本發(fā)明屬于盾構(gòu)施工領(lǐng)域，具體涉及一種硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件、封堵環(huán)及施工方法。

背景技術(shù)：

1、盾構(gòu)施工作為城市地下空間建設(shè)應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，其在施工過程中常采用壁后同步注漿達(dá)到及時(shí)支撐，防止巖體坍塌，控制變形的目的，同步注漿在軟巖隧道可起到較好的效果，但對(duì)于硬巖隧道來說，由于圍巖強(qiáng)度高，破碎巖石孔隙大，同步注漿過程中，常出現(xiàn)漿液流入掌子面的情況，使?jié){液的用量大大增加且壁后注漿不飽滿，注漿效果差。

2、為解決硬巖隧道中該問題，目前主要的方法是采用二次注漿，即通過吊裝孔，對(duì)同步注漿效果差的地方進(jìn)行補(bǔ)漿，但此方法仍會(huì)存在漿液的流失問題，也有首先采用雙液漿形成箍環(huán)，再進(jìn)行二次注漿的方法，此方法采用的雙液漿形成箍環(huán)質(zhì)量難以把控，且該方法二次注漿的堵漿措施，同步注漿甚至雙液漿還是會(huì)向掌子面滲漏，另外也有利用布袋結(jié)構(gòu)進(jìn)行壁后封堵，但布袋及與注漿體形成的整體強(qiáng)度相對(duì)較低，易出現(xiàn)承受不住二次注漿壓力導(dǎo)致封堵失敗的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件、封堵環(huán)及施工方法，以解決硬巖隧道盾構(gòu)管片壁后注漿質(zhì)量差，漿液易向隧道掌子面滲漏的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的第一個(gè)技術(shù)方案是：硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件，包括封堵環(huán)管片和設(shè)置在封堵環(huán)管片內(nèi)的封堵組件，封堵組件包括封堵?lián)鯄K、彈性體、基座、限位柱和膨脹袋；

3、所述封堵?lián)鯄K內(nèi)設(shè)置有注漿槽，注漿槽開口于封堵?lián)鯄K的頂部，注漿槽圓周方向的兩端設(shè)置有所述的膨脹袋，膨脹袋在注漿槽內(nèi)漿液壓力作用下向外膨脹；封堵?lián)鯄K的底板通過若干彈性體與所述基座連接，彈性體壓縮后的彈力釋放能夠推動(dòng)封堵?lián)鯄K從封堵環(huán)管片外圓面上的開口彈出；

4、所述限位柱轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述封堵環(huán)管片上，并被軸向限位，限位柱依次穿過所述基座和封堵?lián)鯄K的底板，伸入所述注漿槽，限位柱內(nèi)設(shè)置有注漿孔；所述限位柱的柱面上設(shè)置有端部連通的第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽呈v字形布局，且第一滑槽長度大于第二滑槽的長度；

5、所述封堵?lián)鯄K的底板開設(shè)有供所述限位柱穿過的第二通孔，第二通孔內(nèi)設(shè)置有凸臺(tái)，凸臺(tái)位于所述第二滑槽時(shí)，封堵?lián)鯄K被鎖定于封堵環(huán)管片內(nèi)，凸臺(tái)位于所述第一滑槽內(nèi)時(shí)，封堵?lián)跗唤獬i定，在彈性體彈力作用下沿第一滑槽彈出封堵環(huán)管片；通過旋轉(zhuǎn)限位柱控制所述凸臺(tái)從第二滑槽移動(dòng)到第一滑槽。

6、所述若干彈性體分布在所述第二通孔的兩側(cè)。

7、作為一種選擇，所述彈性體為彈簧柱，包括柱體和套設(shè)在柱體上的彈簧，所述柱體焊接在所述基座上，并從所述封堵?lián)鯄K底板上開設(shè)的第一通孔伸入所述的注漿槽，所述彈簧的兩端與所述基板和封堵?lián)鯄K的底板抵接。

