具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下扣合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

参阅图1至图3，本发明提供同步双液注浆装置，包括砂浆管路3、混合装置5、水玻璃管路8，所述混合装置5设有三个接头，混合装置5的第一接头连通盾尾同步注浆管路11，混合装置5的第二接头连通砂浆管路3，混合装置5的第三接头连通水玻璃管路8。砂浆和水玻璃同时注入盾尾注浆管路，在同步注浆浆液出口填充至盾构管片外围背部空隙，形成同步注浆浆液填充体，“水玻璃”化学成分为“泡花碱”可以使水泥在短时间内就发生凝固、硬化，也就使它们混合后砂浆要比原来的凝固时间缩短了，优化初凝效果，包裹固定盾构管片，防止管片上浮，避免地表沉降。

盾尾同步注浆管路11位于盾构机100的机壳内，盾尾同步注浆管路11的末端为同步注浆浆液出口13，同步注浆浆液出口13位于盾构管片15的外围。配置好的砂浆储存在砂浆罐内，可通过动力泵经砂浆管路输送至混合装置。

砂浆管路3通过第一控制阀2连接至砂浆罐1；砂浆管路3与混合装置5的第二接头之间设置有第二控制阀4；水玻璃管路8通过第三控制阀7连接至水玻璃注浆罐6；水玻璃管路8与混合装置5的第三接头之间设置有第四控制阀9。第一控制阀可控制砂浆管路与砂浆罐之间的通断，便于砂浆的精准控制输送。砂浆管路与混合装置的第二接头之间设置有第二控制阀，方便砂浆管路及时关闭/开启。水玻璃管路通过第三控制阀连接至水玻璃注浆罐。配置好的水玻璃储存在水玻璃注浆罐内，可通过动力泵经水玻璃管路输送至混合装置。第三控制阀可控制水玻璃管路与水玻璃注浆罐之间的通断，便于水玻璃的精准控制输送。水玻璃管路与混合装置的第三接头之间设置有第四控制阀，方便水玻璃管路及时关闭/开启。

混合装置5为三通接头。砂浆管路3与水玻璃管路8分别将砂浆与水玻璃注入三通接头并混合后，再通过三通接头进入盾尾同步注浆管路11。水玻璃管路8上设置单向阀，停止水玻璃输送后，可以避免砂浆倒溢，阻塞水玻璃管路8。

混合装置5与盾尾同步注浆管路11之间设置连接管路，连接管路上设有压力传感器10，连接管路上还设有控制阀。通过采用上述技术方案，压力传感器可实时反馈注浆压力，便于根据压力的情况控制注浆的启停。当同步双液注浆装置需要较长时间停机或维护时，操作关闭混合装置5与盾尾同步注浆管路11之间的连接管路上的控制阀，通过水玻璃管路8注入清水，清水进入混合装置5后从砂浆管路3排出，达到保护和清洗整个同步双液注浆装置的目的。

同步双液注浆方法，采用本发明中的同步双液注浆装置，在盾构机100推进时进行同步均匀注浆，其中砂浆：水玻璃体积比按照16：1注入，砂浆及水玻璃在混合装置5处汇合，通过盾尾同步注浆管路11，同步注浆浆液出口13填充至盾构管片15背部的外围空隙，形成同步注浆浆液填充体14。通过砂浆、水玻璃随盾构机推进时同步注浆，可以时刻控制调整注浆，即使施工过程中社设备遇到故障，需要停机时，也可以及时停机，不会造成注浆管路堵塞。传统的砂浆与水玻璃轮流交替向地层注入，其无法达到混凝土均匀凝固的效果；而通过采用砂浆与水玻璃直接调和好的混凝土，一旦遇到停机或其他情况时，管路中的混凝土停留稍长时间后，极易造成凝固堵塞管路及设备损坏，造成较大经济损失同时还耽误了工期。优选砂浆：水玻璃体积比按照16：1注入，如果水玻璃占比过大，则会降低混凝土的强度，加快混凝土的凝结速度；水玻璃占比过小又不利于凝结。故优选水玻璃占总体积比为1/17，砂浆凝结速度及效果较好。

同步双液注浆装置启动时，砂浆先通过砂浆管路3注入混合装置5，当砂浆注满混合装置5并进入盾尾同步注浆管路11溢出后，再通过水玻璃管路8注入水玻璃；遇到故障或停机前，先停止水玻璃管路8中的水玻璃注入，再停止砂浆管路3中的砂浆注入。

实施例2

如图1、2、3、4所示，本实施例与实施例1的区别在于：混合装置5设有四个接头，为四通。可选择其中两个接头连通砂浆管路3，可增加砂浆注入的效率，确保将砂浆与水玻璃注入体积比控制在需要的范围内。混合装置5设有四个接头，再三通接头使用原理的基础上，多出的接头也可以选择暂时停用，如遇其他特殊情况时再启用。

