一种基于注浆技术的既有线沉降控制系统及方法技术领域
本发明涉及既有线沉降技术领域，特别是涉及一种基于注浆技术的既有线
沉降控制系统及方法。
背景技术
对于既有盾构法隧道，由于其本身是有管片作为直接衬砌结构，而各环管
片间仅靠螺栓连接，因而抗剪强度很小。若盾构下穿时造成的沉降过大，造成
各管片之间的不均匀沉降，进而导致管片之间发生错台，导致既有线隧道结构
破坏。因此在下穿工程中必须严格控制既有线的沉降。
目前对于深圳地区不同地层盾构施工在不采取其它辅助措施的条件下，仅
靠盾构自身的控制措施将既有线沉降控制在警戒值内，还是相当困难的。盾构
穿越地层沉降控制要求严格的重大风险工程或区域时，大多采取预先加固，然
后盾构再穿越的施工方案。这种方案虽然相对此较安全，但必须要求能够存在
加固的条件，但是由于目前城市地面及浅部地下空间资源已开发殆尽，很多情
况盾构穿越重大风险工程时并不存在预先加固的条件，而且预先加固大大增加
了工程造价题。
因此希望有一种基于注浆技术的既有线沉降控制系统及方法来克服或至
少减轻上述的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于注浆技术的既有线沉降控制系统来克服
现有技术中存在的上述问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于注浆技术的既有线沉降控制系统
包括：监控系统和注浆设备，所述监控系统连接所述注浆设备，所述监控系统
监测既有线隧道沉降，并将监测的数据传递至所述注浆设备确定注浆的位置及
注浆的参数。
优选地，所述监控系统包括：管片错台自动化监测设备、隧道位移自动
化监测设备和终端监测设备，所述管片错台自动化监测设备和隧道位移自动化
监测设备分别连接所述终端监测设备，并将监测数据传递至所述终端监测设
备。
优选地，所述管片错台自动化监测设备包括：位移计基座、位移计和数
据采集仪；所述位移计基座(1-1)和位移计基座(1-2)分别固定在两个临近
的隧道管片上方，所述位移计基座(1-2)垂直在所述位移计基座(1-1)的上
方固定，所述位移计贯穿所述位移计基座(1-1)和位移计基座(1-2)垂直于
隧道管片固定，所述位移计连接所述数据采集仪，所述数据采集仪将管片发生
错台时位移计数据发送至所述终端监测设备。
优选地，所述隧道位移自动化监测设备包括全站仪和棱镜，所述全站仪
连接棱镜对各个棱镜进行测量计算，进而得出隧道的实时位移数据，所述棱镜
分别在隧道拱顶处一个、隧道拱腰处两端和轨道板上两端设置，所述全站仪设
置在盾构施工的影响区域外。
优选地，所述注浆设备包括进料口、泵送装置、泵送设备控制线、泵送控
制阀门、浆液混合器、浆液控制阀门、压力计及泵送设备功率控制装置和注入
装置，所述进料口连接所述泵送装置，所述泵送装置连接所述浆液混合器，在
所述泵送装置和浆液混合器之间设置泵送控制阀门，所述浆液混合器连接所述
压力计及泵送设备功率控制装置，在所述浆液混合器和压力计及泵送设备功率
控制装置之间设置浆液控制阀门，所述压力计及泵送设备功率控制装置连接注
入装置，所述泵送设备控制线分别连接所述泵送装置和压力计及泵送设备功率
控制装置。
一种基于注浆技术的既有线沉降控制方法包括以下步骤：
(1)在既有线中布置注浆设备；
(2)在既有线隧道中布置监控系统，所述监控系统包括：管片错台自动
化监测设备、隧道位移自动化监测设备和终端监测设备，所述隧道位移自动化
监测设备监控整体线路的位移；管片错台自动化监测设备监测各管片之间的相
对位移，监测系统必须在盾构下穿前准备好，以保证下穿施工时的低故障率；
(3)确定施工参数，注浆加固中需对各个参数进行确定：注浆压力、注
浆量、浆液参数等。以上参数由工程环境确定，在施工之前需对参数有初步的
确定；
(4)由于下穿施工中所穿越的既有线一般都是在运营的，因此为保证对
既有线造成的影响较小，盾构的施工基本集中在地铁线路停运后。在盾构施工
时，同步的进行实时的监测，根据监测的数据来确定注浆的位置及注浆的参数；
(5)盾构下穿结束后，继续对既有线进行监测并进行补偿注浆，将既有
线沉降控制在最优范围之内，待监测数据稳定后撤销监测系统。
本发明提供了一种基于注浆技术的既有线沉降控制系统，所述基于注浆技
术的既有线沉降控制系统引起的地层移动和地表沉降量相对较小，因而下穿施
工时，对于既有线的影响也相对较小，而且生产过程便于控制和管理。
附图说明
图1是基于注浆技术的既有线沉降控制系统的管片错台自动化监测设备
的结构示意图。
图2是基于注浆技术的既有线沉降控制系统的注浆设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图
中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能
的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面
通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为
对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创
造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结
