可有效防止同步注浆浆液渗漏的盾构成环管片的制作方法

本发明涉及一种在地铁隧道盾构施工中的盾构成环管片，特别涉及一种可有效地防止同步注浆浆液渗漏到拼装区域的盾构成环管片及其构造的方法。

背景技术：

在地铁盾构施工中，整个盾构机是由刀盘、前盾、中盾、盾尾及后配套设施组成的；前盾、中盾和盾尾三部分组成了一个整体的盾构机机头壳体，最前端的刀盘切削土体成为空洞体，前盾、中盾和盾尾所组成的盾构机机头壳体进入到该空洞体中，盾构机机头壳体对该空洞体外侧土体构成支撑，盾尾中的拼装机将管片拼装成环，并密闭注浆后，盾构机刀盘切削土体继续前进，循环往复将成环的管片与后面完成的隧道管片连成一个整体；在前盾中设置有刀盘的驱动电机等设备，在中盾中设置有液压油缸系统，在盾尾的壳体中设置有管片拼装机，盾尾壳体的长度一般为两环半管片的宽度，在盾尾壳体的内侧壁上从前到后还分别设置有盾尾油脂口、油脂刷和同步注浆孔。盾构机掘进过程如下：在始发井和与始发井连通的地下车站中，布设盾构机及其后配套系统，将盾构机机头设置在始发井中的盾构托架上，盾构机后配套排列在与始发井连通的地下车站站台层中，在始发井中先设置反力架，在反力架与盾尾之间的空隙中，先由盾构拼装机进行负环管片的拼装，负环一般根据始发井距离设置若干环，负环管片拼装完成后，盾构机向前推进过程中，盾构机对完成的负环管片是不进行同步注浆作业的；当盾构机始发环的管片拼装完成后，进行始发环外侧的洞门封堵处理，将始发环外侧端与盾尾壳体内侧壁之间所存在的环形缝隙封堵；启动盾构机进行正二环的掘进作业时，盾构机启动后，其盾尾壳体内的盾尾油脂口和油脂刷就开始工作，将始发环内侧端与盾尾壳体内侧壁之间所存在的内侧环形缝隙，用油脂封堵住，盾尾壳体内侧环形缝隙被油脂封闭后，盾构机就启动同步注浆系统，对始发环管片外弧形面与盾尾壳体内侧壁之间所形成的筒状空隙进行同步注浆；当盾构机向前完成第二环掘进后，盾构机停止掘进作业，与此同时，始发环的注浆作业同时也停止，盾构机就是如此循环完成整个隧道的管片拼装的。每一环的注浆量是根据筒状空隙的空间体积，通过理论计算来确定的，一般每环的注浆量为筒状空隙的空间体积的1.4-2.0倍；管片外弧形面与盾尾壳体内侧壁之间所形成的筒状空隙中的注浆量，关系到成环的管片与其外侧土体之间空隙是否能填充密实，若注浆量不足，则会在该空隙中形成空洞，而形成的空洞会诱发其上方地表土体的沉降，因此，在注浆过程中，保证筒状空隙的密封性，使注入的浆液不发生泄漏，是保证管片成环质量和地面安全的关键。为了防止注浆过程中浆液沿径向向成环管片内侧渗漏，在每片弧形管片的四个侧立面上均设置有一个环形止水条嵌入槽，在该环形止水条嵌入槽中，嵌入有环形止水条，起到阻止注浆过程中，浆液沿径向向成环管片内侧渗漏现象的发生，但四个侧立面上设置的环形止水条嵌入槽与管片外弧侧面之间，一般有3厘米的距离，成环管片内侧端与盾尾壳体内侧壁之间所存在的内侧环形缝隙是用油脂封堵的，但封堵油脂不能封闭管片环形止水条与管片外弧侧面之间所存在的径向3厘米的距离空隙，在同步注浆过程中，浆液会从该距离空隙沿轴向泄漏到下一拼装环的拼装区域，造成前一成环管片的注浆浆液量缺失，容易形成空洞，诱发地表土体沉降。

