一种高渗透地层盾构隧道注浆纠偏方法

摘要

本发明公开了一种高渗透地层盾构隧道注浆纠偏方法，纠偏方法包括以下步骤：S1：在盾构隧道病害旁的高渗透土层内打入注浆管；S2：将水泥浆液从注浆管中注入至高渗透土层中，使水泥浆液填充到高渗透土层的孔隙中；S3：在步骤S2完成后，往注浆管中注入膨润土浆液，使膨润土浆液充满注浆管，并在注浆管的出浆口周围形成一定体积的膨润土浆液；S4：将步骤S2中的水泥浆液与高渗透土层养护至指定抗压强度的固化层后，在固化层所围合的空间中继续注入水泥浆液，以向外挤压固化层，对盾构隧道进行纠偏；S5：重复步骤S3和步骤S4，直至达到对盾构隧道预期纠偏效果。本发明的优点是：对高渗透地层中的盾构隧道注浆纠偏效果良好，工艺流程简单，操作简便。

说明书

技术领域

本发明涉及盾构隧道的技术领域，尤其是一种高渗透地层盾构隧道注浆纠偏方法。

背景技术

地铁建成带带沿线开发建设，由此导致地铁区间盾构隧道近距离工程活动多，如基坑开挖、桩基施工、地表堆载、隧道下部或上部新建地铁线路等，由此导致盾构隧道发生横断面变形与纵向挠曲变形，过大的变形将导致管片接头破损与渗漏水，管片错台，甚至隧道面临失稳的风险。因此有必要对盾构隧道发生过大横断面变形与纵向挠曲变形进行纠偏。

对于隧道纠偏方面，现在也有很多学者在进行研究。在盾构隧道横断面变形超限整治方面，现在普遍采用在隧道内部加钢片环或者在管片內部贴芳纶纤维，但这种防止措施所需要的费用非常高，据了解，单单加一个钢环的费用就至少30万元；对于管片内贴芳纶纤维而言，其作用仅仅是对管片内侧受拉开裂有效果，而对于管片内侧受压，加固隧道没有作用。注浆纠偏技术作为一种可以有效控制隧道变形的措施，在隧道纠偏工程中已经被广泛运用，如深圳地铁1号线的水泥基灌浆技术进行线性纠偏回调，纠偏效果显著。但是在高渗透土层中盾构隧道注浆纠偏效果非常不理想，在将注浆材料注入高渗透地层时，浆液会渗透到土层中，不能对地层土体产生有效的挤压力，因此无法对隧道产生注浆纠偏的效果。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种高渗透地层盾构隧道注浆纠偏方法，往高渗透土层内分步多次注入不同的浆液，使盾构隧道周围的高渗透土体硬化，浆液不能渗透进土层，从而能够挤压土体，最后土体对隧道的顶推力能够有效的作用在需要纠偏的隧道部位，达到在高渗透土层注浆纠偏的效果。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种高渗透地层盾构隧道注浆纠偏方法，其特征在于，所述纠偏方法包括以下步骤：

（S1）在盾构隧道病害旁的高渗透土层内打入注浆管；

（S2）将水泥浆液从所述注浆管中注入至所述高渗透土层中，使水泥浆液填充到所述高渗透土层的孔隙中；

（S3）在步骤S2完成后，往所述注浆管中注入膨润土浆液，使膨润土浆液充满所述注浆管，并在所述注浆管的出浆口周围形成一定体积的膨润土浆液；

（S4）将步骤S2中的水泥浆液与所述高渗透土层养护至指定抗压强度的固化层后，在所述固化层所围合的空间中继续注入水泥浆液，以向外挤压所述固化层，对盾构隧道进行纠偏；

（S5）重复步骤S3和步骤S4，直至实现对盾构隧道的完全纠偏。

所述注浆管从地表或盾构隧道内部打入。

所述注浆管的注浆口位置由盾构隧道实际工程病害确定。

步骤S2中，当注入的水泥浆液刚好触碰到盾构隧道时，停止注浆。

步骤S4中，待步骤S2完成24小时后，水泥浆液与所述高渗透土层凝固并形成所述固化层。

所述高渗透土层为：当浆液注入土层时出现渗透注浆，该土层为所述高渗透土层，其包括卵石层和砂层。

所述水泥浆液为硅酸盐水泥浆液，所述水泥浆液的标准抗压强度是养护28天达到52.5 Mpa-62.5Mpa之间的抗压强度。

步骤S4中所述指定抗压强度是指将所述水泥浆液养护达到所述标准抗压强度的70%到80%，之后继续注入水泥浆液。

本发明的优点是：

1、在注浆管出浆口周围形成固化层，能有效地防止浆液在高渗透土层渗透导致无法挤压地层，同时通过注入膨润土浆液防止注浆管出浆口被堵导致下一次注浆时注浆挤压力太小，最终达到更好的注浆纠偏效果；

