隧道壁后注浆用注浆设备及壁后注浆方法与流程

本发明涉及隧道施工设备，尤其是涉及一种隧道壁后注浆用注浆设备及壁后注浆方法。

背景技术：

1、隧道的施工流程通常如下：

2、暗挖隧道：开挖土体以形成隧道洞身—由隧道洞身的内壁向其周围土体打设注浆锚杆以加固土体—向隧道洞身的内壁喷射混凝土以形成初期支护—在混凝土初支面内侧安装二衬钢筋架、在钢筋架远离混凝土初支面的一侧搭建模板并向模板内侧浇筑混凝土以施作二衬结构。

3、盾构隧道：盾构机刀盘开挖出圆形洞身，在盾壳的保护下，于盾尾拼装预制好的弧形混凝土管片，然后通过在管片背后注入惰性浆，通过每片管片中央预留的注浆孔进行二次静压注浆，以弥补开挖轮廓与管片外壁的间隙。

4、在施工二衬结构、管片背后传统静压注浆时，由于隧道拱顶位置特殊，拱顶处易因混凝土浇筑量不足、泵注压力控制不当、浇筑混凝土坍落度大和混凝土收缩、盾构管片背后惰性浆留至管片两侧和静压注浆在管口堆积等原因造成衬砌拱顶与混凝土初支面或盾构管片与地层开挖轮廓不密贴，导致拱顶处易产生脱空、空洞等现象。此时在外部荷载作用下，加上其它不利因素影响，极易出现拱部开裂掉块、修补脱落、涌水等病害，严重威胁行车安全。

5、为解决上述拱顶处产生的脱空、空洞等问题，传统做法是在衬砌结构完成后进行雷达扫描，发现空洞后即进行二衬打孔注浆或利用盾构管片预留注浆孔进行补注浆，这种做法属于后注方式，但由于注浆时二衬结构的混凝土或盾构管片背后先前已注入浆液己经终凝硬化，因而新注入浆液与硬化混凝土或浆液不易结合成整体。此时壁后注浆方式应运而生，壁后注浆方式包括以下两种：(1)对二衬台车模板进行改造以便于注浆后补浆，改造是指在二衬台车模板的中心线位置设置注浆口，从而可以在二衬混凝土浇筑完成后的2～6小时后，在不脱模的情况下将注浆管通过上述注浆口伸至二衬台车模板的内侧；(2)利用盾构管片预留注浆孔，在同步注浆后将传统静压注浆方式调整为壁后注浆方式。壁后注浆方式可以对衬砌拱顶脱空处进行注浆，能够在确保衬砌拱顶的密实的同时，保证新注入浆液与二衬结构混凝土或同步浆液有效结合。

6、但现有的壁后注浆过程中，浆液易堆积在二衬台车模板或盾构管片内侧的注浆管的周侧，导致注浆效果仍旧不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种隧道壁后注浆用注浆设备及壁后注浆方法，以缓解现有技术中存在的现有的壁后注浆过程中，浆液易堆积在二衬台车模板或盾构管片内侧的浆液管的周侧，导致注浆效果仍旧不足的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种隧道壁后注浆用注浆设备，包括注浆管组件、拨片和旋转驱动组件；

3、所述注浆管组件包括能够穿过二衬模板或盾构管片的注浆口后伸至二衬模板或盾构管片的内侧的旋转管，所述拨片安装于所述旋转管的管壁上并能够与所述旋转管的管壁呈夹角设置；

4、所述旋转驱动组件与所述旋转管连接，用于驱动所述旋转管自转。

5、在可选的实施方式中，所述注浆管组件还包括注浆管，所述注浆管包括出浆口，所述旋转管套设于所述注浆管外靠近所述出浆口的位置处。

6、在可选的实施方式中，所述拨片安装于所述旋转管管壁的靠近所述出浆口的位置处，所述旋转管的管身外套设有密封套组件，且所述密封套组件位于所述旋转管的远离所述出浆口的端部和所述拨片之间。