技术实现要素：

本发明提供了一种可有效防止同步注浆浆液渗漏的盾构成环管片及构造方法，解决了同步注浆中管片环形止水条与管片外弧侧面之间所存在的径向3厘米的距离空隙容易渗漏浆液的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思是：在同一成环管片的相邻的两弧形管片的拼接面的止水条外侧，设置阻止浆液渗漏的海绵条，阻止浆液从拼接面上的环形止水条与管片外弧面之间所存在的径向3厘米的距离空隙中渗漏到拼装区域中，保证了成环的管片与其外侧土体之间空隙的注浆量填充足量、密实，降低了空洞形成的概率，保证了上方地面土体不会由于空洞的存在而被诱发沉降。

一种可有效防止同步注浆浆液渗漏的盾构成环管片，包括落地块弧形管片、右标准块弧形管片、左标准块弧形管片、左邻接块弧形管片、右邻接块弧形管片和楔形封顶块，在落地块弧形管片的四个侧立面上设置有落地块拼接面环状止水槽，在落地块拼接面环状止水槽中设置落地块环状止水条，在右标准块弧形管片的四个侧立面上设置有右标准块拼接面环状止水槽，在右标准块拼接面环状止水槽中设置有右标准块环状止水条，在左标准块弧形管片的四个侧立面上设置有左标准块拼接面环状止水槽，在左标准块拼接面环状止水槽中设置左标准块环状止水条，在右邻接块弧形管片的四个侧立面上设置有右邻接块拼接面环状止水槽，在右邻接块拼接面环状止水槽中设置有右邻接块环状止水条，在左邻接块弧形管片的四个侧立面上设置有左邻接块拼接面环状止水槽，在左邻接块拼接面环状止水槽中设置有左邻接块环状止水条，在落地块弧形管片的落地块右拼接面上的落地块环状止水条的外侧边与落地块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴有落地块右海绵止浆条；在落地块弧形管片的左拼接面上的落地块环状止水条的外侧边与落地块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴有落地块左海绵止浆条；在右标准块弧形管片的标准块右上拼接面上的右标准块环状止水条的外侧边与右标准块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴右标准块海绵止浆条；在左标准块弧形管片的标准块左上拼接面上的左标准块环状止水条的外侧边与左标准块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴有左标准块海绵止浆条；落地块弧形管片、右标准块弧形管片、左标准块弧形管片、左邻接块弧形管片、右邻接块弧形管片和楔形封顶块拼装组成首环盾构成环管片。

右标准块海绵止浆条的结构、左标准块海绵止浆条的结构、落地块右海绵止浆条的结构和落地块左海绵止浆条的结构完全相同，它门的径向宽度为3厘米，它门的长度与弧形管片的宽度相同，它门的高度为3厘米。

一种可有效防止同步注浆浆液渗漏的盾构成环管片的构造方法，包括以下步骤：

第一步、在落地块弧形管片的四个侧立面上设置有落地块拼接面环状止水槽，在落地块拼接面环状止水槽中设置落地块环状止水条；在落地块弧形管片的落地块右拼接面上的落地块环状止水条的外侧边与落地块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴落地块右海绵止浆条，落地块右海绵止浆条的径向宽度为3厘米，落地块右海绵止浆条的长度与落地块弧形管片的宽度相同，落地块右海绵止浆条的高度为3厘米；在落地块弧形管片的左拼接面上的落地块环状止水条的外侧边与落地块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴落地块左海绵止浆条，落地块左海绵止浆条的径向宽度为3厘米，落地块左海绵止浆条的长度与落地块弧形管片的宽度相同，落地块左海绵止浆条的高度为3厘米；

