富水砂層泥水盾構(gòu)掘進(jìn)同步注漿施工技術(shù)(共3頁(yè))

1、富水砂層泥水盾構(gòu)同步注漿施工技術(shù)毛盛昌周兆勇摘 要：為了控制富水砂層地層情況下盾構(gòu)掘進(jìn)之后的地表沉降，采用優(yōu)質(zhì)的同步注漿漿液以及合理的注漿量及注漿壓力的控制，對(duì)同步注漿漿液的凝固時(shí)間的調(diào)整，達(dá)到了有效控制地表沉降的效果，防止管片滲漏水，本文以秋中區(qū)間上行線始發(fā)段的地層掘進(jìn)為依托，對(duì)富水砂層的同步注漿施工工藝及材料、方法進(jìn)行總結(jié)，為類似工程的施工提供一定的借鑒與參考。關(guān)鍵詞：富水砂層；泥水盾構(gòu)；同步注漿1、引言目前，越來(lái)越多的城市正在正在進(jìn)行軌道交通，而盾構(gòu)法作為一種先進(jìn)的施工方法由于施工速度快、安全程度高、對(duì)地面擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)也越來(lái)越被廣泛的應(yīng)用，同時(shí)由于盾構(gòu)的施工大部分位于城市主干道或人員的密

2、集區(qū)，由于盾構(gòu)施工過(guò)程中同步注漿的不到位，造成地面沉降超標(biāo)、塌陷會(huì)給社會(huì)造成極大的不良影響的事情也屢有發(fā)生，同時(shí)由于同步注漿的不到位，千萬(wàn)隧道滲漏水，給運(yùn)營(yíng)留下了極大的安全隱患，本文主要結(jié)合南昌地鐵秋中區(qū)間富水砂層的掘進(jìn)過(guò)程中同步注漿的工藝、材料、方法進(jìn)行總結(jié)，為類似的工程施工提供一定的借鑒與參考。2、工程概況秋水廣場(chǎng)站中山西路站區(qū)間是南昌軌道交通1號(hào)線穿越贛江的盾構(gòu)隧道區(qū)間，始發(fā)段需穿越南昌主干道贛江中大道、市民主要休閑廣場(chǎng)秋水廣場(chǎng)以及贛江西岸的防汛墻。該區(qū)間采用法國(guó)NFM型泥水平衡盾構(gòu)進(jìn)行施工，盾構(gòu)隧道直徑6米，埋深為16米，盾構(gòu)隧道中心標(biāo)高4.912米。本工程區(qū)域地面較平坦，地面標(biāo)高18

3、25m，屬贛江沖積平原地貌單元。場(chǎng)地地層為人工填土（Qml）、第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）、下部為第三系新余群（Exn）基巖。按其巖性及其工程特性，自上而下依次劃分為、2吹填砂、3-2細(xì)砂、4中砂、5粗砂、6礫砂及中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。隧道穿越區(qū)段主要為5粗砂、6礫砂及中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。穿越地段地下水屬上層滯水、孔隙性潛水、微承壓水，主要賦存于表層填土及砂土、礫砂、圓礫中；深部基巖裂隙水，主要分布于第三系新余群泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖內(nèi)；孔隙潛水主要賦存于表層填土以及第四系上更新統(tǒng)沖積層的砂礫石層中，基巖裂隙水主要賦存于場(chǎng)地第三系新余群泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖巖層的裂隙中，主要受上部第四系松散層中的孔隙水或

4、微承壓水的補(bǔ)給，始發(fā)時(shí)地下水位標(biāo)高18.3米，穿越的砂層滲透性好，水量極為豐富，屬于中等強(qiáng)透水層。且與贛江地表水連通。3、同步注漿的總體方法同步注漿與盾構(gòu)掘進(jìn)同時(shí)進(jìn)行，本盾構(gòu)采用自帶的兩臺(tái)雙活塞注漿泵安裝在2號(hào)拖車上，由輸送管路在盾尾分四路同時(shí)注漿，同時(shí)預(yù)留四路作為備用，盾尾的出漿孔沿盾尾圓周方向均勻間隔分布。同步注漿的漿液由地面拌合站攪拌完成后，由排漿泵輸送到井下的砂漿車內(nèi)，砂漿車通過(guò)軌道運(yùn)輸至洞內(nèi)，然后由排漿泵泵送至盾構(gòu)2號(hào)拖車的儲(chǔ)漿罐內(nèi)，根據(jù)掘進(jìn)的速度由注漿泵泵送至盾尾的地層內(nèi)。同步注漿示意圖1盾尾密封漿管襯砌管片注漿體圖1：同步注漿示意圖4、同步注漿施工工藝流程同步注漿施工工藝流程見圖

