[发明专利]适用于盾构隧道同步注浆压流联动的智能注浆装置及方法

说明书

本发明公开了一种适用于盾构隧道同步注浆压流联动的智能注浆装置及方法，包括：注浆泵，所述注浆泵包括活塞和活塞驱动装置，浆液从下料通道的入口进入，下料通道的出口与缸腔的入口相连通，在下料通道的截面处设置进浆单向阀，缸腔的出口与排浆通道的入口相连通，在排浆通道的截面处设置排浆单向阀，活塞滑动设置在缸腔内，活塞通过活塞驱动装置驱动，排浆通道的出口与注浆管道的入口相连通，注浆管道的出口伸入注浆区域，压力传感器用于检测注浆区域的压力信号，电磁流量传感器用于检测注浆管道的出口的流量信号，智能调控终端接收压力信号和流量信号，压力信号用于反馈控制活塞驱动装置。

技术领域

本发明属于盾构隧道开挖工程技术领域，特别涉及一种适用于盾构隧道同步注浆压流联动的智能注浆装置及方法，适用于盾构隧道施工盾壳与管片间隙的同步注浆及二次注浆，尤其是对隧道周围地面沉降、隧道衬砌防水性要求严格的注浆工程。

背景技术

随着城市化的高速发展和不断完善，地下轨道交通作为一种安全、便利、高效、不占用地面资源的交通方式，已经成为解决大城市交通拥堵以及提高出行效率的首选方法，目前很多城市正在修建或扩建城市地铁隧道线路。城市地铁的修建大都采用盾构机挖掘技术，而盾构机的施工工艺决定了隧道超挖现象的存在，即随着盾构机在土层中的不断推进，管片和开挖土层边界存在一定体积的空隙，需要进行同步注浆来填充隧道空隙，如果同步注浆不到位，将会引起土体变形、地表沉降、管片错位和变形等问题，因此，盾构隧道的安全性和地面沉降控制能力与隧道的同步注浆密不可分。盾构隧道同步注浆的效果取决于空隙土体的塌落速度与注浆速度的博弈，为了赢得博弈，达到快速充分注浆，确保同步注浆的效果，除了需要配制性能良好的浆液，更需要用高效的注浆泵进行注浆施工。

国内外学者和专家对同步注浆泵展开了大量的相关研究。现有实际工程采用的注浆泵多是活塞型注浆泵，它的特点是注浆泵的转速恒定或者转速需要手动调节，这样就不能适时根据前端注浆空隙的充盈情况进行注浆速度的调节，会导致注浆前期的注浆速度过慢压力过小、注浆后期的注浆压力过大等现象。若注浆压力过小会导致地面沉降过大，注浆压力过大会造成隧道空隙周围土层劈裂，引起盾构管片的错位和变形，同时还会引起注浆管的爆裂，增加工程成本和工程风险。另外，以往的注浆泵监控传感器置于注浆泵的输出口，实际上注浆泵输出口和注浆管道末端存在一定的压力损耗，使得实际注浆压力小于设置的注浆压力。

综上所述，现有的同步注浆泵不能较好的满足施工要求，不能和浆液形成良好的配合来快速及时和完全填充隧道空隙，从而会影响地铁隧道施工质量和施工进度，亟需通过改进注浆装置来提升注浆效果，解决现有的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种适用于盾构隧道同步注浆压流联动的智能注浆装置及方法，以解决相关技术中存在的不能智能根据前端注浆空隙的充盈情况调节注浆速度，注浆过程中注浆压力与注浆流量恒定，浆液堵管时注浆泵依然运作产生爆管的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种适用于盾构隧道同步注浆压流联动的智能注浆装置，包括：注浆泵、下料通道、缸腔、排浆通道、注浆管道、压力传感器、电磁流量传感器、智能调控终端、进浆单向阀、排浆单向阀，所述注浆泵包括活塞和活塞驱动装置，浆液从所述下料通道的入口进入，所述下料通道的出口与所述缸腔的入口相连通，所述进浆单向阀设置在所述下料通道的截面处，所述缸腔的出口与所述排浆通道的入口相连通，所述排浆单向阀设置在所述排浆通道的截面处，所述活塞滑动设置在所述缸腔内，所述活塞通过活塞驱动装置驱动，所述排浆通道的出口与所述注浆管道的入口相连通，所述注浆管道的出口伸入注浆区域，所述压力传感器用于检测所述注浆区域的压力信号，所述电磁流量传感器用于检测注浆管道的出口的流量信号，所述智能调控终端接收所述压力信号和流量信号，所述压力信号用于反馈控制所述活塞驱动装置。

进一步地，还包括用于浆液的储浆箱，所述储浆箱的出口与所述下料通道的入口相连通。

进一步地，所述储浆箱为一搅拌箱。

进一步地，所述储浆箱的出口通过浆液下料筒与所述下料通道的入口相连通。