实施例3

如图1、2、3、4所示，本实施例与实施例1的区别在于：混合装置5包括水玻璃接头51与砂浆管接头52，水玻璃接头51内套于砂浆管接头52。水玻璃接头51包括水玻璃接头进口511，水玻璃接头进口511与水玻璃管路8连接；砂浆管接头52包括一个以上砂浆管接头进口521，砂浆管接头进口521与砂浆管路3连接。水玻璃接头51内套于砂浆管接头52方便安装与拆卸，同时砂浆与水玻璃进口通过分区隔离，避免砂浆与水玻璃直接反应，以及不均匀反应，还能有效延长砂浆与水玻璃凝结时间。

水玻璃接头51内腔由进口至出口直径逐渐减小，水玻璃接头51出口处设有水玻璃喷头512。水玻璃接头51内腔由进口至出口直径逐渐减小，可加速水玻璃喷射速度，增大水玻璃接头51内腔压力，避免砂浆倒溢；水玻璃喷头512截面面积随着水玻璃流向逐渐减小，同样可以防止砂浆进入水玻璃接头51内，避免水玻璃与砂浆在水玻璃接头51内腔发生凝结，造成阻塞。水玻璃喷头512通过套接、内卡或旋接于水玻璃接头51腔体内。水玻璃喷头512长期使用后，损耗较大，通过可拆卸式连接，方便更换。

水玻璃喷头512前方设置匀阻装置522，匀阻装置522通过支架或丝线与砂浆管接头52的内腔壁连接。匀阻装置522设置在水玻璃喷头512正前方位置，当水玻璃喷出时，刚好击在匀阻装置522上进行向四周扩散，并与四周的砂浆充分混合。匀阻装置522中部为圆弧形，水玻璃喷射在其之上阻力较小，却能很好的向四周分流。水玻璃管路8上设有水玻璃流量控制器81，砂浆管路3上设有砂浆流量控制器31。

砂浆管接头52包括进料腔524与出料腔525，水玻璃喷头512出口延伸至出料腔525中。水玻璃喷头512如果过短的话，会导致砂浆倒溢进水玻璃接头51，造成水玻璃喷头512阻塞；而当水玻璃喷头512出口延伸至出料腔525中后，砂浆管接头52的出料腔525的虹吸力能够有效防止砂浆倒溢，避免水玻璃接头51阻塞，同时，提高水玻璃接头51与砂浆管接头52连接紧密度，延长水玻璃喷头512的使用寿命。

进料腔524与出料腔525连接处的截面为中轴面523，中轴面523的截面面积小于进料腔524其他位置截面面积，中轴面523的截面面积小于出料腔525其他位置截面面积。进料腔524至中轴面523的截面面积逐渐减小，从而对腔体内的泥浆产生一个加压过程；出料腔525至中轴面523的截面面积逐渐增大，当泥浆进入出料腔525会产生一个喷射效果，水玻璃喷头512的出口设置于出料腔525中，降低了水玻璃喷头512的损耗。

同步双液注浆方法，采用本发明中的同步双液注浆装置，在盾构机100推进时进行同步均匀注浆，其中砂浆：水玻璃体积比按照20：1注入，砂浆及水玻璃在混合装置5处汇合，通过盾尾同步注浆管路11，同步注浆浆液出口13填充至盾构管片15背部的外围空隙，形成同步注浆浆液填充体14。本实施例优选水玻璃占总体积比为1/21，砂浆凝结速度适中，同时如此配比的混凝土凝结效果及强度与实施例1相比均有较好提高。

实施例4

如图1、2、3、4所示，本实施例中：同步双液注浆装置，包括砂浆管路3、混合装置5、水玻璃管路8和盾尾同步注浆管路11，混合装置5的第一接头连通盾尾同步注浆管路11，混合装置5的第二接头连通砂浆管路3，混合装置5的第三接头连通水玻璃管路8，盾尾同步注浆管路11位于盾构机100的机壳内，盾尾同步注浆管路11的末端为同步注浆浆液出口13，同步注浆浆液出口13位于盾构管片15的外围。盾构机100的尾部内壁设置有盾尾钢丝刷12。盾尾钢丝刷12处于下一环的盾构管片15外。水玻璃管路8上设置压力传感器，砂浆管路3上设置压力传感器。

砂浆管路3通过第一控制阀2连接至砂浆罐1。砂浆管路3与混合装置5的第二接头之间设置有第二控制阀4。水玻璃管路8通过第三控制阀7连接至水玻璃注浆罐6。水玻璃管路8与混合装置5的第三接头之间设置有第四控制阀9。各控制阀采用自动控制方式进行管路的开启或关闭。

