克泥效工法介紹及經(jīng)典案例分析.ppt

1、中 天 交 通,克泥效工法介紹,福建中天交通工程技術(shù)服務(wù)有限公司國內(nèi)代理 咨詢熱線1,克泥效成分及功法簡介,克泥效是由合成鈣基黏土礦物、纖維素衍生劑、膠體穩(wěn)定劑和分散劑構(gòu)成。 克泥效工法是將高濃度的泥水材料與塑強(qiáng)調(diào)整劑(即水玻璃)兩種液體分別以配管壓送到指定位置，再將此兩種液體以適當(dāng)比例混合成高黏度塑性膠化體后，再通過徑向孔注入的一種新型功法?；旌虾蟮牧鲃?dòng)塑性膠化體不易受水稀釋，且其黏性也不隨時(shí)間而變化。,2,中 天 交 通,克泥效,3,中 天 交 通,克泥效A、B液狀態(tài)(VIDEO HERE),膠結(jié)后克泥效與水混和效果(VIDEO HERE),4,中 天 交 通,采

2、用黏度計(jì)（高粘度用）VT-04 黏度比較：西紅柿醬18dPas、蛋黃醬80dPas 牙膏300dPas、發(fā)蠟450dPas,克泥效工法,黏土性的泥漿與水玻璃系的混合劑兩液混合后即刻產(chǎn)生塑性狀態(tài)的變化。,雙液型注入材料,不會(huì)硬化的可塑性黏土 (可以進(jìn)行軟硬調(diào)整),試驗(yàn)項(xiàng)目,測定值,規(guī)格值,凝結(jié)時(shí)間,黏度 (混合后),300 dPa.s,300500 dPa.s,5,中 天 交 通,配比： 克泥效：水玻璃20：1 克泥效 每立方米用量：400公斤 使用量：每噸克泥效可拌合2.5立方米 水玻璃 波美比：Be40 比重：1.38-1.39,克泥效工法,6,中 天 交 通,變頻器,控制盤,流量計(jì),壓力表

3、,壓力傳感器,克泥效泵浦,水玻璃泵浦,克泥效設(shè)備,攪拌機(jī)及儲(chǔ)槽,7,中 天 交 通,盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)沉降的情況分析,早期下陷(或隆起),開挖下陷(或隆起),通過時(shí)下陷(或隆起),盾尾間隙處下陷,后續(xù)下陷,8,中 天 交 通,第二、三階段沉降控制,(1)嚴(yán)格控制切口水壓波動(dòng)范圍；加強(qiáng)泥漿質(zhì)量控制，確保掌子面穩(wěn)定。 (2)合理設(shè)定推進(jìn)速度，保證推進(jìn)速度穩(wěn)定，開始推進(jìn)和結(jié)束推進(jìn)時(shí)，速度應(yīng)逐漸提高或減小。 (3)嚴(yán)格控制出土量，原則上按理論出土量出土，可適當(dāng)欠挖，保持土體的密實(shí)。 (4)同步監(jiān)測刀盤正上方及前方的地面沉降或隆起量，調(diào)整切口水壓及出土量去達(dá)到第二階段的零沉降，本標(biāo)段的地面隆起的危害要大于地面下

4、沉。 (5)同步由盾構(gòu)機(jī)的徑向孔向盾構(gòu)機(jī)的盾體外注入克泥效，及時(shí)填充開挖直徑和盾體之間的空隙，注入率為120130%之間，同時(shí)控制注入壓力和注入量；地面同步監(jiān)測地面的沉降，及時(shí)調(diào)整。 (6)克泥效的注入點(diǎn)為11點(diǎn)鐘和1點(diǎn)鐘位置的徑向孔輪流注入 。 (7)地面沉降同步監(jiān)測為1到2小時(shí)一次，并做好沉降記錄。,9,中 天 交 通,孔隙處注入克泥效,10,中 天 交 通,減低推力的效果（OD 6500mm，曲線R=30M）,洪積黏土層,洪積砂層,于洪積層中的效果顯著,11,中 天 交 通,案例一： 中鐵四局沈陽地鐵10號(hào)線14標(biāo)“井岡山1號(hào)”盾構(gòu)機(jī)，首次采用克泥效工法順利下穿通過愛群小區(qū)高樓，確保百人

