盾构机同步注浆管路的结构优化

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盾构法施工同步注浆技术探讨

盾构法施工同步注浆技术探讨

盾构法施工同步注浆技术探讨摘要:随着城市地下管廊、地下隧道的兴建,盾构施工技术日趋成熟和完善,本文结合工程实际,对盾构施工中的同步注浆技术进行分析和探讨,期望对今后的盾构施工有所帮助和技术发展有所推进。

关键词:盾构;同步注浆;土压平衡;注浆压力1引言盾构法隧道具有施工进度快,安全性高,地质适应性强等特点。

在适应地质的各种环境下,盾构机的种类也非常繁多,敞开式,半敞开式,土压平衡式,泥水平衡式等各种盾构机类型,又有各种刀盘选型。

但不管盾构机的种类多少,地质种类有哪些,所有的盾构施工都是在盾构机在掘进时通过把提前预制好的钢筋砼管片拼装起来形成隧道。

盾构机掘进时刀盘对土体的切削形成一个孔洞,而管片在尾盾里拼装起来后,管片的外径比刀盘的外径要小,而这个衬砌的建筑空隙,为防止土层的坍塌势必要填充起来,这就是同步注浆。

图1 同步注浆结构示意图2同步注浆步骤分析同步注浆,顾名思义就是掘进的同时进行管片壁后注浆,即时的填充管片环周空隙保证成型隧道特别是覆土地面的安全稳定性。

以海瑞克土压平衡式盾构机为例说明同步注浆方法,此盾构机同步注浆系统由四个液压柱塞泵把台车同步注浆浆液罐里的砂浆通过尾盾平均分布的四个管路注入到因推进而形成的盾构环型间隙里。

每一个注浆管路各一个压力传感器来监测本管路的注浆压力。

3同步注浆技术参数分析3.1注浆方量的确定注浆方量必须根据计算的建筑空隙和地质土层的扩散系数而定了,即:Q=Vλλ-注浆率/地层注浆扩散系数(根据地质不同一般范围为1.3-2)理论的环型间隙所占方量根据刀盘外径和管片外径、长度即可算出,公式:V=π(D2-d2)L/4V-盾构理论空隙(m3)D-刀盘切削外径md-管片外径mL-管片长度m在完整性好、自稳定强的硬质地层中,浆液不易渗透到周围的土层里去,可以取较小的扩散系数甚至不用考虑,但在裂隙发育的岩层或者是以砂、砾为主的大渗透地层浆液极易渗透到周围的土层中,这样的地层应考虑较大的渗透系数,可取1.4-1.8。

盾构隧道同步注浆技术及工艺优化措施

盾构隧道同步注浆技术及工艺优化措施

盾构隧道同步注浆技术及工艺优化措施摘要:随着近年来大量盾构隧道工程的兴建,盾构法施工技术也逐步趋于成熟和完善。

文中主要介绍了同步注浆的目的及原理,通过分析注浆材料的选择,详细介绍了盾构施工的注浆工艺,并提出了几点施工工艺的优化措施,以供同行参考。

关键字:盾构法;注浆工艺;隧道施工;工艺优化引言在盾构法施工过程中,引起隧道变形的因素很多,但主要是由于开挖引起土层损失从而导致地面沉降。

及时充分地进行衬砌背后注浆,可有效地减少这种土层损失,提高隧道在盾构施工过程中的稳定性。

盾构施工同步注浆技术是盾构工法的关键性环节,是控制隧道结构稳定和周围环境保护的关键。

盾构同步注浆工艺是在盾构掘进的同时,通过注浆泵的泵压作用,把填充材料注入盾尾的管片环外空隙之中,达到填充管片环外空隙、固定管片环位置、减小地面沉降、充当环外第一道防水层等目的。

1.同步注浆的目的和原理1.1同步注浆目的盾构的刀盘开挖直径为6250mm,管片外径为6000mm,当管片在盾尾处安装完成后盾构向前推进管片与土层之间形成建筑间隙,快速采用浆液材料填充环形间隙的工艺即为同步注浆工艺。