2、不仅可以用于高渗透地层盾构隧道注浆纠偏，也可用于高渗透地层内其他的作业施工，且也可适用于其他土层的作业施工，适用范围广；

3、工艺流程简单，操作简便。

附图说明

图1为本发明高渗透地层盾构隧道注浆纠偏方法中步骤S1的示意图；

图2为本发明高渗透地层盾构隧道注浆纠偏方法中步骤S2的示意图；

图3为本发明高渗透地层盾构隧道注浆纠偏方法中步骤S3的示意图；

图4为本发明高渗透地层盾构隧道注浆纠偏方法中步骤S4的示意图；

图5为本发明高渗透地层盾构隧道注浆纠偏方法中步骤S5的示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-5所示，图中标记1-7分别表示为: 注浆管1、高渗透土层2、第一次注入的水泥浆液3、第一次注入的膨润土浆液4、注浆机5、第二次注入的水泥浆液6、第二次注入的膨润土浆液7。

实施例：如图1-5所示，本实施例涉及一种高渗透地层盾构隧道注浆纠偏方法，用于盾构隧道任何地方的注浆纠偏，纠偏方法包括以下步骤：

（S1）如图1所示，在盾构隧道病害旁的高渗透土层2内打入注浆管1，注浆管1同注浆机5连接。本实施例中，注浆管1可以从地表打入，也可以从盾构隧道内部打入，注浆口位置的确定需要根据实际工程病害确定，注浆管1的大小可以通过注浆量的多少确定。高渗透土层2为：当浆液注入土层时出现渗透注浆，则该土层为高渗透土层2，高渗透土层2一般为卵石层和砂层。其中，浆液注入土层一般会出现渗透注浆，劈裂注浆和压密注浆三种形式。渗透注浆是指在压力作用下，浆液填充土的孔隙和岩石的裂隙，排挤出孔隙和裂隙中的水和气体，而基本上不改变土和岩石的结构和体积，所用压力相对较小，即第一次注浆达到的效果。压密注浆指用浆液灌入事先在地基土内钻进的孔中并挤向土体，在注浆处形成浆泡，浆液的扩散对周围的土体产生压缩，从而到达对盾构隧道的纠偏作用，即第三次注浆达到的效果。

（S2）如图2所示，进行第一次注浆，将水泥浆液从注浆管1中注入至高渗透土层2中，第一次注入的水泥浆液3会填充到高渗透土层2的孔隙中，可形成固化层，后续注入的浆液不能渗透进固化层，从而能够挤压固化层，对盾构隧道产生顶推力，实现对盾构隧道的纠偏。本实施例中，当第一次注入的水泥浆液3刚好触碰到盾构隧道时，停止注浆；水泥浆液指的是硅酸盐水泥浆液，即28天养护的抗压强度为52.5Mpa到62.5Mpa之间的水泥浆液，其中，水泥的强度是指水泥胶砂硬化试体所能承受外力破坏的能力，当水泥强度很高时，第一次注入的水泥浆液3和土层颗粒形成的整体不会被第二次注入的水泥浆液6给击穿，而第二次注入的水泥浆液6也不会在凝固后由于强度不够而造成第二次的隧道变形。

（S3）如图3所示，进行第二次注浆，在第一次注浆完成后，立即往注浆管1中注入膨润土浆液，使膨润土浆液充满注浆管1，并在注浆管1的出浆口周围形成一定体积的膨润土浆液。立即注入膨润土浆液的原因一方面是因为第一次注入的膨润土浆液4在注浆管1和高渗透土层2中凝固的非常慢，能防止膨润土浆液在注浆管1中凝固堵死注浆管1，使下次注浆时可产生较大的挤压力；另一方面第一次注入的膨润土浆液4能将第一次注入的水泥浆3挤到离注浆口一定距离，防止第一次注入的水泥浆液3在注浆管1中凝固，为下次注入水泥浆液腾出空间。

（S4）如图4所示，进行第三次注浆，将第一次注入的水泥浆液3与高渗透土层2养护至指定抗压强度的固化层后，即第一次注入的水泥浆液3达到28天养护抗压强度的70%到80%时（在步骤S2完成24小时后即可形成），在固化层所围合的空间中继续注入水泥浆液，第二次注入的水泥浆液6可以向外挤压固化层，以对盾构隧道进行纠偏。本实施例中，第二次注入的水泥浆液6的量是根据注浆效果而定的，当达到注浆纠偏的效果时，就可以停止注浆。

（S5）当注浆导致变形效较差时（因为步骤S4一次注浆产生效果有限，到一定程度时将发生劈裂），可重复步骤S3和步骤S4，直到实现较为理想的隧道纠偏效果。如图5所示，可进行第四次注浆，即第二次注入的膨润土浆液7，再进行第五次注浆，即第三次注入的水泥浆液，以此循环。

综上所述，本实施例可在注浆管出浆口周围形成固化层，能有效地防止浆液在高渗透土层渗透导致无法挤压地层，同时通过注入膨润土浆液防止注浆管出浆口被堵导致下一次注浆时注浆挤压力太小，最终达到更好的注浆纠偏效果；不仅可以用于高渗透地层盾构隧道注浆纠偏，也可用于高渗透地层内其他的作业施工，且也可适用于其他土层的作业施工，适用范围广；工艺流程简单，操作简便。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。