5、居民樓房和百米臨街商鋪安然無恙,從1224米開始到1302米結(jié)束，通過專業(yè)的變頻器設(shè)備向盾體與地層的空隙注入特殊的高強(qiáng)度塑性材料克泥效，該材料具有永不凝固，有一定承載能力的特性，克泥效工法不會(huì)因材料凝固而卡主盾體，還能有效填充掘進(jìn)產(chǎn)生的空隙，起到支撐上方土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在盾構(gòu)機(jī)中盾上方十一點(diǎn)和一點(diǎn)鐘方向一邊掘進(jìn)一邊交替注入填充空隙；并在地面設(shè)置多處沉降和房屋位移觀測點(diǎn)。通過6天的克泥效工法施工有效的控制了“井岡山1號(hào)”盾構(gòu)機(jī)通過愛群小區(qū)高樓時(shí)上方土體和結(jié)構(gòu)的下沉量。,12,中 天 交 通,案例二：克泥效常壓開倉案例,13,工程地質(zhì)情況為上軟下硬地質(zhì)，下部為巖盤，上部為黏土夾碎石地層，多有裂隙水，

6、盾構(gòu)機(jī)埋深22米。 盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)工程中突然發(fā)現(xiàn)螺旋機(jī)不出土，打開螺旋機(jī)的檢查口，發(fā)現(xiàn)螺旋機(jī)內(nèi)沒有渣土，且運(yùn)轉(zhuǎn)正常，刀盤運(yùn)轉(zhuǎn)也正常，扭矩只有不到300，往螺旋機(jī)中注入膨潤土轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤土壓上升到1.9pa后壓力不再上升，停止注入膨潤土后壓力迅速恢復(fù)到1.6pa，初步判斷是刀盤的主動(dòng)攪拌棒斷了，隨即做準(zhǔn)備開倉，當(dāng)時(shí)的土壓是1.6pa，當(dāng)人倉打開一條縫時(shí)發(fā)現(xiàn)水很大，無法進(jìn)倉，,工程情況簡介,中 天 交 通,由于螺旋機(jī)無法出土，渣土只能有人孔往外清理，只能做常壓開倉工法，正常的常壓開倉必須在盾構(gòu)機(jī)的刀盤前方注雙液注漿以達(dá)到加固土質(zhì)改良，然而在對地層做改良時(shí)，勢必造成雙液漿對盾構(gòu)機(jī)的刀盤和盾體的固結(jié)，造成盾

7、構(gòu)機(jī)無法恢復(fù)掘進(jìn)。 經(jīng)專家進(jìn)行評(píng)審后決定：在對盾構(gòu)機(jī)前方進(jìn)行注漿加固前，必須利用土倉的加泥孔和盾體的徑向孔注入克泥效并保壓，在刀盤掌子面前和盾體的四周形成一道有效的泥膜，保護(hù)好盾構(gòu)機(jī)的刀盤和盾體。,14,中 天 交 通,15,第一次先從土倉人孔處注入克泥效，注入4小時(shí)候土倉壓力升高到2.5pa，停止注入1小時(shí)后，土倉壓力降到1.98pa。 第二次注入克泥效，1小時(shí)后土壓升到2.32pa，改由盾構(gòu)機(jī)的前盾徑向孔注入克泥效，每個(gè)徑向孔注入1立方米的克泥效，對盾體進(jìn)行保護(hù)。 第三次對土倉進(jìn)行再次注入克泥效，是的土倉壓力升高到3.2pa時(shí)，盾構(gòu)機(jī)刀盤前方1.5米處由地面垂直轉(zhuǎn)孔注入雙液漿，鉆孔成型5個(gè)