其目的在于:防止和减少地层沉陷,保证环境安全;保证地层压力较为均匀地径向作用于管片,限制管片位移和变形,提高结构的稳定性;作为隧道第一防水层,加强隧道防水。

1.2同步注浆的原理同步注浆的基本原理是将具有长期稳定性及流动性并能保证适当初凝时间的浆液,通过压力泵注入管片背后的建筑空隙,浆液在压力和自重作用下流向空隙各个部位并在一定时间内凝固,从而达到充填空隙、阻止土体塌落的目的。

2.注浆材料的选择2.1良好的和易性浆液和易性包括流动性、黏聚性和保水性。

浆液和易性关系到浆液在拌制、运输、泵送及后期注浆效果,是浆液材料最重要的指标之一,其控制参数一般采用坍落度(稠度)、常压泌水率进行测定。

2.2适当的初凝时间鉴于盾构法隧道的施工特点,浆液在地面(或拌站)拌制后,需要经过一定时间与距离进行运输、储存,因此,要求浆液必须具备较长的可使用时间,以满足盾构施工需要。

盾构施工中同步注浆施工技术

盾构施工中同步注浆施工技术

盾构施工中同步注浆施工技术同步注浆是在盾构推进时进行的,是盾构法隧道施工过程中的一道关键工序,对成环隧道结构的稳定、周围土体的变形控制起到关键作用,掌握其施工技术十分重要。

01注浆材料、配合比1、注浆材料采用水泥砂浆作为同步注浆材料,其具有固结率高、固结体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。

水泥采用32.5矿渣硅酸铵水泥,以提高注浆固结体的耐腐蚀性,减弱地下水对管片混凝土的腐蚀。

2、浆液配合比在施工中,根据地层条件、地下水情况及周边条件等,通过现场试验及实验室优化确定浆液配合比。

02同步注浆工艺壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件等组成,安装在第一节台车上。

当盾构掘进时,注浆泵将储浆槽中的浆液泵出,通过4条独立的输浆管道,通到盾尾壳体内的4根同步注浆管,对管片外表面的环行空隙中进行同步注浆,在每条输浆管道上都有一个压力传感器,在每个注浆点都有监控设备监视每环的注浆量和注浆压力,且每条注浆管道上设有2个调整阀。

盾尾密封采用3道钢丝刷加注盾尾油脂密封,确保周边地基的土、砂和地下水、衬背注浆材料、开挖面的水和泥土不会从外壳内表面和管片外周部之间缝隙流入盾构里,确保壁后注浆的顺利进行。

03同步注浆施工(1)检查浆液拌制、运输、注入等设备的运行情况及原材料的质量状况。

(2)根据天气、环境温度等外界条件确定投料顺序后,按现场试验人员的配合比通知单进行浆液拌制,拌和时间根据施工实际情况确定。

(3)拌制好的浆液经现场试验人员测试合格后,立即通过预设管路输送到浆液运输设备中,并运送至盾构机壁后注浆装置中,进行二次搅拌。

(4)注浆操作手选择注浆工作模式。

随掘进开始,启动注浆泵进行注浆。

根据掘进速度,通过速度调节器调整注浆速度。

注浆过程中,要时刻注意注浆压力及注浆流量。

(5)每环掘进结束后,立即检查同步注浆量及注浆压力,当上部注浆压力在0.15~0.18MPa之间,最小注浆量达到设定值时即可停止注浆,否则应继续注浆,以满足设定注浆压力或最小注浆量要求。

盾构法施工中的同步注浆和二次同步双液注浆技术

盾构法施工中的同步注浆和二次同步双液注浆技术

盾构法施工中的同步注浆和二次同步双液注浆技术一、盾构法施工中同步注浆和二次双液注浆的目的1、控制管片的稳定性 , 提高管片与围岩的共同作用力 , 防止隧道管片偏移。

盾构隧道是一种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物 , 用浆液均匀、密实地注入和填充管片背面空隙可以确保管片衬砌早期和后期的稳定性 , 是确保土压均匀作用的前提条件。

