时间规模越来越大。因此十分有必要解决在注浆过程中由于超孔隙水压力对地层造成的影响

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可用于注浆渗透同时在注浆时对其注浆所产生的超孔隙水压力进行消散，将隧道周围土体的水封排出，并在注浆和渗透的过程中对土体中的孔隙水压力和土压力进行实时监控，判断所需要调整的注浆和渗透参数，以达到快速的提升地层土体的有效应力，使浆液能够在较短的时间固化，达到较好的注浆效果。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种盾构隧道微扰动注浆与孔压消散集成装置，用于盾构隧道病害修复注浆并及时对超孔隙水压力进行消散，在整个注浆和消散的过程中通过端头的水土压力检测器对土体的土压力和孔隙水压力进行监测。其装置包括水土压力检测装置、柱形注浆棒、柱形渗透棒、结构筒体、应变仪、注浆设备、抽水设备。

水土压力检测装置位于装置端头部分，端头部分呈圆锥型，其内部设有放置土压力传感器和孔隙水压力传感器的装置，并通过密封盒将其密封在端头。整个圆锥型端头，在密封盒上方为实心结构，在密封盒四周存在0.5cm孔口与土体接触，其壁厚为2cm。在与圆柱形筒体的连接由螺纹进行连接，其内部与水土压力检测装置的放置位置与隔板呈焊接连接状态，端头尾部呈内纹螺环，圆柱形筒体呈外纹螺丝，其水土压力检测装置外侧的密封盒也通过螺纹进行连接。其密封盒底部存在中心圆孔，用于将土压力传感器和孔隙水压力传感器的导与外侧的应力应变采集仪连接。