8、進(jìn)一步的，所述柱體上位于注漿槽內(nèi)的端部設(shè)置有墊板，墊板直徑大于所述第一通孔的直徑。

9、作為另一種選擇，所述彈性體為彈簧，彈簧一端與所述基座固定連接，另一端與所述封堵?lián)鯄K的底板固定連接。

10、所述膨脹袋為橡膠袋。

11、所述封堵?lián)鯄K頂部圍繞所述注漿槽的槽口設(shè)置有橡膠墊。

12、所述限位柱安裝在所述封堵環(huán)管片的吊裝孔，限位柱的端部設(shè)置有限位環(huán)，封堵環(huán)管片的吊裝孔處設(shè)置容納所述限位環(huán)的沉槽，并由環(huán)形壓蓋將限位環(huán)固定在所述沉槽內(nèi)。

13、本技術(shù)方案的有益效果是：本方案的封堵件作為封堵環(huán)的組成單元，在封堵環(huán)管片內(nèi)設(shè)置可伸縮的封堵?lián)鯄K，利用封堵?lián)鯄K伸出后與圍巖緊貼，形成封堵結(jié)構(gòu)，便于后續(xù)封堵環(huán)整環(huán)封堵的實(shí)施。封堵?lián)鯄K在伸出前，完全位于封堵環(huán)管片內(nèi)，使得封堵環(huán)管片外圓面保持平整，便于管片的運(yùn)輸，也避免磕碰損壞封堵?lián)鯄K造成管片的報(bào)廢。

14、所述限位柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，只需旋轉(zhuǎn)限位柱即可實(shí)現(xiàn)封堵?lián)鯄K的解鎖，易于操作。

15、所述膨脹袋的設(shè)置可以將相鄰封堵?lián)鯄K之間的間隙進(jìn)行封堵，避免漿液泄漏造成封堵失敗。

16、所述彈性體的設(shè)置使得封堵?lián)鯄K的伸出更容易，并提出多種彈性體設(shè)置形式，便于實(shí)施者可以根據(jù)實(shí)際情況選擇。

17、本發(fā)明提出的第二個(gè)技術(shù)方案是：硬巖隧道管片壁后注漿用封堵環(huán)，所述封堵環(huán)由多塊管片環(huán)向拼裝而成，所述管片為以上所述的封堵件。

18、本發(fā)明提出的第三種技術(shù)方案是：一種硬巖隧道管片壁后注漿施工方法，包括如下步驟：

19、步驟一，盾構(gòu)掘進(jìn)，盾構(gòu)掘進(jìn)過程不進(jìn)行注漿；

20、步驟二，完成掘進(jìn)后進(jìn)行管片拼裝，管片之間采用預(yù)留的螺栓孔連接，按照一環(huán)封堵環(huán)、n環(huán)普通環(huán)、一環(huán)封堵環(huán)的順序進(jìn)行拼裝，并以（n+1）環(huán)管片為一個(gè)循環(huán)，相鄰兩環(huán)的管片錯(cuò)縫拼裝；所述封堵環(huán)為第二種技術(shù)方案所述的封堵環(huán)，所述普通環(huán)由多塊盾構(gòu)管片環(huán)向拼裝而成；

21、步驟三，旋轉(zhuǎn)所述封堵環(huán)上的限位柱，使得所述的封堵?lián)鯄K彈出，并貼緊管片壁后的圍巖；然后利用限位柱的注漿孔向封堵?lián)鯄K內(nèi)注漿，封堵?lián)鯄K端部的膨脹袋受漿液壓力向外膨脹，封堵相鄰封堵?lián)鯄K之間的未封閉區(qū)域，實(shí)現(xiàn)管片壁后整環(huán)的封堵；