2、控制地表沉降。

及时填充管片拼装完毕拖出盾尾后与土体间形成的环形间隙 , 防止因间隙的存在导致地层发生较大变形或坍塌。

3、预防盾尾水源进入土仓而形成的喷涌。

在盾构法施工中 , 如果管片与土体之间的环形间隙没有得到良好的填充 , 与地下水系连成一体 , 该水系通过盾壳与土体之间的缝隙流至土仓 , 将会对掌子面形成较大的水压 , 造成喷涌。

4、提高隧道的抗渗性。

盾尾注浆液凝固后 , 会有一定的抗渗性能 ,可提高隧道的抗渗性。

5、隧道曲线超限修正。

根据管片姿态测量的结果 , 针对偏移量或上浮下沉量超限的管片进行注入单液浆或双液浆 , 依靠注浆压力 , 使管片向隧道设计曲线趋近。

二、注浆浆液的选择注浆浆液一般分为单液浆和双液浆两大类1、单液浆是指由粉煤灰、砂、水泥、外加剂等在搅拌机中一次拌合而成的浆液。

又可分为惰性浆液和硬性浆液。

惰性浆液中没有水泥等凝胶物质 , 是早期强度和后期强度都很低的浆液。

硬性浆液在浆液中掺加了水泥等凝胶物质 , 具备一定的早期强度和后期强度。

2、双液浆是指由水泥和水搅拌成的 A 液和由水玻璃等组成的 B 液混合而成的浆液。

3、单液浆和双液浆优缺点比较。

单液浆由于其施工工艺简单,易于控制 , 且不宜堵管、造价低,浆液扩散均匀等优点 ,广泛应用于管片背后同步注浆系统。

双液浆由于工艺复杂 ,易堵管 ,但凝结迅速早强 , 一般用于止水式、补救性注浆。

三、同步注浆同步注浆是管片背后注浆的一种形式 , 是整个盾构施工的一道关键工序 , 作为盾构隧道的掘进施工是必不可缺的环节。

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨摘要:盾构法作为一种常用于城市地铁区间隧道施工的重要方法,不仅施工速度快,而且施工安全性更有保障,因而得到了广泛应用。

基于此,本文将对地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术进行分析。

关键词:地铁隧道;盾构法;同步注浆技术1 同步注浆施工技术简介盾构施工同步注浆的具体步骤包括盾构掘进、浆体注入、脱出盾尾、浆体失去流动性。

作为暗挖法中的施工形式之一,在实际施工过程中,盾构同步注浆技术的实施必须借助盾构掘进机才能顺利完成。

与其他施工技术相比,在地铁工程项目建设中应用盾构同步注浆施工技术,具有十分显著的优势,首先,全机械化的施工过程能够大大提高施工效率,减少施工人力的投入,降低整体工程项目成本的同时,也有效保障了施工人员在盾构隧道掘进过程中的人身安全;其次,因为地铁工程项目的施工场所大多是在市区,人群十分密集,施工过程中,如果产生比较剧烈的振动或者噪音就会严重影响到人们的日常工作生活和休息,盾构隧道掘进过程中,同步注浆技术的应用,就能够有效解决上述问题,因为同步注浆施工技术施工过程中大多是在竖井口的位置附近产生的,施工阶段对噪音和振动的管理控制工作更容易;最后,盾构隧道掘进过程采用同步注浆施工技术,会根据实际情况和不同的埋深控制注浆压力及注浆量,进而有效控制整体施工成本。

除此之外,同步注浆技术的应用,能够有效减少盾构隧道掘进过程中的施工风险,保障施工安全。

地铁盾构同步注浆技术作为一种先进施工技术,所采用的机械主要为掘进机,保证整个施工过程处在全机械化的水平层面上,具体可按照掘进、注浆等各个流程进行科学设置,减少对地面交通的影响,并且使用此技术还能有效减少施工噪声,缓解地表沉降,控制地下水渗漏的程度,准确契合工程费用管控的需求,降低施工风险。

