盾構(gòu)同步注漿作業(yè)指導(dǎo)書

1、西安地鐵一號(hào)線工程【長樂坡紡織城】區(qū)間盾構(gòu)工程同步注漿作業(yè)指導(dǎo)書編制:李學(xué)飛審核:批準(zhǔn):中鐵航空港集團(tuán)西安地鐵項(xiàng)目經(jīng)理部二零壹二年七月 目錄一、編制依據(jù) (3二、編制目的 (3三、適用范圍 (3四、作業(yè)概述 (3五、人員、機(jī)械配置 (4六、部門職責(zé) (4七、作業(yè)流程 (5八、注漿質(zhì)量控制措施 (9九、安全文明施工控制措施 (9十、注漿施工中常見問題及對策 (10 一、編制依據(jù)1.1地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50157-20031.2地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB50299-19991.3地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB50208-20021.4本工程實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)。二、編制目的2.1規(guī)范操作程序,

2、指導(dǎo)現(xiàn)場施工;2.2確保注漿系統(tǒng)的安全施工;2.3確保注漿質(zhì)量,控制地表沉降,提高隧道防水能力。三、適用范圍相同或者相似盾構(gòu)隧道掘進(jìn)同步注漿施工。四、作業(yè)概述同步注漿與盾構(gòu)掘進(jìn)同時(shí)進(jìn)行,通過同步注漿系統(tǒng)及盾尾的注漿管,在盾構(gòu)向前推進(jìn)盾尾空隙形成的同時(shí)進(jìn)行,同步注漿在盾尾空隙形成的極短的時(shí)間內(nèi)將其填充密實(shí),從而使周圍巖土體獲得及時(shí)的支撐,可有效的防止土體的坍塌,控制地表的沉降。同步注漿原理見下圖: 同步注漿原理示意圖 五、人員、機(jī)械配置每作業(yè)班同步注漿施工人員配備表 6.1 工程部、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)室負(fù)責(zé)提供漿液配比;現(xiàn)場值班工程師負(fù)責(zé)不同地層漿液配比的選擇(并書面通知攪拌站、注漿壓力控制、注漿量控制

3、、注漿操作原始記錄的收集;總工程師、工程部長、值班工程師根據(jù)注漿情況,不斷分析、優(yōu)化注漿參數(shù),提高同步注漿效果。6.2 物資部設(shè)備部負(fù)責(zé)制漿、注漿設(shè)備的維修保養(yǎng);負(fù)責(zé)制漿、注漿設(shè)備操作人員培訓(xùn); 負(fù)責(zé)砂石料、水泥、膨潤土等材料的供應(yīng)。6.3 作業(yè)班組嚴(yán)格按照通知的漿液配比拌制水泥砂漿;負(fù)責(zé)廢漿處理及攪拌站周圍的文明施工;根據(jù)值班工程師提供的注漿壓力、注漿量進(jìn)行注漿操作,并認(rèn)真、如實(shí)記錄注漿參數(shù)(包括注漿位置,開始、暫停、結(jié)束時(shí)間,注漿壓力,注漿量,并在下班前將記錄表及注漿情況交值班工程師,并將數(shù)據(jù)表格上交管理部門;若發(fā)生注漿管堵漏情況,掘進(jìn)班負(fù)責(zé)及時(shí)清理,避免漿液在管道內(nèi)凝固;交接班前,注漿手

4、負(fù)責(zé)清洗儲(chǔ)漿罐及注漿泵,將整條注漿管洗通,并交接下一班組。七、作業(yè)流程 同步注漿操作流程圖7.1原材料要求砂要求采用細(xì)度模量1.62.3的細(xì)砂,不允許夾雜有5mm以上的豆石或雜物,需要時(shí)需對砂子進(jìn)行過篩處理;水泥、膨潤土不能有結(jié)塊現(xiàn)象。 7.2漿液要求注漿作業(yè)不產(chǎn)生離析。具有較好的流動(dòng)性,易于注漿施工。壓注后漿液固化收縮率小。有較好的不透水性能。壓注后強(qiáng)度能很快超過土層。7.3運(yùn)輸與儲(chǔ)存漿液攪拌好后,儲(chǔ)存在地面攪拌式儲(chǔ)漿罐內(nèi),電瓶車就位后,下放到編組列車中的砂漿運(yùn)輸罐,下放漿液必須通過一層濾篩,將砂漿中的粗骨料去除后,才可進(jìn)入砂漿運(yùn)輸罐;砂漿罐裝滿后,與其他列車同時(shí)進(jìn)入后配套拖車停放區(qū)間,隨后

