[发明专利]一种U型盾构机管节壁后注浆系统及其注浆方法

说明书

本发明公开了一种U型盾构机管节壁后注浆系统及其注浆方法，解决了现有技术中U型盾构施工中肥槽回填效率低的问题。本发明U型盾构机管节壁后注浆支护系统，包括流态固化土制备系统、盾尾密封系统和注浆系统，盾尾密封系统可拆卸连接在盾尾处，流态固化土制备系统包括集成在前盾内的干燥装置、筛分破碎装置和搅拌装置，搅拌装置上连通有外加剂容器、固化剂容器和水箱，搅拌装置的输出端与注浆系统的进口端连通且向后延伸至盾尾密封系统。本发明流态固化土制备系统集成在前盾内配合超前挖掘机进行流态固化土的制备，可针对不同工况进行合理施工，与U型盾构机适配度高，利用开挖土进行肥槽回填，提高注浆过程和施工效率，同时降低了施工成本。

技术领域

本发明涉及U型盾构机施工技术领域，特别是指一种U型盾构机管节壁后注浆系统及其注浆方法。

背景技术

U型盾构机铺设完管节向前推进后，管节侧壁和原状土之间会产生一定宽度的间隙（肥槽），这个间隙需要及时进行回填，防止侧壁土体发生失稳、坍塌等，对于管节壁后间隙的处理，此前采用的是填充混凝土工法，混凝土凝固后具有一定的支撑强度，起到防止土体发生变形、防止渗水等作用，但对于长距离、大尺寸的管廊建设，混凝土的用量较大且凝固时间较长，增加了施工成本，降低了施工效率。管节壁后间隙回填流态固化土，是降本增效的方向之一。公开号为CN106638684的一种湿陷性黄土地区的管廊回填土处理方法，虽公开了对管廊两侧回填土进行压密注浆，但其与U型盾构机适配度低且工作效率低。研发一种U型盾构机管节壁后注浆系统并集成于盾构机上，应用于填充管节壁后间隙以提高施工效率很有必要。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种U型盾构机管节壁后注浆系统及其注浆方法，解决了现有技术中U型盾构施工中肥槽回填效率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种U型盾构机管节壁后注浆支护系统，包括流态固化土制备系统、盾尾密封系统和注浆系统，盾尾密封系统可拆卸连接在盾尾处，流态固化土制备系统包括集成在前盾内的干燥装置、筛分破碎装置和搅拌装置，干燥装置、筛分破碎装置和搅拌装置依次连通，搅拌装置上连通有外加剂容器、固化剂容器和水箱，搅拌装置的输出端与注浆系统的进口端连通且向后延伸至盾尾密封系统。

进一步，所述盾尾密封系统包括尾盾安装板，尾盾安装板上沿盾构机掘进方向前后设置至少两道密封结构，相邻两道密封结构之间设置垫板。

其中，所述尾盾安装板上设置两道密封结构，在前的一道密封结构为聚氨酯板、在后的一道密封结构为橡胶板；聚氨酯板和橡胶板与尾盾安装板连接处设有加强板。优选地，每道密封结构均包括左侧密封、右侧密封和底部密封，左侧密封、右侧密封和底部密封形成上部开口的密封腔结构。

作为另一种优选方案，当U型盾构机推进完成后再往肥槽内回填混合浆液时，所述盾尾密封系统还包括密封推板，密封推板通过沿轴向设置的顶推油缸与中盾或尾盾滑动连接；尾盾安装板安装在密封推板的轴向尾部。

进一步，所述注浆系统包括三通混合器，三通混合器的一个进口与连接在搅拌装置的输出端的流态固化土管相连接、另一个进口连接有外加剂管路，外加剂管路与外加剂容器连通，三通混合器的出口端连接有混浆管路，混浆管路的出液口延伸至盾尾密封系统的后方。所述流态固化土管、外加剂管路、混浆管路及水箱连通搅拌装置的管路上均设有流量计。

U型盾构机管节壁后注浆系统还包括超前挖掘机，超前挖掘机与流态固化土制备系统相对应；所述所述搅拌装置和固化剂容器内均设有称重机构。

一种所述的U型盾构机管节壁后注浆系统的注浆方法，步骤如下：

S1流态固化土制备：超前挖掘机将开挖的土体直接或烘干后送入筛分破碎装置内，筛分破碎装置对土体进行破碎筛分，筛分后的部分土体按一定比例进入搅拌装置内，固化剂容器和水箱同时向搅拌装置内加入一定比例的固化剂和水；然后搅拌装置对其内的物料进行搅拌使之形成流态固化土；搅拌装置内的流态固化土的量至少满足一环管片回填需求；