混合装置5的第一接头与盾尾同步注浆管路11相连接的管路上设置有压力传感器10。压力传感器可实时反馈注浆压力，注浆一般双控标准，一个控制注浆量，一个控制注浆压力，可以提前设置终止压力，如果某个管路压力过大，就会停止注入。

盾构机上设置有至少两个注入点位，每个注入点位上设置同步双液注浆装置。每个注入点位连通盾尾同步注浆管路11，各盾尾同步注浆管路11相互独立，各注入点位上的砂浆管路3连接至同一个砂浆罐，水玻璃管路8连接至同一个水玻璃注浆罐。在其他实施例中，可设置其他数量的注入点位。

优选的，注入点位为六个使用/八个使用，十个备用。六个使用/八个使用的盾尾同步注浆管路11的相邻位置均设置盾尾同步注浆备用管路111。十个备用注入点位中，其中的两个备用注入点位位于盾构机顶部两侧，即在盾构机机顶部两侧，还预设置有盾尾同步注浆备用管路111。

一种同步双液注浆的方法，采用上述任一方案的同步双液注浆装置，包括以下步骤：

第一步：在盾构机原有砂浆管路安装混合装置5。

第二步：将水玻璃管路8一端与混合装置5连接，另一端与水玻璃注浆罐6连接，另外在水玻璃管路8上安装第三控制阀7及第四控制阀9，方便水玻璃管路及时关闭/开启。

第三步：将砂浆管路3一端与混合装置5连接，另一端与砂浆罐1连接，另外在砂浆管路3上安装第一控制阀2及第二控制阀4，方便砂浆管路及时关闭/开启。

第四步：盾构推进前，将配置好的砂浆储存在砂浆罐1，配置好的水玻璃储存在水玻璃注浆罐6。

第五步：按照盾构机推进速度，均匀同步注入理论的砂浆及水玻璃，让其在混合装置5位置汇合，通过盾尾同步注浆管路11，在同步注浆浆液出口13填充至盾构管片15背部空隙，形成同步注浆浆液填充体14，早日达到初凝效果，包裹固定盾构管片15。

在本发明实施例中，为了避免发生盾尾堵塞情况，采用单环启用两个同步双液注浆管路，每个同步双液注浆管路中注入砂浆和水玻璃，其他管路关闭水玻璃注入，注入砂浆；下一环盾构管片外围注浆时，启用另两个同步双液注浆管路，每个同步双液注浆管路中注入砂浆和水玻璃，其他管路关闭水玻璃注入，注入砂浆。详细地，采用单环启用2个同步双液注浆管路，其他通过第四控制阀9关闭水玻璃注入，打开第一控制阀2及第二控制阀4，注入砂浆，利用砂浆润滑效果，保证盾尾同步注浆管路11始终保持畅通。推进下一环管片对同步双液注浆管路进行切换。

示例：第一环启用同步注浆一号注入点位16及同步注浆五号注入点位20，其他同步注浆点位均关闭第四控制阀9；第二环启用同步注浆二号注入点位17及同步注浆四号注入点位19，其他同步注浆点位均关闭第四控制阀9；第三环启用同步注浆三号注入点位18及同步注浆六号注入点位21，其他同步注浆点位均关闭第四控制阀9。

同步双液注浆方法，采用本发明中的同步双液注浆装置，在盾构机100推进时进行同步均匀注浆，其中砂浆：水玻璃体积比按照23：1注入，砂浆及水玻璃在混合装置5处汇合，通过盾尾同步注浆管路11，同步注浆浆液出口13填充至盾构管片15背部的外围空隙，形成同步注浆浆液填充体14。本实施例优选水玻璃占总体积比为1/23，同步注浆时，每环砂浆23方，波美度45度的水玻璃1方，合计24方，每环管片外部理论空隙19.1方，实际注入24方，充盈系数1.256。选用该比例附近值时，在实际施工中，砂浆凝结速度与混凝土凝结效果及强度达到最优，实施例1、实施例2相比均有较好提高。

实施例5

同步双液注浆方法，采用本发明中的同步双液注浆装置，在盾构机100推进时进行同步均匀注浆，其中砂浆：水玻璃体积比按照28：1注入，砂浆及水玻璃在混合装置5处汇合，通过盾尾同步注浆管路11，同步注浆浆液出口13填充至盾构管片15背部的外围空隙，形成同步注浆浆液填充体14。

本实施例优选水玻璃占总体积比为1/29，以此配比的混凝土强度虽有提高，但砂浆凝结速度明显减缓，凝结效果也变差。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。