2 同步注浆技术的原理和作用盾构施工是暗挖工法的其中一种,是一种集机械、土木、信息、自动化等许多学科为一体的现代化地下工程施工方法。

浅谈盾构管片壁后同步注浆

浅谈盾构管片壁后同步注浆

浅谈盾构管片壁后同步注浆发布时间:2021-09-11T03:22:47.761Z 来源:《基层建设》2021年第17期作者:宋艳江[导读] 摘要:随着近年来大量盾构隧道工程的兴建,盾构隧道各项施工技术也逐步趋于成熟和完善。

北京城建中南土木工程集团有限公司北京 100000摘要:随着近年来大量盾构隧道工程的兴建,盾构隧道各项施工技术也逐步趋于成熟和完善。

在盾构掘进过程中,通过与盾构推进同步进行的同步注浆,及时在脱出盾尾衬砌背后的建筑空隙内填充适当数量和合理配比的注浆材料是提高施工质量和减少地表沉降的重要技术措施,本文结合工程实际,就盾构隧道壁后同步注浆技术针对性地进行探讨,介绍盾构隧道同步注浆施工工艺及技术。

关键词:盾构同步注浆土压平衡对于密闭型盾构而言,围岩变形的主要原因在于衬砌背后注浆的好坏,因为脱离盾尾后一段时间内,盾尾空隙接近无支撑状态,其变行或局部坍塌随着围岩扰动范围的增大二直接影响地表沉降程度。

因此同步注浆技术是在提高盾构隧道施工稳定重要技术措施。

1、背后注浆目的盾构施工中背后注浆的目的有三点:控制地表沉降;管片缝隙防渗防漏;防止管片变形和隧道上浮。

随着盾构施工的进行,地表出现沉降,是一种与地层、地下水等条件,隧道断面,设置深度及施工技术(特别是刀盘掘削技术)等多种因素有关的复杂现象。

就目前的封闭型盾构工法而言,地表沉降的主要因素可以说通常取决于背后注浆的好坏。

管片衬砌的渗水现象也与背后注浆好坏有着密切的关系。

如果管片背面抗渗充填注入施工的效果不好,则管片背面产生的渗水现象严重。

如果产生这种现象,则会由于下述原因导致地层变形:随着地下水位的降低,地层内的有效应力增加,产生压密现象,导致地层变形。

伴随地下水的流动,地层中的土颗粒移动,因土颗粒间的空隙被压缩,故产生地层变形。

隧道是一种管片衬砌和地层一体化的结构稳定的构造物,管片上作用的外力也是在这个假定的条件下考虑的,这意味着管片背面空隙的均匀注入充填是确保作用外力均匀的先决条件。

盾尾同步注浆常见问题及控制措施

盾尾同步注浆常见问题及控制措施
桥梁与隧道工程
刀州 g e & T u n n e l E n g . n e n g
盾 尾 同步注浆常见 问题及控 制措 施
刘志 国
( 中铁十一局集 团有 限公 司 ,湖北 武汉 2 6 5 4 1 9 ) 摘要 :在盾 构法施工过程 中会 出现 相 当复 杂的 隧道 围岩变形现 象 ,为此从 工程地质情 况 、管 片结构、 同步注浆
出 ,也可 能逐渐渗到地表 ,在污染地表环境 的同 时导致 地表 隆起 。
2 . 3 注浆 液从 盾尾 流人 ( 1 ) 当 同步 注 浆 压 力 过 大 时 ,浆 液 会 沿 着 盾 壳 逐 渐 流 到 土仓 里 ,并 在 螺 旋 输 出机 流 出 ;当注 浆 压 力 比盾 尾 的密 封 承 压 力 还 要 大 时 ,盾 尾 密 封
交通建设与管理 :2 4 1
: n d g e & T u n n e l E n g l n e e g 桥 梁 与 隧 道 工 程
其 他 特 殊 因素 的影 响 ,某 一 个 掘 进 环 的 出土 量 剧 增 ,但 注 浆 量 并 没 有 相 应 增 大 ;地 层 的特 性 发 生
( 4 )同步注浆是 隧道衬砌结构 的加强 层 ,能
有 效提 高 隧道 的耐久 性 ; ( 5 ) 同步 注 浆 使 用 的 泥 水 平 衡 盾 构 能 减 少 甚
至 是 抵 制 泥 水 回窜 到 已经 建 成 的 隧 道 外 或 盾 尾 ,
定 空 隙 ,千 斤 顶 推 动 盾 构 机 前 行 时 ,在 盾 尾 衬 砌 管 片 外 围形 成 了建 筑 空 隙 ,使 得 周 围土 体 由 于填 充 盾 尾 空 隙 而发 生趋 向 隧 道 的位 移 从 而 引起 地 表