第二步、在右标准块弧形管片的四个侧立面上设置有右标准块拼接面环状止水槽，在右标准块拼接面环状止水槽中设置有右标准块环状止水条；在右标准块弧形管片的标准块右上拼接面上的右标准块环状止水条的外侧边与右标准块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴右标准块海绵止浆条，右标准块海绵止浆条的径向宽度为3厘米，右标准块海绵止浆条的长度与右标准块弧形管片的宽度相同，右标准块海绵止浆条的高度为3厘米；

第三步、在左标准块弧形管片的四个侧立面上设置有左标准块拼接面环状止水槽，在左标准块拼接面环状止水槽中设置左标准块环状止水条；在左标准块弧形管片的标准块左上拼接面上的左标准块环状止水条的外侧边与左标准块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴左标准块海绵止浆条，左标准块海绵止浆条的径向宽度为3厘米，左标准块海绵止浆条的长度与左标准块弧形管片的宽度相同，左标准块海绵止浆条的高度为3厘米；

第四步、通过盾构拼装机，拼装首环落地块弧形管片，拼装到位后，通过盾构拼装机，将右标准块弧形管片与落地块弧形管片拼接在一起，落地块右海绵止浆条被右标准块弧形管片的右标准块右下拼接面挤压，形成止浆条，该止浆条将落地块环状止水条与右标准块环状止水条的结合处外侧的径向3厘米距离空隙填实；

第五步、通过盾构拼装机，将左标准块弧形管片与落地块弧形管片拼接在一起，落地块左海绵止浆条被左标准块弧形管片的左标准块左下拼接面挤压，形成止浆条，该止浆条将落地块环状止水条与左标准块环状止水条的结合处外侧的径向3厘米距离空隙填实；

第六步、在右邻接块弧形管片的四个侧立面上设置有右邻接块拼接面环状止水槽，在右邻接块拼接面环状止水槽中设置有右邻接块环状止水条；通过盾构拼装机，将右邻接块弧形管片与右标准块弧形管片拼接在一起，右标准块海绵止浆条被右邻接块弧形管片的右邻接块右下拼接面挤压，形成止浆条，该止浆条将右标准块环状止水条与右邻接块环状止水条结合处外侧的径向3厘米距离空隙填实；

第七步、在左邻接块弧形管片的四个侧立面上设置有左邻接块拼接面环状止水槽，在左邻接块拼接面环状止水槽中设置有左邻接块环状止水条；通过盾构拼装机，将左邻接块弧形管片与左标准块弧形管片拼接在一起，左标准块海绵止浆条被左邻接块弧形管片的左邻接块左下拼接面挤压，形成止浆条，该止浆条将左标准块环状止水条与左邻接块环状止水条结合处外侧的径向3厘米距离空隙填实；

第八步、在楔形封顶块的四个侧立面上设置有楔形封顶块拼接面环状止水槽，在楔形封顶块拼接面环状止水槽中设置楔形封顶块环状止水条；通过盾构拼装机将楔形封顶块插接到左邻接块弧形管片与右邻接块弧形管片之间，完成整个首环盾构成环管片的拼装；

第九步、启动盾构机刀盘，开始掘进第二环土体，与此同时，盾构机盾尾油脂系统开始工作，将始发环内侧端与盾尾壳体内侧壁之间所形成的内侧环形缝隙，用油脂封堵，封堵完成后，盾构机同步注浆系统开始工作，对始发环外弧形面与盾尾壳体内侧壁之间所形成的筒状空隙进行同步注浆，随着盾构机向前掘进，盾尾壳体也跟随向前移动，在向前移动过程中，盾尾油脂系统和同步注浆系统均持续工作，当盾构掘进前行一环宽度后，盾构刀盘停止向前掘进，盾尾油脂系统和同步注浆系统也同时停止工作，首环管片同步注浆结束；

