(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111474802.2 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 中铁十四局集团大盾构工程有限公 司 地址 211899 江苏省南京市浦口区江浦街 道新浦路120号 申请人 西南交通大 学 (72)发明人 陈鹏　孙旭涛　舒计城　王先明　 孙长松　陆野　李宗杰　娄瑞　 周航　林志宇　王士民　何川　 (74)专利代理 机构 济南泉城专利商标事务所 37218 代理人 于超 (51)Int.Cl. E21D 9/06(2006.01)E21D 11/10(2006.01) E21F 17/18(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种盾构隧道同步注浆原位试验场体环境 模拟方法 (57)摘要 本发明要解决的技术问题是提供一种盾构 隧道同步注 浆原位试验场体环 境模拟方法， 在中 间井设置装有土体的试验箱， 盾构机通过试验箱 时进行正常的掘进、 管片拼装和同步注浆作业， 通过各类测量方法监测地层沉降变形和同步注 浆效果， 具有很高的工程实用价值， 为类似工程 提供参考， 其包括盾构机和试验箱， 所述盾构机 和试验箱放置在中间井内， 所述试验箱位于盾构 机的刀盘与预开挖面之间； 所述试验箱的顶面为 敞口， 所述试验箱的前后两侧面 设有大于盾构机 外径的圆形洞口， 综合土体最大沉降值、 水土压 力计量值变化均匀度以及通过三维激光扫描仪 和地质雷达探测仪测试的浆液注浆形态对同步 注浆效果进行评判。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114151094 A 2022.03.08 CN 114151094 A 1.一种盾构隧道同步注浆原位试验场体环境模拟方法， 其特征在于， 包括盾构机和试 验箱， 所述盾构机和试验箱放置在中间井内， 所述试验箱位于盾构机的刀盘与预开挖面之 间； 所述试验箱的顶面为敞口， 所述试验箱的前后两侧面设有大于盾构机外径的圆形洞 口； 所述模拟方法包括以下步骤： （1） 在试验箱内填装原状地层土， 在填装过程中， 在原状地层土内埋设有水土 压力计； （2） 当填土 完成后， 在试验箱 表面设有沉降监测点； （3） 盾构机开始掘进， 盾构机按照掘进、 管片拼装和同步注浆正常工序穿过试验箱， 在 盾构机在穿越试验箱过程中， 通过水土压力计记录试验过程中水、 土压力变化数据， 通过沉 降监测点记录试验箱内部 土体表面 沉降值； （4） 当盾构机穿越整个试验箱后到 达地层的预开挖面， 开始正常穿越施工； （5） 结合 地质雷达 探测仪和三维激光扫描仪 探明同步注浆圈的形态及 密实程度； 其中， 地质雷达探测仪在试验箱未拆除时放置于管片内侧检测， 三维激光扫描仪扫描 在试验箱和内部 土体拆除后在管片外侧直接对同步注浆层扫描； （6） 最后， 综合土体最大沉降值、 水土压力计量值变化均匀度以及通过三维激光扫描仪 和地质雷达 探测仪测试的浆液注浆形态对同步注浆效果进行评判。 2.根据权利要求1所述的盾构隧道同步注浆原位试验场体环境模拟方法， 其特征在于， 在步骤 （3） 中， 试验过程中以一环管片的同步注浆为基础， 对不同环注浆过程可以改变其注 浆量、 注浆压力、 浆液种类。 3.根据权利要求2所述的盾构隧道同步注浆原位试验场体环境模拟方法， 其特征在于， 在中间井内设置有导轨， 所述 导轨延伸至所述试验箱内， 所述盾构机配合在所述 导轨上。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114151094 A 2一种盾构隧道同步注浆原位试验场体 环境模拟方法 技术领域 [0001]本发明涉及盾构施工技术领域， 具体涉及 一种盾构隧道同步注浆原位试验场体环 境模拟方法。 背景技术 [0002]盾构法因其安全高效、 优质环 保的特点， 己经成为隧道工程领域的主流工法之一。 在盾构掘进过程中， 由于盾构机的刀盘的外径要大于衬砌管片的外径， 而且开挖过程中存 在超挖等现象， 在盾尾脱离管片之后， 管片与地层之间会出现环形间隙， 该间隙即为盾尾间 隙， 盾尾间隙若不及时处理， 极易导致间隙积水增多致使管片漏水， 管片在 千斤顶作用下由 于缺乏约束致使管片 变形错位， 此外地层变形逐渐变大， 最 终会导致地表沉降超限， 在 城市 隧道施工中会对周围建筑造成十分不利的影响， 在实际盾构隧道工程中通常同步注浆技术 对盾尾间隙进行填充。 [0003]同步注浆作为盾构推进过程中的重要工序， 对于地表沉降控制、 抑制围岩变形等 至关重要。 目前同步注浆材料主要分为单液浆和双液浆， 单液浆注浆材料主要分为单液惰 性浆液和单液硬 （活） 性浆液， 目前国内多采用的是由水、 砂、 水泥、 粉煤灰等组成的单液硬 （活） 性浆液。 双液浆则是将A、 B浆液由两根管道泵送， 在盾尾注浆孔混合并注入盾尾间隙 中。 A浆液为水泥基材料， B浆液通常是水玻璃类材料作为硬化剂， 混合后浆液的化学胶凝时 间最低可达 到60秒以内， 在强度也较高， 能够对盾尾进行有效地充填， 控制地表沉降。 [0004]目前， 国内盾构隧道同步注浆浆液多采用单液浆， 其在施工过程中， 总会出现某些 环管片上浮的现象， 尤其在岩质地层施工时上浮现象十分明显， 这表明同步注浆浆液充填 的并不均匀， 效果并不理想。 然而同步注浆完成后属于地下隐蔽工程， 施工完成后难以对同 步注浆效果进行验证。 发明内容 [0005]本发明要解决的技术问题是提供一种盾构隧道同步注浆原位试验场体环境模拟 方法， 在中间井设置装有土体的试验箱， 盾构 机通过试验箱时进 行正常的掘进、 管片拼装和 同步注浆作业， 通过各类测 量方法监测 地层沉降变形和同步注浆效果， 具有很高的工程实 用价值， 为类似工程 提供参考。 [0006]本发明是通过以下技 术方案实现的： 一种盾构隧道同步注浆原位试验场体环境模拟方法， 包括盾构机和试验箱， 所述 盾构机和试验箱放置在中间井内， 所述试验箱位于盾构机的刀盘与预开挖面之间； 所述试验箱的顶面为敞口， 所述试验箱的前后两侧面设有大于盾构机外径的圆形 洞口； 所述模拟方法包括以下步骤： （1） 在试验箱内填装原状地层土， 在填装过程中， 在原状地层土内埋设有水土压力 计；说　明　书 1/4 页 3 CN 114151094 A 3