5、通過拖車上的砂漿泵將運(yùn)輸罐中的漿液泵入拖車上的儲(chǔ)漿罐(漿箱;運(yùn)輸、儲(chǔ)存時(shí)間不宜過長(不至于發(fā)生初凝,若需運(yùn)輸、儲(chǔ)存時(shí)間長時(shí),則考慮加入緩凝劑;若發(fā)生沉淀、離析現(xiàn)象,應(yīng)進(jìn)行二次攪拌;砂漿在運(yùn)輸與儲(chǔ)存過程中不得隨意加水。7.4注漿參數(shù)的選擇、控制一般采用注漿壓力、注漿數(shù)量進(jìn)行雙重控制。漿液配比漿液配比由項(xiàng)目部試驗(yàn)室通過配合比試驗(yàn)確定,針對不同地層提供不同漿液配比,盾構(gòu)土木值班工程師根據(jù)地層變化情況,進(jìn)行漿液配比選擇。注漿壓力同步注漿時(shí)要求在地層中的漿液壓力大于該點(diǎn)的靜止水壓及土壓力之和,做到盡量填補(bǔ)而不宜劈裂。注漿壓力過大,出現(xiàn)漿液溢出地面或造成地表隆起,管壁外面土層將會(huì)被漿液擾動(dòng)而造成后期地層沉

6、降及隧道本身的沉降,并易造成跑漿;而注漿壓力過小,漿液填充速度過慢,填充不充足,會(huì)使地表變形增大,通常同步注漿壓力一般為1.11.2倍的靜止土壓力與靜止水壓力之和,根據(jù)隧道埋深計(jì)算,注漿壓力設(shè)定為33.5kg/cm2,管片注漿口的注漿壓力為24kg/cm2。注漿量 同步或即時(shí)注漿的注漿量宜按下式計(jì)算:Q=V×式中 Q注漿量(m3;V充填體積(m3;充填系數(shù),根據(jù)地質(zhì)情況,施工情況和環(huán)境要求確定;V=(D2-d2L/4D盾構(gòu)切削外徑(m;D預(yù)制管片外徑(m;L每次充填長度(m;上述計(jì)算值,在施工中按注漿效果作調(diào)整,注漿量與盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)擾動(dòng)土層范圍有關(guān)系,擾動(dòng)范圍是變量,一般情況下充填系數(shù)

7、取 1.301.80。在裂隙比較發(fā)育或地下水量大的巖層地段,充填系數(shù)一般取1.502.50。注漿速度盾構(gòu)一環(huán)掘進(jìn)時(shí)間約3050分鐘,故每個(gè)注漿孔流速控制在26mL/min 36mL/min;即在盾構(gòu)掘進(jìn)前5分鐘至掘進(jìn)完成后5分鐘內(nèi),均速注漿。結(jié)束注漿按照設(shè)定的注漿壓力和規(guī)定的注漿量要求,控制同步注漿壓力,當(dāng)注漿工作接近結(jié)束時(shí),注漿量達(dá)到要求,注漿壓力增大,則減小注漿壓力,當(dāng)注漿量還達(dá)不到要求時(shí),就要加大注漿壓力。直到滿足規(guī)定的注漿量、注漿壓力時(shí),停止注漿。7.5注漿操作注漿系統(tǒng)具有手動(dòng)、自動(dòng)兩種操作方式注漿前,檢查設(shè)備、儀表是否正常;同步注漿同時(shí)對盾尾預(yù)置的4個(gè)注漿孔進(jìn)行壓注,在每個(gè)注漿管路設(shè)

