一种盾构隧道管片壁后注浆施工方法与流程

1.本发明属于盾构施工领域，具体的说是一种盾构隧道管片壁后注浆施工方法。


背景技术：

2.盾构法施工作为一种先进的施工方法以其施工速度快、安全程度高、对地面扰动少、适用于各类复杂地层等特点，在地下隧道工程建设中得到越来越广泛的应用，当盾构机掘进后在管片与地层之间、管片与盾尾之间将存在一定的空隙，为控制地层变形，减少沉降，并利用提高隧道抗渗性以及管片衬砌的早期稳定，需要在管片壁后进行填充浆液。
3.公开号为cn111997653a的一项中国专利公开了一种盾构隧道管片壁后注浆施工方法，包括同步注浆和二次补强注浆，二次补强注浆在同步注浆凝固稳定之后开始，当注浆压力值达到设定值时，自动停止注浆；手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流量。本发明能够有效解决因盾构施工引起的地层损失、盾构隧道周围重塑土的再固结以及水的渗透等问题。
4.现有的注浆方法还存在一些不足，在注浆过程中一般是直接将混凝土灌注到缝隙中，导致对隧道管片和土壁的压力过大，很容易出现漏浆的现象，且一旦出现就是大范围漏浆。
5.为此，本发明提供一种盾构隧道管片壁后注浆施工方法。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种盾构隧道管片壁后注浆施工方法，该方法具体为：
8.s1：盾构设备挖掘隧道时，隧道管片紧跟盾构设备进行铺设，之后将可伸缩的传输管深入隧道管片与隧道土壁之间，使用供给设备将混凝土通过传输管注入其中；
9.s2：在传输管的端部设置包裹囊，随着传输管的灌输，会让传输管端部的包裹囊膨胀开，让混凝土在包裹囊的内侧进行定型凝固；
10.s3：包裹囊为多层结构设置，包裹囊在膨胀定型之后，其内侧的混凝土会从包裹囊外侧的撕裂口向外流出；
11.通过此种设置，让膨胀的混凝土先进入包裹囊中，让所有的包裹囊先膨胀起来，确定基本形状，当包裹囊整体膨胀后，剩余的混凝土再向外膨胀渗透，将细小的缝隙填满，不仅减少了混凝土对管片和土壁的压力，减少压力过大导致的隧道漏浆问题，同时就算发生漏浆，混凝土也会被包裹囊阻挡，不会发生大范围泄露。
12.优选的，所述传输管的一端固定安装有密封座，所述密封座的外侧设置有包裹囊，所述包裹囊包括若干个膨胀袋，若干个膨胀袋自内向外宽度依次增大，且相邻的膨胀袋互相固接，所述膨胀袋的外侧设置有渗透组件，且膨胀袋为柔性纤维材料，配合包裹囊的多层重叠设置，外加渗透组件的设置，渗透组件可以让包裹囊在填充膨胀到一定程度后，解开束
缚，让内侧的混凝土可以向外流出，通过此种设置，可以保证所有包裹囊膨胀到位，而多层设计，可以减少单层破裂后造成的大量流失现象，而纤维材料的设置，凝固后纤维结构的包裹囊存在与混凝土中，相较于整体混凝土的结构其韧性更强。
13.优选的，所述渗透组件包括若干个连接片，所述膨胀袋的外侧开设有若干组撕裂口，所述撕裂口呈波浪形设置，所述连接片的两端固接在撕裂口的内侧，所述连接片为弹性材料设置，随着膨胀袋的膨胀，会使得撕裂口逐渐展开，而弹性的连接片用来连接撕裂口的两侧，只有当膨胀袋膨胀到位后，撕裂口才会开启，而真的出现隧道漏浆时，只需及时关闭输出端，此时内部压力停止，撕裂口又会被连接片封闭，从而可以大大降低漏浆事件的严重程度。
14.优选的，最外侧所述膨胀袋的外侧固定连接有外包袋，所述外包袋包括若干条交叉设置的纤维绳，所述纤维绳的外侧固定安装有若干个弹性延伸条，随着最后一个膨胀袋定型完成后，外漏的混凝土会落入外包袋中，配合外包袋的松散设置，使得混凝土可以正常向四周进行膨胀，并正常穿过外包袋，配合外包袋外侧设置的纤维绳，可以增加摩擦力，让混凝土可以将外包袋顺利撑开，保证了混凝土的均匀扩散，同时利用交错的纤维绳进一步增加混凝土的韧性。