盾构隧道同步注浆施工中存在的问题及对策

盾构隧道同步注浆施工中存在的问题及对策
XuGuiqing (ShanxiLuqiaoJinzhongConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China) Abstract:Thispapercombinestheengineeringexampleofthecontinuousbridgeconstructionwiththefirstsimplysupportedpoststructure,and introducestheadvantagesofthecontinuousbridgeconstruction,theprocessflowandthequalitycontrolmeasures.Theconcretemethodofquality controlfortheconstructiontechnologyofthecontinuousbridgewithasimplesupportedpoststructureisputforwardinordertoprovideanimpor tantreferencefortheeffectiveapplicationoftheconstructiontechnologyforthebridgeconstructionunitsinChina. Keywords:bridgeconstruction,processflow,qualitycontrol
3.3 提升质量控制人员的综合素质
够在工程施工当中发挥出应有的作用,进而保证整个工程的质量
为了能够准确有效的完成先简支后结构连续桥梁施工技术 实现既定建设目标。
的质量控制目标,保证该种技术能够准确有效的发挥出应有的作 参考文献:
用,降低施工单位的施工成本,保证工程的质量,相关的施工单位 [1] 马振宇.先 简 支 后 结 构 连 续 桥 梁 施 工 技 术 的 实 践 与 探 索
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Open Journal of Transportation Technologies 交通技术, 2017, 6(5), 212-217Published Online September 2017 in Hans. /journal/ojtthttps:///10.12677/ojtt.2017.65028Optimizing Structure for Simultaneous Back Filling Pipelines of Shield MachineYang Yang, Yunjie Chen, Fazhan Liu, Li Chen, Chen LiuWuhan Marine Machinery Plant Co., Ltd., Wuhan HubeiReceived: Aug. 21st, 2017; accepted: Sep. 4th, 2017; published: Sep. 11th, 2017AbstractDuring the tunneling construction, the simultaneous back filling pipelines often being jammed, the shield manufacturers and construction units are trying to finding out a more appropriate struc-ture of simultaneous back filling pipelines to avoid jam. In this article, the author firstly introduc-es some different structures of simultaneous back filling pipelines, compares and analyzes their advantages and disadvantages according to the tunneling construction’s practical conditions, op-timizing a new type structure of simultaneous back filling pipelines.KeywordsTunneling Construction, Simultaneous Back Filling Pipeline, Optimizing Design盾构机同步注浆管路的结构优化杨阳,陈云节,刘发展,陈离,刘郴武汉船用机械有限责任公司,技术中心,湖北武汉收稿日期:2017年8月21日;录用日期:2017年9月4日;发布日期:2017年9月11日摘要由于在盾构施工过程中经常出现同步注浆管路堵塞现象,盾构机制造厂家及盾构施工单位均在通过不断的研究和实践,试图设计出一种更加合理和实用的同步注浆管路结构形式。

本文介绍了几种不同结构形式的注浆管,并通过分析比较各自的优缺点,结合盾构施工过程中的实际情况,优化设计出一种新型的注浆管结构形式。

杨阳 等关键词盾构施工,同步注浆管路,优化设计Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言 盾构隧道掘进机,简称盾构机,是一种隧道掘进的专用工程机械,广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程[1]。