8、置壓力傳感器和流量計(jì),以便對各注漿孔的注漿壓力和注漿量進(jìn)行檢測與控制,從而保證對管片背后的注漿操作是對稱均勻的;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,土木值班工程師和注漿手根據(jù)現(xiàn)場情況延長注漿時(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),土木值班工程師根據(jù)管片盾尾間隙調(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。7.6注漿參數(shù)記錄主要記錄管片環(huán)號(hào)、注漿位置、時(shí)間、壓力、注漿量。同步注漿記錄表格 7.7幾種漏漿現(xiàn)象的處理盾尾漏漿一般采取堵漏的方法,手動(dòng)加注盾尾密封油脂,必要時(shí)用棉紗或者海綿墊進(jìn)行封

9、堵;掌子面漏漿由于圍巖穩(wěn)定性等原因,造成盾殼與巖面間空隙過大,注漿時(shí)漿液會(huì)順著盾殼外壁漏入掌子面,遇到這種情況,值班工程師必須及時(shí)適當(dāng)減小注漿壓力、注漿速度,防止?jié){液注入掌子面。7.8變形監(jiān)測分析管片發(fā)生錯(cuò)臺(tái)損壞時(shí),應(yīng)立即停止注漿,修正注漿參數(shù)。7.9注意事項(xiàng)拌料時(shí),砂、水泥、水、膨潤土要按照正確順序進(jìn)行投料;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;要注意保證注漿泵能正常工作,注漿管路暢通,壓力、流量顯示系統(tǒng)準(zhǔn)確無誤;正常情況下漿液要從管片的對稱位置注入,防止產(chǎn)生偏壓使管片發(fā)生錯(cuò)臺(tái) 或損壞;注漿過程中要密切關(guān)注管片的變形情況,若發(fā)現(xiàn)管片有破損、錯(cuò)臺(tái)、上浮等現(xiàn)象應(yīng)立即停止注漿;注漿過

10、程中,若在不提高注漿壓力而注漿量很大,或注漿量突然增加時(shí)應(yīng)檢查是否發(fā)生了漏漿或注入掌子面或者地質(zhì)出現(xiàn)空洞,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;注漿過程中若發(fā)生管路堵塞,應(yīng)立即處理以防止管中漿液凝結(jié);作業(yè)完畢后,儲(chǔ)漿罐、運(yùn)輸罐、泵、注漿管路一定要及時(shí)清洗干凈,每一個(gè)工作班清理一次;在需要長時(shí)間停機(jī)時(shí),必須拆除注漿管路,將注漿管路清洗干凈;砂漿儲(chǔ)漿罐內(nèi)若有余料,用注漿泵將砂漿輸入運(yùn)輸車,在豎井內(nèi)用門吊轉(zhuǎn)運(yùn)至另一條洞內(nèi)使用或者運(yùn)至指定地點(diǎn)排掉。八、注漿質(zhì)量控制措施注漿是按特殊控制程序進(jìn)行控制:人員需培訓(xùn)上崗;所用設(shè)備、計(jì)量器具等需經(jīng)過鑒定;所用各種原材料的檢驗(yàn)執(zhí)行程序文件采購產(chǎn)品的檢驗(yàn)和

11、試驗(yàn)控制程序;施工過程施行連續(xù)監(jiān)控,并形成記錄。注漿前進(jìn)行詳細(xì)的漿材配合比試驗(yàn),選定合適的注漿材料及漿液配比,保證所選漿材配比、強(qiáng)度、耐久性等物理力學(xué)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。注漿過程中嚴(yán)格做到“不注漿、不掘進(jìn)”。制訂詳細(xì)的注漿施工設(shè)計(jì)和工藝流程及注漿質(zhì)量控制程序,嚴(yán)格按要求實(shí)施注漿、檢查、記錄、分析,及時(shí)查看P(注漿壓力Q(注漿量t(時(shí)間曲線,分析注漿效果,反饋指導(dǎo)下次注漿,并及時(shí)報(bào)告項(xiàng)目總工程師。進(jìn)行信息反饋,修正注漿參數(shù)設(shè)計(jì),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。做好注漿設(shè)備的維修保養(yǎng),注漿材料供應(yīng),保證注漿作業(yè)順利連續(xù)不中斷進(jìn)行。九、安全文明施工控制措施參加注漿作業(yè)人員必須經(jīng)過專門訓(xùn)練,掌握有關(guān)作業(yè)規(guī)程;嚴(yán)禁在不