15.优选的，所述密封座的外侧固定安装有灌注头，所述密封座的宽度大于传输管，最内侧所述膨胀袋的入口端固定安装有对接管，所述对接管的一端固定安装有柔性的连接筒，将灌注头与硬的对接管进行对接，之后使用柔性的连接筒将密封座进行包裹，并在外侧进行固定，当注浆结束后，由于混凝土已经初步定型，可以直接将灌注头向外拔出进行下一次填充工作。
16.优选的，所述连接筒的内侧固定安装有若干个顶块，所述顶块呈弧形设置，所述密封座靠近灌注头的一端呈倾斜设置，在对接包裹囊和密封座时，配合密封座的形状设置，随着深入会接触到弧形顶块，由于弹性连接筒的限制，会使得顶块的底端向内扣，从而让顶块的两端均与密封座的外侧接触，之后只需在中间处进行固定，即可实现了多层密封的效果，增加了密封性，保证了注浆过程中，混凝土可以顺利膨胀包裹囊而不是向外喷出。
17.优选的，所述密封座的内侧开设有传输槽，所述传输槽呈“l”形设置，所述传输槽的两端均与外界连通，所述传输槽的内侧固定安装有风机，当顶块的一端移动到与密封座接触后，启动风机产生吸力，可以将顶块的一端牢牢吸附，当灌输结束后，关闭风机并收回灌注头即可，通过此种设置，无需进行复杂固定和解开工作，只需控制风机的开启和关闭即可实现密封和开启效果。
18.优选的，所述顶块的一端固定安装有密封块，所述密封块为弹性材料设置，且密封块的内侧设置有若干组纤维条，配合弹性密封块的设置，使得吸附顶块前会先吸附密封块，而密封块可以适应传输槽的形状，并有部分密封块会进入到传输槽的内侧，从而保证了固定过程的牢固性，而纤维条的设置，可以保证密封块的韧性，提高使用寿命。
19.优选的，所述顶块远离密封块的一端固定安装有磁石，所述灌注头为金属材料设置，所述顶块与对接管之间固定安装有弹性的塑形条，配合磁石的设置，当传输管后撤脱离包裹囊时，配合磁石的吸附，使得顶块紧贴着灌注头，不仅可以清理灌注头外侧的混凝土，同时可以在灌注头撤离后，顶块之间相互合拢将连接筒封闭，可以减少混凝土的流失，而塑形条为了保证连接筒和顶块中心集中的弹性力。
20.优选的，所述传输管的底端固定安装有驱动电机，所述驱动电机的传动端固定安装有连接盘，所述连接盘的外侧固定安装有若干个电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的一端固定安装有弹性的变形条，所述变形条呈弧形设置，所述变形条的一端固定安装有抓臂，所述包裹囊与抓臂卡接，所述包裹囊的外侧缠绕有捆绑绳，当一个包裹囊填充定型后，随着传输管的后撤，启动驱动电机带动连接盘转动，让带有新的包裹囊的抓臂移动到传输管的前端，此时配合弹性变形条的弧形设置，让包裹囊刚好处于灌注头的位置，而弹性设置为了让变形条在经过传输管后端时也能正常通过，之后启动电动伸缩杆回收，让包裹囊的端部与密封座对接，通过此种设置，有效的实现了全自动更换包裹囊的功能，全程无需人工操作，而捆绑绳为了收紧包裹囊的体积，在注浆时，会将其崩断
21.本发明的有益效果如下：
22.1.本发明所述的一种盾构隧道管片壁后注浆施工方法，通过包裹囊的设置，让混凝土先进入包裹囊中，让所有的包裹囊先膨胀起来，确定基本形状，当包裹囊整体膨胀后，剩余的混凝土再向外膨胀渗透，将细小的缝隙填满，不仅减少了混凝土对管片和土壁的压力，减少压力过大导致的隧道漏浆问题，同时就算发生漏浆，混凝土也会被包裹囊阻挡，不会发生大范围泄露。