第十步、重复第四步至第九步的步骤，进行第二环管片的拼装；如此循环，直至整个盾构区间管片拼装任务完成，形成一个整体的盾构隧道。

本发明通过设置海绵止浆条基本上阻止了落地块与标准块之间的拼接面上的止水环外侧径向衔接面，沿隧道轴向的浆液泄漏，以及标准块与邻接块之间的拼接面上的止水环外侧径向衔接面，沿隧道轴向的浆液泄漏，尽管在封顶块与两邻接块的拼接面之间无法设置海绵止浆条，但由于封顶块一般设置在成环管片的顶部，同步注浆的浆液通常是从下部到上部填充满筒状空隙的，使封顶块两结合面上泄漏的浆液非常有限；本发明有效防止同步注浆浆液渗漏，最大程度的避免了管片外弧面与土体之间空洞的形成。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的落地块弧形管片1在俯视方向上的结构示意图；

图3是本发明的右标准块弧形管片8在俯视方向上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种可有效防止同步注浆浆液渗漏的盾构成环管片，包括落地块弧形管片1、右标准块弧形管片8、左标准块弧形管片11、左邻接块弧形管片14、右邻接块弧形管片15和楔形封顶块16，在落地块弧形管片1的四个侧立面上设置有落地块拼接面环状止水槽3，在落地块拼接面环状止水槽3中设置落地块环状止水条6，在右标准块弧形管片8的四个侧立面上设置有右标准块拼接面环状止水槽，在右标准块拼接面环状止水槽中设置有右标准块环状止水条9，在左标准块弧形管片11的四个侧立面上设置有左标准块拼接面环状止水槽，在左标准块拼接面环状止水槽中设置左标准块环状止水条12，在右邻接块弧形管片15的四个侧立面上设置有右邻接块拼接面环状止水槽，在右邻接块拼接面环状止水槽中设置有右邻接块环状止水条，在左邻接块弧形管片14的四个侧立面上设置有左邻接块拼接面环状止水槽，在左邻接块拼接面环状止水槽中设置有左邻接块环状止水条，在落地块弧形管片1的落地块右拼接面2上的落地块环状止水条6的外侧边与落地块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴有落地块右海绵止浆条4；在落地块弧形管片1的左拼接面5上的落地块环状止水条6的外侧边与落地块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴有落地块左海绵止浆条7；在右标准块弧形管片8的标准块右上拼接面上的右标准块环状止水条9的外侧边与右标准块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴右标准块海绵止浆条10；在左标准块弧形管片11的标准块左上拼接面上的左标准块环状止水条12的外侧边与左标准块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴有左标准块海绵止浆条13；落地块弧形管片1、右标准块弧形管片8、左标准块弧形管片11、左邻接块弧形管片14、右邻接块弧形管片15和楔形封顶块16拼装组成首环盾构成环管片。

右标准块海绵止浆条10的结构、左标准块海绵止浆条13的结构、落地块右海绵止浆条4的结构和落地块左海绵止浆条7的结构完全相同，它门的径向宽度为3厘米，它门的长度与弧形管片的宽度相同，它门的高度为3厘米。

一种可有效防止同步注浆浆液渗漏的盾构成环管片的构造方法，包括以下步骤：

第一步、在落地块弧形管片1的四个侧立面上设置有落地块拼接面环状止水槽3，在落地块拼接面环状止水槽3中设置落地块环状止水条6；在落地块弧形管片1的落地块右拼接面2上的落地块环状止水条6的外侧边与落地块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴落地块右海绵止浆条4，落地块右海绵止浆条4的径向宽度为3厘米，落地块右海绵止浆条4的长度与落地块弧形管片1的宽度相同，落地块右海绵止浆条4的高度为3厘米；在落地块弧形管片1的左拼接面5上的落地块环状止水条6的外侧边与落地块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴落地块左海绵止浆条7，落地块左海绵止浆条7的径向宽度为3厘米，落地块左海绵止浆条7的长度与落地块弧形管片1的宽度相同，落地块左海绵止浆条7的高度为3厘米；