在采用盾构机进行隧道掘进施工时,因盾构机的刀盘开挖直径大于管片外径,故当拼装完成的管片环脱出盾尾后,地层与管片之间会形成一定的建筑空隙,如果不及时填充该空隙,则会造成地表沉降,影响周围的建筑物。

因此,盾构机上通常会配置同步注浆管路系统,将浆液同步注入、填充到建筑空隙中,以控制地表沉降。

2. 同步注浆的目的和原理2.1. 同步注浆的目的当管片在盾尾处安装完成后盾构机向前推进,管片与土层之间形成建筑空隙,快速采用浆液材料填充环形间隙的工艺即为同步注浆工艺。

其目的在于[2]:1) 防止和减少地层沉陷,保证环境安全;2) 保证地层压力较为均匀地径向作用于管片,限制管片位移和变形,提高结构的稳定性;3) 作为隧道第一防水层,加强隧道防水。

2.2. 同步注浆的原理盾构机同步注浆就是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管将配比好的浆液,按规定的注浆压力和注浆量在盾构推进的同时注入盾尾空隙内,从而使周围土体及时获得支撑,可有效地防止土体的坍塌,控制地表的沉降变形(图1) [3]。

在地层稳定性差、采用土压平衡模式掘进时,同步注浆的重要性更加突出和明显。

其目的是为了使浆液充满管片背后的空隙,以达防水和防止隧道结构及地面沉降。

3. 同步注浆管路的发展现状目前在国内外盾构施工中,盾构机的同步注浆管路系统的注浆管一般有两种安装方式:外置式和内置式[4]。

其中,外置式的注浆管是安装在盾尾壳体外壁的弧形凸台内部,弧形凸台的盖板周边与盾尾壳体外壁焊成一体;而内置式的注浆管是安装在盾尾壳体内壁的开槽内,安装完毕后在槽口面焊上盖板,因此,盾构机的同步注浆管路系统不论采用外置式还是内置式,在施工过程中,该同步注浆管路系统的注浆管都无法拆卸。

由于同步注浆管路系统的注浆管较长,长期使用会有大量残留物积累粘附,而同步注浆管路系统的注浆管埋在盾尾结构中无法拆卸,所以清洗十分不方便且冲洗不够彻底,容易造成该同步注浆管路系统堵塞。

此外,如果同步注浆管路系统损坏,由于其注浆管埋在盾尾结构中无法拆卸,所以更换不方便。

正是由于在盾构施工过程中经常出现同步注浆管路堵塞现象,盾构机制造厂家及盾构施工单位均在杨阳等Figure 1. Schematic diagram of synchronous grouting of shield tail图1. 盾尾同步注浆示意图通过不断的研究和实践,试图设计出一种更加合理和实用的同步注浆管路结构形式,减少施工过程中管路堵塞现象的发生,从而提高施工效率,降低施工成本。

