盾构隧道中三液壁后充填施工方法及系统与流程

本公开涉及一种盾构隧道中三液壁后充填施工方法及系统。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

盾构工法由于具有很多优点而被广泛应用于城市地铁和水下隧道的施工：但是盾构法施工时不可避免地会对周围地层造成扰动，引起地表沉隆。控制盾尾地表沉降的关键在于对盾尾间隙的有效充填，而盾尾间隙的充填需要由壁后注浆来实现。

在实际工程中，经常会利用水泥与水玻璃的混合浆液作为壁后充填灌浆材料，这样便会有浆液粘度较低，可灌性较好，可以在水中迅速凝固，结石强度较高等优点，有时根据地质情况的不同还需要加泡沫剂来制备空气砂浆来作为壁后填充材料，也就是三液壁后注浆施工。

这种三液灌浆施工通常采用的方法是使用空气发泡剂，将其加入灰浆中来制备空气砂浆，并加入水玻璃溶液，最后将其混合液同过泵泵送到注射点进行壁后注浆，而这种传统上的水玻璃型的空气灌浆有许多致命的缺点：(1)由于要进行长距离的的压力供给，在空气的侵蚀下容易发生材料分离。(2)混合浆液在管道中存在的时间越长，空气会一定程度的流失以及气泡会变得越来越脆弱。(3)水玻璃本身会与空气中的成分发生反应，进而使空气的损失非常大，从而影响灌浆后的固结效果。

技术实现要素：

本公开为了解决上述问题，提出了一种盾构隧道中三液壁后充填施工方法，本公开将不同的液体分别按照不同的时间、部位注入到相应的位置，最后在注射部位处制备空气砂浆，之后立即与水玻璃溶液混合并注入盾构尾部，可以有效地解决上述存在的问题，从而使注浆后的效果得到显著提升。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种盾构隧道中三液壁后充填施工方法，将灰浆、发泡剂溶液、水玻璃溶液分别按照不同的时间、部位注入到相应的位置，在注射部位处制备空气砂浆，之后立即与水玻璃溶液混合并注入盾构尾部。

作为进一步的限定，将灰浆、发泡剂溶液、水玻璃溶液分别制备好存储于不同的容器，在注射前不能混合。

作为进一步的限定，将发泡剂溶液泵送到发泡机处，且将利用空压机单独制备的压缩空气导入发泡机与发泡机溶液混合进行发泡。

作为进一步的限定，产生气泡后，将灰浆液泵送到混合管道处，使产生的空气和气泡与灰浆混合形成空气砂浆。

作为进一步的限定，将水玻璃溶液直接泵送到注射点处，与制备好的空气砂浆混合，作为最终的壁后填充注浆材料。

作为进一步的限定，将填充注浆材料立即注入盾构尾部的填充部位。

作为进一步的限定，混合液静置时间小于设定值。

设定值为90秒。

一种盾构隧道中三液壁后充填施工系统，包括多个独立的调和槽、管道混合器和发泡机，其中，所述多个独立的调和槽用于分别存储灰浆、发泡剂溶液和水玻璃溶液，存储灰浆的调和槽通过第一通道连通至管道混合器，存储发泡剂溶液通过第二通道连通至发泡机，存储水玻璃溶液的调和槽通过第三通道连通至另一管道混合器，所述管道混合器与发泡机连接，发泡机另一端连接空气压缩机。

作为进一步的限定，所述第一通道、第二通道和第三通道上均设置有泵体。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

(1)由于三种液体都是分别泵送到相应的位置，而且空气砂浆的制备是在注射点附近完成的，这就不会因为将空气砂浆进行长距离的泵送而导致空气流失，气泡减弱等现象的发生。

(2)由于水玻璃溶液是在注射点处与空气砂浆混合之后立即进行壁后充填，这样就会大大减小水玻璃溶液对空气损失的影响。

(3)本公开可以避免因长距离的泵送导致材料分离、空气流失、气泡减弱等现象，可以保证最后注入良好的空气砂浆。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1即为本公开具体的施工示意图；

图中，1：灰浆搅拌机，2：溶液调和槽(2a、2b、2c分别代表a、b、c三种溶液的调和槽)，3：泵(3a、3b、3c分别为三种溶液的单独泵)，4：输送管(4a、4b、4c分别为三种溶液的输送管)，5：注浆管，6：空气压缩机，7：空气输送软管，8：发泡机，9、10：管道混合器，11：盾尾壁后填充处。

a：发泡剂水溶液，b：灰浆液，c：水玻璃溶液，d：压缩空气，e：气泡，f：空气砂浆，g：最终壁后填充注浆材料；

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

一种实际工程中三液壁后注浆的施工工艺，包括：

(1)将灰浆、发泡剂溶液、水玻璃溶液分别制备好存储于不同的容器，不能将其混合在一起。

(2)将发泡剂溶液泵送到发泡机处，且将利用空压机单独制备的压缩空气导入发泡机与发泡机溶液混合进行发泡。

(3)产生气泡后，将灰浆液泵送到混合管道处，然后使上述产生的空气+气泡与灰浆混合形成空气砂浆。

(4)最后，将水玻璃溶液直接泵送到注射点处，与制备好的空气砂浆混合，作为最终的壁后填充注浆材料。

(5)将其立即注入盾构尾部的填充部位，不能让混合液静置时间过长，进而影响注浆后的固结效果。

具体的，如图1所示，将发泡剂溶液、灰浆液、水玻璃溶液这三种液体，分别在存储在单独的调和槽(2a、2b、2c)中，然后通过单独的泵将他们泵送到相应的位置。首先，分别将a溶液泵送到8处、b溶液泵送到9处，然后利用6(空气压缩机)产生的压缩空气和a溶液送到8(发泡机)内进行发泡；在产生气泡后，在压力作用下将气泡注入液体b中，在9(混合管道)中形成空气砂浆，在这个过程中液体c并没有与空气砂浆混合在一起，因此可以大幅度的减小水玻璃溶液引起的空气流失、气泡减弱的现象；最后直接将液体c直接泵送到注射点处，与空气砂浆混合并立即注入壁后填充处。

本发明可以避免因长距离的泵送导致材料分离、空气流失、气泡减弱等现象，可以保证最后注入良好的空气砂浆。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。