第二步、在右标准块弧形管片8的四个侧立面上设置有右标准块拼接面环状止水槽，在右标准块拼接面环状止水槽中设置有右标准块环状止水条9；在右标准块弧形管片8的标准块右上拼接面上的右标准块环状止水条9的外侧边与右标准块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴右标准块海绵止浆条10，右标准块海绵止浆条10的径向宽度为3厘米，右标准块海绵止浆条10的长度与右标准块弧形管片8的宽度相同，右标准块海绵止浆条10的高度为3厘米；

第三步、在左标准块弧形管片11的四个侧立面上设置有左标准块拼接面环状止水槽，在左标准块拼接面环状止水槽中设置左标准块环状止水条12；在左标准块弧形管片11的标准块左上拼接面上的左标准块环状止水条12的外侧边与左标准块弧形管片外弧面之间的径向3厘米距离空隙上，粘贴左标准块海绵止浆条13，左标准块海绵止浆条13的径向宽度为3厘米，左标准块海绵止浆条13的长度与左标准块弧形管片11的宽度相同，左标准块海绵止浆条13的高度为3厘米；

第四步、通过盾构拼装机，拼装首环落地块弧形管片1，拼装到位后，通过盾构拼装机，将右标准块弧形管片8与落地块弧形管片1拼接在一起，落地块右海绵止浆条4被右标准块弧形管片8的右标准块右下拼接面挤压，形成止浆条，该止浆条将落地块环状止水条6与右标准块环状止水条9的结合处外侧的径向3厘米距离空隙填实；

第五步、通过盾构拼装机，将左标准块弧形管片11与落地块弧形管片1拼接在一起，落地块左海绵止浆条7被左标准块弧形管片11的左标准块左下拼接面挤压，形成止浆条，该止浆条将落地块环状止水条6与左标准块环状止水条12的结合处外侧的径向3厘米距离空隙填实；

第六步、在右邻接块弧形管片15的四个侧立面上设置有右邻接块拼接面环状止水槽，在右邻接块拼接面环状止水槽中设置有右邻接块环状止水条；通过盾构拼装机，将右邻接块弧形管片15与右标准块弧形管片8拼接在一起，右标准块海绵止浆条10被右邻接块弧形管片15的右邻接块右下拼接面挤压，形成止浆条，该止浆条将右标准块环状止水条9与右邻接块环状止水条结合处外侧的径向3厘米距离空隙填实；

第七步、在左邻接块弧形管片14的四个侧立面上设置有左邻接块拼接面环状止水槽，在左邻接块拼接面环状止水槽中设置有左邻接块环状止水条；通过盾构拼装机，将左邻接块弧形管片14与左标准块弧形管片11拼接在一起，左标准块海绵止浆条13被左邻接块弧形管片14的左邻接块左下拼接面挤压，形成止浆条，该止浆条将左标准块环状止水条12与左邻接块环状止水条结合处外侧的径向3厘米距离空隙填实；

第八步、在楔形封顶块16的四个侧立面上设置有楔形封顶块拼接面环状止水槽，在楔形封顶块拼接面环状止水槽中设置楔形封顶块环状止水条；通过盾构拼装机将楔形封顶块16插接到左邻接块弧形管片14与右邻接块弧形管片15之间，完成整个首环盾构成环管片的拼装；

第九步、启动盾构机刀盘，开始掘进第二环土体，与此同时，盾构机盾尾油脂系统开始工作，将始发环内侧端与盾尾壳体内侧壁之间所形成的内侧环形缝隙，用油脂封堵，封堵完成后，盾构机同步注浆系统开始工作，对始发环外弧形面与盾尾壳体内侧壁之间所形成的筒状空隙进行同步注浆，随着盾构机向前掘进，盾尾壳体也跟随向前移动，在向前移动过程中，盾尾油脂系统和同步注浆系统均持续工作，当盾构掘进前行一环宽度后，盾构刀盘停止向前掘进，盾尾油脂系统和同步注浆系统也同时停止工作，首环管片同步注浆结束；

第十步、重复第四步至第九步的步骤，进行第二环管片的拼装；如此循环，直至整个盾构区间管片拼装任务完成，形成一个整体的盾构隧道。