23.2.本发明所述的一种盾构隧道管片壁后注浆施工方法，通过膨胀袋、撕裂口和连接片的设置，只有当膨胀袋膨胀到位后，撕裂口才会开启，而真的出现隧道漏浆时，只需及时关闭输出端，此时内部压力停止，撕裂口又会被连接片封闭，从而可以大大降低漏浆事件的严重程度。
附图说明
24.下面结合附图对本发明作进一步说明。
25.图1是本发明的方法框图；
26.图2是本发明的立体图；
27.图3是本发明中包裹囊的剖视图；
28.图4是图3中a处局部放大图；
29.图5是本发明传输管和变形条的连接俯视图；
30.图中：1、传输管；2、包裹囊；3、捆绑绳；4、膨胀袋；5、外包袋；6、撕裂口；7、连接片；8、灌注头；9、对接管；10、连接筒；11、塑形条；12、顶块；13、密封块；14、密封座；15、风机；16、传输槽；17、变形条；18、电动伸缩杆；19、抓臂；20、驱动电机。
具体实施方式
31.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
32.实施例一
33.如图1所示，本发明实施例所述的一种盾构隧道管片壁后注浆施工方法，该方法具体为：
34.s1：盾构设备挖掘隧道时，隧道管片紧跟盾构设备进行铺设，之后将可伸缩的传输管1深入隧道管片与隧道土壁之间，使用供给设备将混凝土通过传输管1注入其中；
35.s2：在传输管1的端部设置包裹囊2，随着传输管1的灌输，会让传输管1端部的包裹囊2膨胀开，让混凝土在包裹囊2的内侧进行定型凝固；
36.s3：包裹囊2为多层结构设置，包裹囊2在膨胀定型之后，其内侧的混凝土会从包裹囊2外侧的撕裂口6向外流出；
37.通过此种设置，让膨胀的混凝土先进入包裹囊2中，让所有的包裹囊2先膨胀起来，确定基本形状，当包裹囊2整体膨胀后，剩余的混凝土再向外膨胀渗透，将细小的缝隙填满，不仅减少了混凝土对管片和土壁的压力，减少压力过大导致的隧道漏浆问题，同时就算发生漏浆，混凝土也会被包裹囊2阻挡，不会发生大范围泄露。
38.如图2至图3所示，所述传输管1的一端固定安装有密封座14，所述密封座14的外侧设置有包裹囊2，所述包裹囊2包括若干个膨胀袋4，若干个膨胀袋4自内向外宽度依次增大，且相邻的膨胀袋4互相固接，所述膨胀袋4的外侧设置有渗透组件，且膨胀袋4为柔性纤维材料，工作时，配合包裹囊2的多层重叠设置，外加渗透组件的设置，渗透组件可以让包裹囊2在填充膨胀到一定程度后，解开束缚，让内侧的混凝土可以向外流出，通过此种设置，可以保证所有包裹囊2膨胀到位，而多层设计，可以减少单层破裂后造成的大量流失现象，而纤维材料的设置，凝固后纤维结构的包裹囊2存在与混凝土中，相较于整体混凝土的结构其韧性更强。
39.如图3所示，所述渗透组件包括若干个连接片7，所述膨胀袋4的外侧开设有若干组撕裂口6，所述撕裂口6呈波浪形设置，所述连接片7的两端固接在撕裂口6的内侧，所述连接片7为弹性材料设置，工作时，随着膨胀袋4的膨胀，会使得撕裂口6逐渐展开，而弹性的连接片7用来连接撕裂口6的两侧，只有当膨胀袋4膨胀到位后，撕裂口6才会开启，而真的出现隧道漏浆时，只需及时关闭输出端，此时内部压力停止，撕裂口6又会被连接片7封闭，从而可以大大降低漏浆事件的严重程度。
40.如图2至图3所示，最外侧所述膨胀袋4的外侧固定连接有外包袋5，所述外包袋5包括若干条交叉设置的纤维绳，所述纤维绳的外侧固定安装有若干个弹性延伸条，工作时，随着最后一个膨胀袋4定型完成后，外漏的混凝土会落入外包袋5中，配合外包袋5的松散设置，使得混凝土可以正常向四周进行膨胀，并正常穿过外包袋5，配合外包袋5外侧设置的纤维绳，可以增加摩擦力，让混凝土可以将外包袋5顺利撑开，保证了混凝土的均匀扩散，同时利用交错的纤维绳进一步增加混凝土的韧性。