4. 同步注浆管路的优化同步注浆管路的结构形式众多,下面介绍几种比较常见的注浆管路,并简要分析各种注浆管路在实际施工过程中存在的优缺点。

4.1. 现有的注浆管结构形式(1) 外置式注浆管外置式的注浆管是安装在盾尾壳体外壁的弧形凸台内部,弧形凸台的盖板周边与盾尾壳体外壁焊成一体(图2)。

外置式注浆管在盾构隧道施工过程中可以有效减少地层开挖和同步注浆量,既保证施工安全又可降低施工成本。

但是此种结构形式的注浆管主要应用于辐条式土压平衡盾构机中,适用于软土地层的掘进施工。

在砂砾地层、硬岩地层及复合地层中,由于地层与盾构机壳体间的摩擦系数增大,很容易使注浆管磨损,而且,由于外置式注浆管凸出于壳体之外,掘进时需要进行大范围的超挖。

在盾构施工应用越来越普遍,施工地层条件越来越复杂的今天,外置式注浆管已经无法更好的满足实际施工需要。

(2) 嵌入式内置注浆管此种结构形式的注浆管为单独加工后嵌入至盾尾壳体上的卡槽内,结构形式如图3所示。

嵌入式注浆管加工完成后为一根整体式的管路。

为减小盾尾壳体的厚度,保证合适的盾尾间隙,注浆管嵌入盾尾壳体内的部分设计成扁圆形。

注浆管与盾尾壳体间焊接有若干定位块,以便将注浆管固定在盾尾壳体上,且注浆管出口处与盾尾壳体进行水密性焊接,防止浆液漏入壳体内。

为保护注浆管,管路固定后用盖板将管路封盖起来。

此种结构形式的注浆管的优点是结构形式简单,安装方便;其缺点是管路长,发生堵塞时不便于疏通,管路拆卸或更换比较困难。

此外,这种注浆管结构形式使得盾尾壳体厚度较大,壳体外径较大,故刀盘开挖直径也较大,从而使得施工过程中同步注入的浆液量较多,施工成本也相对较高。

(3) 盾尾壳体内加工成型的注浆管此种结构形式的注浆管是通过在盾尾壳体内加工出的通道从而实现浆液的注入,结构形式如图4所示。

此种注浆管是在盾尾壳体内加工成型,其优点是结构形式简单,管路安装方便,且由于注浆管位于盾尾壳体内,节省了盾尾壳体内部空间,增大了管片与盾尾壳体的间隙,使施工过程中的管片拼装(特别杨阳 等Figure 2. Layout of external grouting pipe图2. 外置式注浆管布置图Figure 3. Sketch map of embedded grouting pipe图3. 嵌入式内置注浆管示意图Figure 4. Schematic diagram of the grouting pipe for forming the shield in the tail shell图4. 盾尾壳体内加工成型的注浆管示意图是曲线掘进时)更加便利,不至于出现由于管片与盾尾壳体间隙过小而无法拼装管片等现象。

其缺点是加工制造难度较大,一旦发生堵塞时不便于疏通、清洗,且注浆管与盾尾壳体为一个整体,出现极端情况时注浆管无法拆卸和更换。

此外,与嵌入式内置注浆管相比较,这种注浆管结构形式使得盾尾壳体厚度较小,壳体外径较小,故刀盘开挖直径也较小,从而使得施工过程中同步注入的浆液量较少,施工成本也相对较低。

(4) 可拆卸式注浆管可拆卸式注浆管为内置式注浆管的一种,结构形式如图5所示。

杨阳 等此种结构形式的注浆管由两段圆形截面管路组成,其中注浆管1通过管夹可拆卸地安装在盾尾的内壁上,注浆管2位于盾尾与盾尾刷之间,且与盾尾焊接成一体。

注浆管1通过过渡块与注浆管2连接,注浆管1与过渡块间通过密封圈密封,过渡块与盾尾及注浆管2焊接成一体。

当注浆管发生堵塞而无法进行有效疏通时,关闭设于注浆管1前端的球阀,拆下球阀的连接接头,将注浆管1从球阀上拆卸下来,然后拆除注浆管1的管夹,即可将注浆管1从过渡块中抽出。

此时,可以对抽出的注浆管1进行单独清洗或更换,或是采用清洗装置对注浆管2进行清洗或疏通,从而解决了盾构机在施工过程中同步注浆管路系统的注浆管拆卸困难,清洗、更换不便等问题,缩短了同步注浆管路系统维护时间,提高了施工效率。

4.2. 优化的注浆管结构形式通过分析比较上述几种结构形式的注浆管,可拆卸式注浆管更符合盾构施工中的实际工况。

虽然可拆卸式注浆管方便拆卸与更换,但是在管路不拆卸的情况下不便进行疏通与清洗。

因此,综合考虑各种注浆管的优缺点,对注浆管结构进行优化,优化的结构形式如图6所示。

优化的注浆管是在综合考虑了注浆管的清洗、疏通、拆卸、更换等因素的基础上进行设计的。

其结构形式保留了可拆卸式注浆管的总体布置方式,即由两段管路组成,其中注浆管1可拆卸、清洗或更换。

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