一种用于全断面隧道掘进机掘进中的回填灌浆方法与流程

本发明涉及隧道掘进灌浆施工领域，尤其涉及一种用于全断面隧道掘进机掘进中的回填灌浆方法。

背景技术：

随着人们对隧道长度要求越来越高，中长隧道已经非常普及，研究表明，对于隧道长度与直径之比大于600时，采用tbm(tunnelboringmachine：全断面隧道掘进机掘进)进行隧道施工是经济的，tbm掘进速率为常规钻爆法的3-10倍，以及tbm施工的优质、安全、有利于环境保护和节省劳动力等优点，使得tbm被广泛应用在大型隧道掘进中，随之而来的预制管片衬砌也成为了土木工程人员研究的重点，由于常规的预制管片与围岩的回填灌浆需要立模浇筑混凝土止浆环或者喷射混凝土形成止浆环，但是通常预制管片与围岩的间隙为10cm左右，不便于人工挖槽或者喷射，所以增大了止浆环的施工难度。而且这样的止浆环施工质量无法保证，有可能无法形成完全封闭的灌浆区域，使得灌浆压力不均匀，影响回填灌浆质量和回填灌浆效率。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于全断面隧道掘进机掘进中的回填灌浆方法，形成完全封闭的止浆环，进而形成完全封闭的灌浆区域，提高灌浆质量与灌浆效率。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种用于全断面隧道掘进机掘进中的回填灌浆方法，其包括以下步骤：

a、将相应管片安装之后立即进行豆砾石的填充，利用豆砾石机器将豆砾石喷入相应管片与围岩的间隙中，形成对管片的初步支承；

b、将管片安装分为十环一组，依次布置多组，对每组的第一环管片与第三环管片灌入双组份合成高分子浆液，形成初步封闭环；

c、对每一组的第二环高压灌入双组分合成高分子浆液形成完全封闭环；

d、重复步骤b与步骤c，直至在下一组管片中的前三环形成完全封闭的止浆环，从而在第一组管片中形成一个封闭灌浆区域；

e、对第一组剩余管片采用逐渐加压式灌入纯水泥浆液，灌浆完毕后将管孔封堵密实，从而完成一个阶段的灌浆；

f、依次重复步骤a与步骤e完成所有管片灌浆，直至所有管片灌浆结束。

所述的回填灌浆方法，其中，上述步骤b与步骤c中所述双组份合成高分子浆液为聚亚胺胶脂浆液。

所述的回填灌浆方法，其中，上述的豆砾石填充管片与围岩的间隙，所使用的豆砾石粒径为5mm-10mm。

所述的回填灌浆方法，其中，上述的第一环、第三环的灌浆以及第二环的高压灌浆，其打孔要求孔直径ф＝42mm，深度、倾角按现场情况而定，安装注浆管，所述的高压为0.3mp-0.5mp。

所述的回填灌浆方法，其中，上述的对于剩余管片采用逐渐加压式灌入纯水泥浆液，所使用的水泥浆为注浆采用水灰比1:1的纯水泥浆，水泥采用42.5水泥；浆液要求能连续搅拌配制，确保浆液的稠度；其中逐渐加压的注浆压力为0.05mpa-0.1mpa，注浆速度为30l/min-60l/min。

本发明提供的一种用于全断面隧道掘进机掘进中的回填灌浆方法，克服了现有止浆环的施工困难，利用双组份高分子化学浆液的遇水膨胀和固结高强度的特点，形成完全封闭的止浆环，进而形成完全封闭的灌浆区域，使得复杂的止浆环制作简单化，提高回填灌浆质量和回填灌浆效率。

附图说明

图1为本发明中回填灌浆方法的流程示意图；

图2为本发明中管片拼装中前三环的位置示意图；

图3为本发明中图2之a-a的剖面示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于全断面隧道掘进机掘进中的回填灌浆方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种用于全断面隧道掘进机掘进中的回填灌浆方法，如图1、图2与图3所示的，其包括以下步骤：