41.如图4所示，所述密封座14的外侧固定安装有灌注头8，所述密封座14的宽度大于传输管1，最内侧所述膨胀袋4的入口端固定安装有对接管9，所述对接管9的一端固定安装有柔性的连接筒10，工作时，将灌注头8与硬的对接管9进行对接，之后使用柔性的连接筒10将密封座14进行包裹，并在外侧进行固定，当注浆结束后，由于混凝土已经初步定型，可以直接将灌注头8向外拔出进行下一次填充工作。
42.如图4所示，所述连接筒10的内侧固定安装有若干个顶块12，所述顶块12呈弧形设置，所述密封座14靠近灌注头8的一端呈倾斜设置，工作时，在对接包裹囊2和密封座14时，配合密封座14的形状设置，随着深入会接触到弧形顶块12，由于弹性连接筒10的限制，会使得顶块12的底端向内扣，从而让顶块12的两端均与密封座14的外侧接触，之后只需在中间处进行固定，即可实现了多层密封的效果，增加了密封性，保证了注浆过程中，混凝土可以顺利膨胀包裹囊2而不是向外喷出。
43.如图4所示，所述密封座14的内侧开设有传输槽16，所述传输槽16呈“l”形设置，所述传输槽16的两端均与外界连通，所述传输槽16的内侧固定安装有风机15，工作时，当顶块12的一端移动到与密封座14接触后，启动风机15产生吸力，可以将顶块12的一端牢牢吸附，当灌输结束后，关闭风机15并收回灌注头8即可，通过此种设置，无需进行复杂固定和解开工作，只需控制风机15的开启和关闭即可实现密封和开启效果。
44.如图4所示，所述顶块12的一端固定安装有密封块13，所述密封块13为弹性材料设置，且密封块13的内侧设置有若干组纤维条，工作时，配合弹性密封块13的设置，使得吸附顶块12前会先吸附密封块13，而密封块13可以适应传输槽16的形状，并有部分密封块13会进入到传输槽16的内侧，从而保证了固定过程的牢固性，而纤维条的设置，可以保证密封块13的韧性，提高使用寿命。
45.如图4所示，所述顶块12远离密封块13的一端固定安装有磁石，所述灌注头8为金属材料设置，所述顶块12与对接管9之间固定安装有弹性的塑形条11，工作时，配合磁石的设置，当传输管1后撤脱离包裹囊2时，配合磁石的吸附，使得顶块12紧贴着灌注头8，不仅可以清理灌注头8外侧的混凝土，同时可以在灌注头8撤离后，顶块12之间相互合拢将连接筒10封闭，可以减少混凝土的流失，而塑形条11为了保证连接筒10和顶块12中心集中的弹性力。
46.实施例二
47.如图5所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述传输管1的底端固定安装有驱动电机20，所述驱动电机20的传动端固定安装有连接盘，所述连接盘的外侧固定安装有若干个电动伸缩杆18，所述电动伸缩杆18的一端固定安装有弹性的变形条17，所述变形条17呈弧形设置，所述变形条17的一端固定安装有抓臂19，所述包裹囊2与抓臂19卡接，所述包裹囊2的外侧缠绕有捆绑绳3，工作时，当一个包裹囊2填充定型后，随着传输管1的后撤，启动驱动电机20带动连接盘转动，让带有新的包裹囊2的抓臂19移动到传输管1的前端，此时配合弹性变形条17的弧形设置，让包裹囊2刚好处于灌注头8的位置，而弹性设置为了让变形条17在经过传输管1后端时也能正常通过，之后启动电动伸缩杆18回收，让包裹囊2的端部与密封座14对接，通过此种设置，有效的实现了全自动更换包裹囊2的功能，全程无需人工操作，而捆绑绳3为了收紧包裹囊2的体积，在注浆时，会将其崩断。
