一种硬岩隧道管片上浮控制装置的制作方法

本技术涉及硬岩隧道管片拼装衬砌，特别涉及一种硬岩隧道管片上浮控制装置。

背景技术：

1、硬岩（城市轨道交通、公路、铁路）隧道施工多采用单护盾tbm隧道掘进机或土压平衡盾构机常压掘进作业形式。

2、硬岩掘进，隧道开挖后轮廓稳定，成洞基本不收缩，管片安装后围岩对其约束不紧密，为管片上浮提供了一定空间。单护盾tbm和土压平衡盾构机常压掘进时，为防止浆液向前扩散包裹盾体及刀盘，往往对同步注浆量进行严格控制，浆液未凝固时管片始终处于悬浮状态，容易造成同步注浆不饱满，也为管片上浮提供了空间。二次注浆时，由于基岩裂隙水汇集，致使管片与围岩间的空腔充填有水，导致注入的浆液被稀释或水未被完全置换出来，造成空腔被充填满的假象或浆液凝固效果差，且二次注浆浆液因为自重会由管片两侧向下渗流，产生上部空隙，又为管片上浮提供空间。

3、现有控制管片上浮措施有：控制tbm/盾构机姿态、控制掘进速度、合理选择注浆孔位及注浆参数、及时紧固管片与管片之间的连接螺栓、对管片进行压重等，但如判断不准确、控制不到位，往往效果不尽如人意。其缺点有：

4、1.技术人员水平参差不齐，同一地层条件、不同技术团队往往掘进效果差别很大，上浮问题频发。

5、2.注浆压力、注浆量、注浆时间、浆液粘稠度等参数设定极为关键，需要借鉴经验数据及反复试验才能确定，还需根据地层变化进行动态调整，但事先准备不足或过程中调整不及时，容易滞后于现场。

6、3.隧道掘进机内部作业空间有限，浮力过大时，压重荷载很难达到抗浮要求，仅可作为辅助措施。

7、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种硬岩隧道管片上浮控制装置，通过管片注浆孔处设置的抗浮装置，可有效控制硬岩隧道管片上浮问题，更好的控制线型、避免管片错台等质量问题，使隧道工程满足设计及规范要求，为隧道内后续工程作业创造很好空间环境，以解决现有技术中存在的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种硬岩隧道管片上浮控制装置，该装置包括：芯杆，所述芯杆的一端设置有挡头，芯杆的另一端设置有扩散器，芯杆外套置有芯管，所述芯管的两端分别抵靠在所述挡头和所述扩散器上；在管片内埋设有注浆管套管，芯杆和芯管插置在所述注浆管套管内，使扩散器暴露在所述管片的外侧。

3、进一步的，所述注浆管套管位于管片内侧的一端设置有实心密封盖。

4、进一步的，所述注浆管套管上设置有内螺纹，所述实心密封盖上设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹，通过内螺纹和所述外螺纹的配合，实心密封盖安装在注浆管套管上。

5、进一步的，所述注浆管套管埋设在所述管片内部，注浆管套管的周向面上设置有与所述管片混凝土紧密连接的外螺纹。

6、进一步的，在所述芯杆端部设置有盲孔，所述扩散器包括：在所述盲孔内插置有能够沿轴向移动的导杆，所述导杆末端的圆台通过多组连杆机构与芯杆的周向面连接。

7、进一步的，每组所述连杆机构包括：第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与所述圆台铰轴连接，第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰轴连接，第二连杆的另一端与所述芯杆铰轴连接。

8、进一步的，沿所述芯杆的周向等间距设置四组所述连杆机构。

9、采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

10、有效利用注浆孔内部空间安装上浮控制装置，不修改原设计。构件前端芯杆可伸缩、可扩散，顶紧岩面。芯管前端漏出管片，避免损伤注浆孔，后端顶在芯杆扩大头前端部。实心密封盖拧紧后装置锁定，注浆孔暂时封堵，端面顶在芯杆扩大头后端面，提供抗浮反力，控制管片上浮。

技术特征：

1.一种硬岩隧道管片上浮控制装置，其特征在于，该装置包括：芯杆，所述芯杆的一端设置有挡头，芯杆的另一端设置有扩散器，芯杆外套置有芯管，所述芯管的两端分别抵靠在所述挡头和所述扩散器上；在管片内部埋设有注浆管套管，芯杆和芯管插置在所述注浆管套管内，使扩散器暴露在所述管片的外侧。

2.根据权利要求1所述的上浮控制装置，其特征在于，所述注浆管套管位于管片内侧的一端设置有密封盖。

3.根据权利要求2所述的上浮控制装置，其特征在于，所述注浆管套管上设置有内螺纹，所述密封盖上设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹，通过内螺纹和所述外螺纹的配合，密封盖安装在注浆管套管上。

4.根据权利要求1所述的上浮控制装置，其特征在于，所述注浆管套管预埋在所述管片内部，注浆管套管的周向面上设置有与所述管片混凝土紧密连接的外螺纹。

5.根据权利要求1所述的上浮控制装置，其特征在于，在所述芯杆端部设置有盲孔，所述扩散器包括：在所述盲孔内插置有能够沿轴向移动的导杆，所述导杆末端的圆台通过多组连杆机构与芯杆的周向面连接。

6.根据权利要求5所述的上浮控制装置，其特征在于，每组所述连杆机构包括：第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与所述圆台铰轴连接，第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰轴连接，第二连杆的另一端与所述芯杆铰轴连接。

7.根据权利要求6所述的上浮控制装置，其特征在于，沿所述芯杆的周向等间距设置四组所述连杆机构。

技术总结
本技术涉及一种硬岩隧道管片上浮控制装置，该装置包括：芯杆，所述芯杆的一端设置有挡头，芯杆的另一端设置有扩散器，芯杆外套置有芯管，所述芯管的两端分别抵靠在所述挡头和所述扩散器上；在管片内部埋设有注浆管套管，芯杆和芯管插置在所述注浆管套管内，使扩散器暴露在所述管片的外侧。本专利具有安装速度快，效果显著，可重复利用的优点，为后续工序提供较大的作业空间，减少线型偏差、管片错台等质量问题。

技术研发人员：梁宇,陈庆怀,聂善军,李海宝,徐永鹏,赵研,王亮,肖中圣
受保护的技术使用者：中国交通建设股份有限公司轨道交通分公司
技术研发日：20230921
技术公布日：2024/5/10