8、，每一個(gè)孔注入雙液漿4立方米，鉆孔深度20米。24小時(shí)后土倉壓力恒定在3.12pa.,2.1、建壓、建泥膜,中 天 交 通,16,2.2、泄壓,第一次泄壓是打開土倉底部閘閥，土倉壓力由3.2pa降到2.8pa，清除部分克泥效和一些20cm左右的石塊，無水。 第二次泄壓是打開人孔上部球閥，克泥效擠出，有很少量水（100L左右），之后再無水涌出。土倉壓力降到0.02pa。,中 天 交 通,17,2.3、開倉,第一次開倉后清理出克泥效，并用水清洗土倉，有少量余水， 經(jīng)由幾次開倉清理，共清理出渣土1千余袋，7090cm石塊十余塊。 檢查刀具，焊接攪拌棒,中 天 交 通,附：沉降數(shù)據(jù)檢測表,18,中 天

9、 交 通,未使用克泥效,使用克泥效,案例三、穿越古跡時(shí)，抑制地表沉降效果 （OD 12,000mm的盾構(gòu)機(jī)。覆土深30M）,19,中 天 交 通,使用克泥效后的分析,20,中 天 交 通,中 天 交 通,案例四、穿越臺(tái)灣桃園機(jī)場跑道，地表沉降圖表 (OD 6,240mm。覆土深25M、卵礫石層，水位GL:-8M）,21,使用克泥效后的分析,22,中 天 交 通,克泥效其他應(yīng)用介紹,附錄,23,中 天 交 通,1、盾構(gòu)機(jī)始發(fā),24,中 天 交 通,隔艙注入口注入克泥效 一邊確認(rèn)泥土壓的情況下 從螺旋機(jī)排土 切刃盤邊旋轉(zhuǎn)邊攪拌土砂,旁路運(yùn)轉(zhuǎn)（開） 送泥閥（）開 掘削面水壓安定確認(rèn) 克泥效注入（下方

10、注入） （注入的泥水漿會(huì)從泥水管路回流）,2、盾構(gòu)機(jī)長期停止時(shí)的土壓保持,在土壓平衡盾構(gòu)工法中，保持挖掘面土壓是非常重要的。盾構(gòu)機(jī)的掘削一旦停止， 土壓平衡工法中的土壓保持就無法像泥水加壓工法般容易。此時(shí)，會(huì)考慮使土倉土壓跟加泥泵來進(jìn)行連動(dòng)以保持所需的正常泥土壓。在軟弱地盤，加泥材料會(huì)有超量注入發(fā)生的可能性，這是由于挖掘面的前方的土質(zhì)松軟所造成的。此時(shí)，為了達(dá)到土倉內(nèi)的土砂改良以及改善挖掘面前面松軟土質(zhì)的目的，可將克泥效注入土倉內(nèi) ，并啟動(dòng)切削刀頭回轉(zhuǎn)，進(jìn)行土砂攪拌，這將能夠有效地實(shí)現(xiàn)土壓的保持。,有的施工現(xiàn)場在盾構(gòu)掘削停工之前，會(huì)自靠近螺旋機(jī)位置的注入口處或土倉的注入口處注入克泥效，這樣做除

11、了可以讓土倉內(nèi)部獲得完全的填充外，也能確保再掘削時(shí)施工的順利進(jìn)行。注入克泥效的原因在于：當(dāng)盾構(gòu)處于停工階段，螺旋機(jī)閘門處會(huì)出現(xiàn)少量漏水，土砂會(huì)逐漸沉淀后推積在土倉的下半部，一旦遇到挖掘面的崩壞或再度挖掘時(shí)，會(huì)造成切削刀或螺旋機(jī)的扭矩過負(fù)荷的。若使用克泥效進(jìn)行填充，將能很好地提升施工性。,25,中 天 交 通,3、盾構(gòu)機(jī)姿勢控制,在軟弱地層或由于盾構(gòu)機(jī)的長度或重量不平衡而導(dǎo)致栽頭向下，在此情形下，若是勉強(qiáng)揚(yáng)起機(jī)頭角度的話反而會(huì)導(dǎo)致地盤下沉更大。在通常情況下，盾構(gòu)機(jī)會(huì)根據(jù)所選定的千斤頂來控制姿勢并進(jìn)行掘削?？墒?，有時(shí)因周邊地盤松軟或盾構(gòu)機(jī)機(jī)器自重的關(guān)系，使得盾構(gòu)機(jī)頭部發(fā)生叩頭的狀況，遇到這種情況，