7、在可选的实施方式中，还包括用于制备浆液的制浆组件和用于搅拌浆液的搅拌组件；

8、所述制浆组件、所述搅拌组件和所述注浆管组件依次连通，且所述搅拌组件和所述注浆管组件之间设有泵送组件。

9、在可选的实施方式中，还包括控制装置和检测组件；

10、所述检测组件设于所述注浆管组件上并与所述控制装置连接，所述检测组件用于检测所述注浆管组件内的浆液压力，并将检测到的压力信息发送给所述控制装置；

11、所述控制装置与所述泵送组件连接，且所述控制装置内预设有压力范围，所述控制装置用于在其接收到的压力信息超出所述压力范围时调整所述泵送组件的泵送压力，以使所述控制装置接收到的压力信息落入所述压力范围内。

12、在可选的实施方式中，所述拨片铰接于所述旋转管的管壁上，且所述拨片能够在正转时旋转至与所述旋转管的管壁垂直设置，在反转时旋转至贴合于所述旋转管的管壁上。

13、在可选的实施方式中，所述旋转管的管壁上设有沿其轴向延伸的连杆，所述拨片通过所述连杆铰接于所述旋转管的管壁上。

14、在可选的实施方式中，所述旋转管的管壁为两层，且所述旋转管的两层管壁之间形成有容纳空间；

15、所述连杆设于所述容纳空间内，且所述连杆的其中一端铰接于所述旋转管的其中一端，所述连杆的另一端铰接于所述旋转管的另一端；

16、所述旋转管的外层管壁设有通口，所述拨片设于所述旋转管的外层管壁的通口处并与所述连杆连接。

17、在可选的实施方式中，所述旋转驱动组件包括齿轮，所述旋转管外套设并固定有齿圈，所述齿轮与所述齿圈啮合。

18、第二方面，本发明提供一种壁后注浆方法，应用如前述实施方式任一项所述的隧道壁后注浆用注浆设备，包括：

19、将所述隧道壁后注浆用注浆设备的旋转管穿过二衬模板或盾构管片的注浆口后伸至二衬模板或盾构管片的内侧；

20、使所述拨片与所述旋转管的管壁呈夹角设置；

21、在注浆时启动所述旋转驱动组件，以驱动所述旋转管自转。

22、本发明提供的隧道壁后注浆用注浆设备包括注浆管组件、拨片和旋转驱动组件；注浆管组件包括能够穿过二衬模板或盾构管片的注浆口后伸至二衬模板或盾构管片的内侧的旋转管，拨片安装于旋转管的管壁上并能够与旋转管的管壁呈夹角设置；旋转驱动组件与旋转管连接，用于驱动旋转管自转。在进行壁后注浆时，可以先在衬砌拱顶脱空处将注浆管组件中的旋转管穿过二衬模板或盾构管片的注浆口后伸至二衬模板或盾构管片的内侧，然后通过注浆管组件将浆液注入衬砌拱顶脱空处，实现壁后注浆过程。在注浆过程中，还可以启动旋转驱动组件，旋转驱动组件被启动后可以驱动旋转管自转，由于拨片能够与旋转管的管壁呈夹角设置，因而自转的旋转管可以带动拨片绕旋转管的中心轴旋转，从而对流动至旋转管周侧的浆液进行拨动，防止浆液堆积在旋转管周侧而导致浆液流动不均。

23、与现有技术相比，本发明提供的隧道壁后注浆用注浆设备可以在壁后注浆过程中，通过旋转驱动组件驱动旋转管自转而带动拨片拨动旋转管周侧的浆液，实现动态拨动浆液的目的，从而有效改善壁后注浆效果。

24、本发明提供的壁后注浆方法应用上述隧道壁后注浆用注浆设备，包括：将隧道壁后注浆用注浆设备的旋转管穿过二衬模板或盾构管片的注浆口后伸至二衬模板或盾构管片的内侧；使拨片与旋转管的管壁呈夹角设置；在注浆时启动旋转驱动组件，以驱动旋转管自转。本发明提供的壁后注浆方法应用上述隧道壁后注浆用注浆设备，因而本发明提供的壁后注浆方法同样可以在壁后注浆过程中利用旋转驱动组件驱动旋转管自转，进而带动旋转管上的拨片拨动旋转管周侧的浆液，实现动态拨动浆液的目的，有效改善了壁后注浆效果。