5、2。圖.2同步注漿施工工藝流程圖5、同步注漿參數(shù)的選擇5.1 注漿量及注漿壓力的設(shè)定盾構(gòu)始發(fā)時(shí)，注漿量根據(jù)公式QV×進(jìn)行計(jì)算，其中由于地層為富水砂層，通過(guò)對(duì)地質(zhì)勘察報(bào)告中該種地層的孔隙比，滲透性分析，的取值2.53.0來(lái)進(jìn)行取值，通過(guò)計(jì)算，每環(huán)注漿量在6.58.1m3；注漿壓力的設(shè)定首先根據(jù)地層及地下水位的情況計(jì)算出泥水倉(cāng)的壓力，該壓力根據(jù)公式計(jì)算出泥水倉(cāng)壓力為1.92BAR，為了確保漿液能充分填充盾尾間隙，同步注漿的壓力要大于靜止水土壓力，但同時(shí)要防止同步注漿壓力過(guò)大而使?jié){液竄到刀盤倉(cāng)庫(kù)，造成不必要的浪費(fèi)及防止發(fā)生抱盾尾或盾殼的現(xiàn)象的發(fā)生，通過(guò)以上計(jì)算及分析，初步擬定注漿壓力2.5

6、bar3.5bar,來(lái)進(jìn)行控制。通過(guò)對(duì)試掘進(jìn)的地表沉降的結(jié)果對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整與校正。5.2 注漿速度的控制注漿量及壓力設(shè)定后，根據(jù)掘進(jìn)的速度要控制注漿的速度，每環(huán)注漿量注完的時(shí)間要與掘進(jìn)的時(shí)間相匹配，原來(lái)同種地層的掘進(jìn)的速度分析，1.2米的管片每環(huán)的掘進(jìn)時(shí)間一般在2530min范圍內(nèi)，因此初步確定同步注漿的流量控制在250300L/min的速度范圍內(nèi)，通過(guò)流量的分析控制每個(gè)注漿泵的注漿次數(shù)在180240次，同時(shí)要試掘進(jìn)施工時(shí)的掘進(jìn)時(shí)間對(duì)注漿速度進(jìn)行調(diào)整與校正。5.3 漿液的配比根據(jù)地層的相關(guān)條件及泥水盾構(gòu)的特點(diǎn)，在施工時(shí)設(shè)計(jì)了兩種形式的配合比，根據(jù)掘進(jìn)時(shí)的情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。序號(hào)漿液配比適合情

7、況施工要求水灰比C:F:S:B:W外加劑10.91:3.3:6.8:0.47:4.07無(wú)施工進(jìn)度慢膠凝時(shí)間長(zhǎng)20.91:3.18:6.5:0.45:3.9無(wú)施工進(jìn)度快膠凝時(shí)間短備注：表中C表示水泥，F(xiàn)表示粉煤灰，S表示砂，B表示膨潤(rùn)土，W表示水；5.4漿液的技術(shù)指標(biāo)考慮到區(qū)間為泥水盾構(gòu)掘進(jìn)，采用膠凝時(shí)間較短的漿液進(jìn)行填充管片與地層間的空隙，能有效的防止管片滲水的發(fā)生，并達(dá)到管片環(huán)的是期穩(wěn)定和穩(wěn)定隧道蛇行的目的，根據(jù)以上要求，試配的凝結(jié)時(shí)間為46小時(shí)，稠度為911cm,流動(dòng)度1820cm。5.5漿液的材料要求5.4.1水泥的要求宜選用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。其質(zhì)量必須

8、符合通用硅酸鹽水泥（GB1752007）的要求，且不應(yīng)有結(jié)塊現(xiàn)象的存在。5.4.2粉煤灰的要求粉煤灰原材料必須符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB/T1596-2005）標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的II級(jí)灰以上標(biāo)準(zhǔn)，且不應(yīng)有結(jié)塊現(xiàn)象存在。5.4.3細(xì)集料要求砂要求采用細(xì)度模量1.01.3的特細(xì)砂,不能使用中粗砂，需要時(shí)需對(duì)砂子進(jìn)行過(guò)篩處理；5.6漿液的拌合漿液的拌合采用強(qiáng)制式拌和機(jī)拌和，拌和時(shí)骨料的添加順序?yàn)椋核?、粉煤灰、河砂、膨?rùn)土、水依次進(jìn)行，各種材料均采用自動(dòng)計(jì)量裝置進(jìn)行計(jì)料，每盤料的拌和時(shí)間要滿足規(guī)范的要求，各種骨料要充分拌和均勻。5.7漿液的運(yùn)輸漿液的運(yùn)輸采用泵送及砂漿車共同結(jié)合的方式進(jìn)行，漿液在