合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、
“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不
能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明一宽泛实施例中：本发明提供一种基于注浆技术的既有线沉降
控制系统包括：监控系统和注浆设备，所述监控系统连接所述注浆设备，所述
监控系统监测既有线隧道沉降，并将监测的数据传递至所述注浆设备确定注浆
的位置及注浆的参数。
在本发明另一宽泛实施例中：本发明提供一种基于注浆技术的既有线沉降
控制方法包括以下步骤：
(1)在既有线中布置注浆设备；
(2)在既有线隧道中布置监控系统，所述监控系统包括：管片错台自动
化监测设备、隧道位移自动化监测设备和终端监测设备，所述隧道位移自动化
监测设备监控整体线路的位移；管片错台自动化监测设备监测各管片之间的相
对位移，监测系统必须在盾构下穿前准备好，以保证下穿施工时的低故障率；
(3)确定施工参数，注浆加固中需对各个参数进行确定：注浆压力、注
浆量、浆液参数等。以上参数由工程环境确定，在施工之前需对参数有初步的
确定；
(4)由于下穿施工中所穿越的既有线一般都是在运营的，因此为保证对
既有线造成的影响较小，盾构的施工基本集中在地铁线路停运后。在盾构施工
时，同步的进行实时的监测，根据监测的数据来确定注浆的位置及注浆的参数；
(5)盾构下穿结束后，继续对既有线进行监测并进行补偿注浆，将既有
线沉降控制在最优范围之内，待监测数据稳定后撤销监测系统。
所述监控系统包括：管片错台自动化监测设备、隧道位移自动化监测设
备和终端监测设备，所述管片错台自动化监测设备和隧道位移自动化监测设备
分别连接所述终端监测设备，并将监测数据传递至所述终端监测设备。
如图1所示，所述管片错台自动化监测设备4包括：位移计基座1-1、
位移计基座1-2、位移计2和数据采集仪3；所述位移计基座1-1和位移计基
座1-2分别固定在两个临近的隧道管片上方，所述位移计基座1-2垂直在所述
位移计基座1-1的上方固定，所述位移计2贯穿所述位移计基座1-1和位移计
基座1-2垂直于隧道管片固定，所述位移计2要确保精度0.01mm，以保证测
量的准确性，所述位移计2连接所述数据采集仪3，所述数据采集仪3将管片
发生错台时位移计数据发送至所述终端监测设备。
在一未图示实施例中，所述隧道位移自动化监测设备包括全站仪和棱镜，
所述全站仪连接棱镜对各个棱镜进行测量计算，进而得出隧道的实时位移数
据，所述棱镜根据实际工程进行布置，建议为每个断面布置五个测点，分别在
隧道拱顶处一个、隧道拱腰处两端和轨道板上两端设置，所述全站仪设置在盾
构施工的影响区域外(影响区域由经验公式及安全系数确定)，另外尚需设置
基准点以校准盾构施工队全站仪的影响。
如图2所示，所述注浆设备5包括进料口6、泵送装置7、泵送设备控制
线8、泵送控制阀门9、浆液混合器10、浆液分流器11、浆液控制阀门12压
力计及泵送设备功率控制装置13和注入装置14，所述进料口6连接所述泵送
装置7，所述泵送装置7连接所述浆液混合器10，在所述泵送装置7和浆液
混合器10之间设置泵送控制阀门9，所述浆液混合器10连接所述浆液分流器
11，所述浆液分流器11连接所述压力计及泵送设备功率控制装置13，在所述
液浆分流器11和压力计及泵送设备功率控制装置13之间设置浆液控制阀门
12，所述压力计及泵送设备功率控制装置13连接注入装置14，所述泵送设备
控制线8分别连接所述泵送装置7和压力计及泵送设备功率控制装置12。
基于注浆技术的既有线沉降控制方法包括以下步骤：
(1)在既有线中布置注浆设备5；
(2)在既有线隧道中布置监控系统，所述监控系统包括：管片错台自动
化监测设备4、隧道位移自动化监测设备和终端监测设备，所述隧道位移自动
化监测设备监控整体线路的位移；管片错台自动化监测设备4监测各管片之间
的相对位移，监测系统必须在盾构下穿前准备好，以保证下穿施工时的低故障
率；
(3)确定施工参数，注浆加固中需对各个参数进行确定：注浆压力、注
浆量、浆液参数等。以上参数由工程环境确定，在施工之前需对参数有初步的
确定；
(4)由于下穿施工中所穿越的既有线一般都是在运营的，因此为保证对
既有线造成的影响较小，盾构的施工基本集中在地铁线路停运后。在盾构施工
时，同步的进行实时的监测，根据监测的数据来确定注浆的位置及注浆的参数；
(5)盾构下穿结束后，继续对既有线进行监测并进行补偿注浆，将既有
线沉降控制在最优范围之内，待监测数据稳定后撤销监测系统
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对
其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术
人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者
对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方
案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。