48.工作时，配合包裹囊2的多层重叠设置，外加渗透组件的设置，渗透组件可以让包裹囊2在填充膨胀到一定程度后，解开束缚，让内侧的混凝土可以向外流出，通过此种设置，可以保证所有包裹囊2膨胀到位，而多层设计，可以减少单层破裂后造成的大量流失现象，而纤维材料的设置，凝固后纤维结构的包裹囊2存在与混凝土中，相较于整体混凝土的结构其韧性更强；工作时，随着膨胀袋4的膨胀，会使得撕裂口6逐渐展开，而弹性的连接片7用来连接撕裂口6的两侧，只有当膨胀袋4膨胀到位后，撕裂口6才会开启，而真的出现隧道漏浆时，只需及时关闭输出端，此时内部压力停止，撕裂口6又会被连接片7封闭，从而可以大大降低漏浆事件的严重程度；工作时，随着最后一个膨胀袋4定型完成后，外漏的混凝土会落入外包袋5中，配合外包袋5的松散设置，使得混凝土可以正常向四周进行膨胀，并正常穿过外包袋5，配合外包袋5外侧设置的纤维绳，可以增加摩擦力，让混凝土可以将外包袋5顺利撑开，保证了混凝土的均匀扩散，同时利用交错的纤维绳进一步增加混凝土的韧性；工作时，将灌注头8与硬的对接管9进行对接，之后使用柔性的连接筒10将密封座14进行包裹，并
在外侧进行固定，当注浆结束后，由于混凝土已经初步定型，可以直接将灌注头8向外拔出进行下一次填充工作；工作时，在对接包裹囊2和密封座14时，配合密封座14的形状设置，随着深入会接触到弧形顶块12，由于弹性连接筒10的限制，会使得顶块12的底端向内扣，从而让顶块12的两端均与密封座14的外侧接触，之后只需在中间处进行固定，即可实现了多层密封的效果，增加了密封性，保证了注浆过程中，混凝土可以顺利膨胀包裹囊2而不是向外喷出；工作时，当顶块12的一端移动到与密封座14接触后，启动风机15产生吸力，可以将顶块12的一端牢牢吸附，当灌输结束后，关闭风机15并收回灌注头8即可，通过此种设置，无需进行复杂固定和解开工作，只需控制风机15的开启和关闭即可实现密封和开启效果；工作时，配合弹性密封块13的设置，使得吸附顶块12前会先吸附密封块13，而密封块13可以适应传输槽16的形状，并有部分密封块13会进入到传输槽16的内侧，从而保证了固定过程的牢固性，而纤维条的设置，可以保证密封块13的韧性，提高使用寿命；工作时，配合磁石的设置，当传输管1后撤脱离包裹囊2时，配合磁石的吸附，使得顶块12紧贴着灌注头8，不仅可以清理灌注头8外侧的混凝土，同时可以在灌注头8撤离后，顶块12之间相互合拢将连接筒10封闭，可以减少混凝土的流失，而塑形条11为了保证连接筒10和顶块12中心集中的弹性力；工作时，当一个包裹囊2填充定型后，随着传输管1的后撤，启动驱动电机20带动连接盘转动，让带有新的包裹囊2的抓臂19移动到传输管1的前端，此时配合弹性变形条17的弧形设置，让包裹囊2刚好处于灌注头8的位置，而弹性设置为了让变形条17在经过传输管1后端时也能正常通过，之后启动电动伸缩杆18回收，让包裹囊2的端部与密封座14对接，通过此种设置，有效的实现了全自动更换包裹囊2的功能，全程无需人工操作，而捆绑绳3为了收紧包裹囊2的体积，在注浆时，会将其崩断。
49.上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
50.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
51.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。