9、砂漿拌和站拌和好后，通過(guò)砂漿泵泵送到井底的砂砂漿車，由變頻電瓶車將砂漿編組車拖行至洞內(nèi)的拖車的儲(chǔ)漿罐處，采用砂漿泵漿砂漿車的的漿液泵送至拖車內(nèi)的儲(chǔ)漿罐內(nèi)。5.8同步注漿的操作注漿前，應(yīng)全面檢查注漿設(shè)備、儀表是否正常；同步注漿同時(shí)對(duì)盾尾預(yù)置的4個(gè)注漿孔進(jìn)行壓注，在每個(gè)注漿孔出口設(shè)置分壓器，以便對(duì)各注漿孔的注漿壓力和注漿量進(jìn)行檢測(cè)與控制，從而保證對(duì)管片背后的注漿操作是對(duì)稱均勻的；盾構(gòu)掘進(jìn)前5分鐘開始同步注漿，掘進(jìn)結(jié)束后，繼續(xù)注漿5分鐘。若出現(xiàn)盾尾漏漿情況，土木值班技術(shù)員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定注漿時(shí)間；同步注漿在地層均勻和盾構(gòu)姿態(tài)較好時(shí)，4個(gè)注漿孔應(yīng)均衡注入；盾構(gòu)姿態(tài)較差時(shí)，土木值班技術(shù)員根據(jù)管片盾尾間隙

10、調(diào)整各孔注漿壓力，增大間隙較小側(cè)注漿壓力，同時(shí)減小間隙較大側(cè)注漿壓力。5.9注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)采用注漿壓力和注漿量雙指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)，即當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)定值，注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%以上時(shí)，即可認(rèn)為達(dá)到了質(zhì)量要求，同時(shí)注漿壓力及注漿量的調(diào)整要通過(guò)地表監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與反饋，根據(jù)地表沉降適當(dāng)調(diào)整上述兩個(gè)指標(biāo)。5.10同步注漿的施工注意事項(xiàng)拌料時(shí)，砂、水泥、膨潤(rùn)土、水要按照正確順序進(jìn)行投料；漿液的攪拌時(shí)間要連續(xù)，不能間斷，漿液要拌和均勻。注漿設(shè)計(jì)壓力是指注漿孔孔口壓力，而不是泵的工作壓力；正常情況下漿液要從管片的對(duì)稱位置注入，防止產(chǎn)生偏壓使管片發(fā)生錯(cuò)臺(tái)或損壞；注漿過(guò)程中要密切關(guān)注管片的變形情況，若發(fā)現(xiàn)

11、管片有破損、錯(cuò)臺(tái)、上浮等現(xiàn)象應(yīng)立即停止注漿；注漿時(shí)，若在不提高注漿壓力而注漿量很大，或注漿壓力突然減小時(shí)應(yīng)檢查是否發(fā)生了漏漿或注入掌子面，若發(fā)生前述現(xiàn)象應(yīng)停止注漿，妥善處理后再繼續(xù)注入；注漿過(guò)程中，應(yīng)注意沖擊數(shù)與壓力值的變化，由此判斷是否堵管或堵管的位置。如果壓力值遽然升高，盾尾堵管的可能性較大，如果壓力值不變，沖擊數(shù)不發(fā)生變化，可能是盾尾與泵之間或泵與砂漿罐之間堵管。堵管應(yīng)及時(shí)清理，避免因耽擱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成漿液凝固而難以清理的現(xiàn)象；6、實(shí)施效果通過(guò)對(duì)秋中區(qū)間右線在穿越贛江中大道、秋水廣場(chǎng)、贛江西岸防汛墻時(shí)的同步注漿的施工結(jié)果來(lái)看，同步注漿真正的起到了填充管片與土層的間隙，從地表監(jiān)控量測(cè)的結(jié)果來(lái)看，其中最大的沉降點(diǎn)位于秋水廣場(chǎng)65環(huán)位置，累計(jì)沉降值17mm,贛江中大道上最大沉降點(diǎn)累計(jì)12mm,防汛墻累計(jì)沉降最大值7mm，均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，同時(shí)洞內(nèi)對(duì)該段觀察，總計(jì)有360環(huán)，未見有明顯錯(cuò)臺(tái)和滲水跡象。7、結(jié)論與建議富水砂層的同步注漿的施工對(duì)于控制地表沉降、管片環(huán)滲漏水具有極其重要的作用，在施工中計(jì)算好同步注漿的數(shù)量、控制好同步注漿的壓力，調(diào)整好漿液的各項(xiàng)指標(biāo)，是完全能夠控制好地表沉降及杜絕管片環(huán)滲漏水的出現(xiàn)。同步注漿的同步性是保證同步注漿效果的關(guān)鍵，操作人員在上崗之前一定要掌握每一步的施工要領(lǐng)，注意掌握同步注漿輸送泵的泵送流量，甚至輸