12、即使操作千斤頂或使用鉸接裝置，控制也相當(dāng)困難。此時(shí)，可用高黏性的克泥效從盾構(gòu)機(jī)下方注入的同時(shí)用下半部千斤頂進(jìn)行掘削，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)約 作半環(huán)長度的掘削時(shí)，姿勢就能調(diào)整回來。,26,中 天 交 通,4、盾構(gòu)機(jī)出洞掘進(jìn)時(shí)的止水,出洞,洞口,CJG,土體改良,克泥效,在到達(dá)前方的加固區(qū)前，盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)入之前，一邊向四周注入克泥效一邊挖掘。,用克泥效填充因外周刀頭挖掘而造成的盾構(gòu)機(jī)外周空隙，從而提高止水性。,盾構(gòu)機(jī)的出洞是極其慎重的工程。克泥效作為潤滑材料使盾構(gòu)機(jī)可以在不松動(dòng)周邊地層的情況下推出。 盾構(gòu)機(jī)后方的注漿注入是很重要的工作項(xiàng)目。挖掘中需要同時(shí)注入。,克泥效,注漿,27,中 天 交 通,5、盾構(gòu)機(jī)空洞

13、填充及防止噴涌,水量過多時(shí)添加可以防止噴涌,空洞過大時(shí)添加可以防止下陷,克泥效,土壓平衡盾構(gòu)的工事中，在沉泥、黏土成份含量極少的砂礫層中經(jīng)常會(huì)發(fā)生噴涌現(xiàn)象。 為了應(yīng)對這樣的情形，施工中添加高濃度、高黏性的加泥材是非常必要的。但普通的高黏度的加泥材料很難被攪拌，也很難被運(yùn)送較長的距離，所以實(shí)際上很難得到有效利用。,此時(shí)克泥效做為有助于長距離運(yùn)送并只在徑向孔注入前才混合的高黏度加泥材料， 在任何情況下都能使用，從而克服噴涌狀況。,28,中 天 交 通,6、克泥效協(xié)助換刀的應(yīng)用,1.隧道內(nèi)措施 1)通過盾構(gòu)機(jī)徑向孔注入克泥效+水玻璃，對盾構(gòu)機(jī)殼 體周圍進(jìn)行保護(hù)，防止加固過程中漿液固結(jié)盾體； 2)向土

14、倉內(nèi)注入克泥效，在刀盤周圍建立泥膜； 3)對盾尾后方的10環(huán)管片進(jìn)行二次雙液注漿，形成止水環(huán)箍，阻止隧道后方水流通道 2.地面措施 1)自地面在盾體周圍 設(shè)置2排微型樁，形成封閉 的止水帷幕； 2)在帷幕內(nèi)進(jìn)行wSS 后退式注漿，加固盾構(gòu)周圍 土體； 3)在地面加固體外設(shè) 降水井進(jìn)行地下水降壓。,29,中 天 交 通,7、盾構(gòu)機(jī)小半徑轉(zhuǎn)彎對超挖部分的填充,盾構(gòu)機(jī)在小半徑轉(zhuǎn)彎施工時(shí)，為獲取扇形的開挖路徑，在其外圍必定會(huì)有一定程度的超挖，根據(jù)目前的施工經(jīng)驗(yàn)，這些超挖處因多有土壤傾倒，堆積土石崩落，壁后注漿材回進(jìn)等諸多問題的發(fā)生，從而導(dǎo)致許多小半徑轉(zhuǎn)彎施工都無法順利進(jìn)行。 在超挖部位注入克泥效后，不僅能有效防止土壤傾倒，還能避免壁后注漿材 發(fā)生回進(jìn)的現(xiàn)象，使小半徑曲線的掘