22、步驟四，將普通環(huán)上的吊裝孔打穿作為注漿孔，進(jìn)行兩個(gè)封堵環(huán)之間的管片壁后注漿；

23、步驟五，重復(fù)上述四個(gè)步驟，完成硬巖隧道管片壁后注漿。

24、本方案的有益效果是：本發(fā)明利用硬巖隧道的自穩(wěn)能力，取消同步注漿，通過在固定環(huán)數(shù)施作一環(huán)封堵環(huán)，封堵環(huán)管片上預(yù)制高強(qiáng)度封堵?lián)鯄K，在完成管片拼裝之后，通過內(nèi)部配合，將封堵?lián)鯄K從管片中彈出，緊密貼合隧道圍巖，形成注漿的封閉環(huán)境，最后在形成的封閉區(qū)域內(nèi)注漿完成管片后漿液的封堵，實(shí)現(xiàn)提高壁后注漿質(zhì)量的目的。

技術(shù)特征：

1.硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件，其特征在于：包括封堵環(huán)管片和設(shè)置在封堵環(huán)管片內(nèi)的封堵組件，封堵組件包括封堵?lián)鯄K、彈性體、基座、限位柱和膨脹袋；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件，其特征在于：所述若干彈性體分布在所述第二通孔的兩側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件，其特征在于：所述彈性體為彈簧柱，包括柱體和套設(shè)在柱體上的彈簧，所述柱體焊接在所述基座上，并從所述封堵?lián)鯄K底板上開設(shè)的第一通孔伸入所述的注漿槽，所述彈簧的兩端與所述基板和封堵?lián)鯄K的底板抵接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件，其特征在于：所述柱體上位于注漿槽內(nèi)的端部設(shè)置有墊板，墊板直徑大于所述第一通孔的直徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件，其特征在于：所述彈性體為彈簧，彈簧一端與所述基座固定連接，另一端與所述封堵?lián)鯄K的底板固定連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件，其特征在于：所述膨脹袋為橡膠袋。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件，其特征在于：所述封堵?lián)鯄K頂部圍繞所述注漿槽的槽口設(shè)置有橡膠墊。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件，其特征在于：所述限位柱安裝在所述封堵環(huán)管片的吊裝孔，限位柱的端部設(shè)置有限位環(huán)，封堵環(huán)管片的吊裝孔處設(shè)置容納所述限位環(huán)的沉槽，并由環(huán)形壓蓋將限位環(huán)固定在所述沉槽內(nèi)。

9.硬巖隧道管片壁后注漿用封堵環(huán)，其特征在于：所述封堵環(huán)由多塊管片環(huán)向拼裝而成，所述管片為權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的封堵件。

10.一種硬巖隧道管片壁后注漿施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及硬巖隧道管片壁后注漿用封堵件、封堵環(huán)及施工方法，封堵件包括封堵環(huán)管片和封堵組件，封堵組件包括封堵?lián)鯄K、彈性體、基座、限位柱和膨脹袋；封堵?lián)鯄K內(nèi)設(shè)置有注漿槽，注漿槽兩端設(shè)有膨脹袋，封堵?lián)鯄K底部通過彈性體與基座連接；限位柱轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在封堵環(huán)管片上，并穿過基座、封堵?lián)鯄K深入注漿槽，限位柱內(nèi)設(shè)有注漿孔，柱面設(shè)有呈V字形的第一滑槽和第二滑槽；封堵?lián)鯄K上的第二通孔設(shè)有與第一滑槽和第二滑槽配合滑動(dòng)的凸臺(tái)；所述封堵環(huán)由多個(gè)封堵件環(huán)向拼裝而成；所述施工方法的步驟包括盾構(gòu)掘進(jìn)、管片拼裝、封堵?lián)鯄K釋放及管片內(nèi)注漿和管片壁后注漿。本發(fā)明可以提高硬巖隧道管片壁后注漿的封堵效果，改善壁后注漿質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：焦雷,付海南,劉中欣,孫丹丹,李鵬飛,李建旺,祁文睿,趙鵬飛,欒煥強(qiáng),田予東,李國龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十五局集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14