步骤一，将相应管片安装之后立即进行豆砾石的填充，利用豆砾石机器将豆砾石喷入相应管片与围岩的间隙中，形成对管片的初步支承；

步骤二，将管片安装分为十环一组，依次布置多组，对每组的第一环管片1与第三环管片2灌入双组份合成高分子浆液，形成初步封闭环；

步骤三，对每一组的第二环3高压灌入双组分合成高分子浆液形成完全封闭环；

步骤四，重复步骤二与步骤三，直至在下一组管片中的前三环形成完全封闭的止浆环，从而在第一组管片中形成一个封闭灌浆区域；

步骤五，对第一组剩余管片采用逐渐加压式灌入纯水泥浆液，灌浆完毕后将管孔封堵密实，从而完成一个阶段的灌浆；

步骤六，依次重复步骤一与步骤五完成所有管片灌浆，直至所有管片灌浆结束。

并且上述步骤二与步骤三中所述双组份合成高分子浆液为聚亚胺胶脂浆液。

在本发明的另一较佳实施例中，上述的豆砾石填充管片与围岩的间隙，所使用的豆砾石粒径为5mm-10mm。上述的第一环1、第三环2的灌浆以及第二环3的高压灌浆，其打孔要求孔直径ф＝42mm，深度、倾角按现场情况而定，安装注浆管，所述的高压为0.3mp-0.5mp。上述的对于剩余管片采用逐渐加压式灌入纯水泥浆液，所使用的水泥浆为注浆采用水灰比1:1的纯水泥浆，水泥采用42.5水泥；浆液要求能连续搅拌配制，确保浆液的稠度；其中逐渐加压的注浆压力为0.05mpa-0.1mpa，注浆速度为30l/min-60l/min。

为了更进一步描述本发明，以下列举更为详尽的实施例进行说明。

第一步，回填灌浆施工前的准备工作，首先根据施工要求准备好预制混凝土管片、豆砾石、水泥和双组份合成高分子浆液(聚亚胺胶脂浆液)、聚亚胺胶脂灌浆专用泵、混合枪、高压灌浆机、冲击电锤(电钻)、高压管、空气压缩机等。

其中双组份合成高分子材料(聚亚胺胶脂)的主要技术指标如表1所示，

表1

第二步，对管片安装之后立即进行豆砾石的填充，利用豆砾石机器将直径8mm豆砾石喷入管片与围岩的间隙中，形成对管片的初步支承，每个环的管片上均设置有注浆孔4；

第三步，将管片安装分为十环一组，把多功能泵及其附件组装好并把注射枪固定在第一环1管片上。开始注浆，把两根吸料管分别插入树脂和催化剂桶中，活塞在气马达的作用下运动，由于压力的作用使原料经过活塞进入输料管，输送到注射枪里，通过注射枪注入地层，原料渗入裂隙，进而对每组的第一环1管片背后孔隙快速反应达到初步止浆的目的，当达到指定压力之后停止注浆，停止注浆，用树脂冲洗管路和混合枪。换第三环2管片注浆。最终形成第一环1和第三环2的初步封闭环；

第四步，对第二环3高压灌入双组分合成高分子浆液(聚亚胺胶脂浆液)灌入双组份合成高分子浆液(聚亚胺胶脂浆液)，该材料采用高压灌注进行堵水时，当树脂和催化剂掺在一起时反应或遇水产生膨胀，本身反应或发泡生成多元网状密弹性体的特征，当它被高压推挤，注入到岩层或混凝土裂缝(在高压作用下可以使煤岩层的闭合裂隙张开)，可沿岩层或混凝土裂缝延展直到将所有裂隙(包括肉眼难以觉察的裂隙及在高压作用下重新张开的裂隙)充填。在封堵裂隙加固岩层时，岩层不含水时产品膨胀率也相应变小(膨胀倍数为2～4倍)，高压推力将材料压入并充满所有缝隙，达到止漏目的，成品抗压介于25～38mpa；在遇水后(掺水)时产生关联反应，发生膨胀，在膨胀压力的作用下产生二次渗压(膨胀倍数为20～25倍)，高压推力与二次渗压将材料压入并充满所有缝隙，从而达到止漏目的。利用上述特点形成完全封闭环；

第五步，重复第二步至第四步，在下一组管片中的前三环形成完全封闭的止浆环，从而在第一组管片中形成一个封闭灌浆区域；

第六步，对第一组剩余管片钻孔、安装注浆管，沿纵向注浆管方向在距堵塞的注浆孔50cm处钻孔，安装带丝扣的直径为φ20镀锌钢管。砼孔口缝用胶密封，待胶凝结后注入1:1的纯水泥浆，水泥采用42.5水泥，采用逐渐加压式注浆，注浆压力为0.05-0.2mpa，注浆速度为30-60l/min。灌浆完毕后将管孔封堵密实，从而完成一个阶段的灌浆。

第七步，依次重复以上第二至第六个步骤完成所有管片灌浆，灌浆结束。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。