12、停泵的情況下進(jìn)行任何修理; 注漿泵及管道內(nèi)壓力未降至零時(shí),不準(zhǔn)拆管路或松開管路接頭,以免漿液噴出傷人;注漿泵有專業(yè)人員負(fù)責(zé)操作,未經(jīng)同意任何人不得操作;在拆除管路及注漿泵操作時(shí)應(yīng)戴防護(hù)眼鏡,以免漿液濺入人眼;保持機(jī)械及隧道內(nèi)整潔,工作結(jié)束時(shí)必須對設(shè)備清洗保養(yǎng),并清理作業(yè)周圍環(huán)境。十、注漿施工中常見問題及對策10.1注漿造成地表沉隆超限10.1.1造成地表沉降過大的原因(1軟土地層中沒有進(jìn)行同步注漿。采用管片注漿孔同步注漿的施工過程,如果沒有嚴(yán)格的過程控制,或者注漿液初凝時(shí)間設(shè)定不合理,往往做不到真正意義的同步注漿。(2掘進(jìn)過程僅以注漿量為控制指標(biāo),限定每環(huán)的注漿量范圍,導(dǎo)致注漿量偏少,不能有效

13、地對盾尾間隙進(jìn)行填充。這種情況大多發(fā)生在以下情況:某些特殊地段或較小的轉(zhuǎn)彎半徑上,土層損失加大;是由于地質(zhì)條件或其他特殊原因,掘進(jìn)過程某環(huán)出土量劇增,而沒有相應(yīng)增大注漿量;地層特性變化,卻沒有相應(yīng)調(diào)整注漿量,如從粘土變?yōu)樯巴?、從粘土變?yōu)榱严端S富的風(fēng)化巖層等情況;盾構(gòu)機(jī)在粘性較高的粘土層掘進(jìn)時(shí),盾殼外壁會(huì)附著一層較厚的固結(jié)土體,與盾構(gòu)機(jī)同步前進(jìn),無形中增大了盾尾間隙。(3漿液強(qiáng)度過低,或漿液和易性差,易離析而滲透到地層中,發(fā)生漿液損失。漿液拌和時(shí)的投料順序也可能對漿液強(qiáng)度造成較大影響。(4某些漿液凝結(jié)后,自身收縮量較大;或者雙液漿過早初凝,未能有效填充盾尾間隙。(5漿液流動(dòng)性太好,隧道管片最重

14、要的頂部出現(xiàn)無漿液填充;或者雙液漿混合不充分,在土中逐漸流失。(6沒有與監(jiān)測緊密結(jié)合,以監(jiān)測成果指導(dǎo)施工。從盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程的地表沉降規(guī)律來看,一般盾構(gòu)機(jī)前方地表沉降量在5mm內(nèi)時(shí),盾尾穿越這個(gè)位置 同步注漿 作業(yè)指導(dǎo)書 時(shí)沉降不會(huì)超出規(guī)范允許的 30mm。 因此， 當(dāng)監(jiān)測結(jié)果顯示前方沉降量超過 5mm， 又沒有及時(shí)采取有效注漿措施，沉降超出規(guī)范允許范圍的可能性相當(dāng)大。 10.1.2 造成地表隆起的原因 （1）注漿壓力過大，注漿量偏高。主要在土質(zhì)軟弱的地層出現(xiàn)。 （2）隧道頂部有滲水通道連至地表。如原地質(zhì)勘探孔，如果沒有封堵或封堵 效果不佳，漿液會(huì)沿著該孔噴出或滲出，不僅嚴(yán)重污染地面環(huán)境，還可能

15、造成地 表隆起。 10.2 注漿液從盾尾流入或從進(jìn)入土倉 （1）注漿壓力大時(shí)，漿液會(huì)沿著盾殼流入土倉中，進(jìn)而從螺旋輸送機(jī)輸出； 而注漿壓力一旦大于盾尾密封的承壓能力，將擊穿盾尾密封。如果沒有及時(shí)對盾 尾密封注入油脂，漿液在盾尾刷中凝固后，會(huì)使盾尾密封失效，嚴(yán)重影響施工安 全。 （2）管片構(gòu)造不合理，也會(huì)造成注漿液的滲漏。 10.3 管片上浮、錯(cuò)臺(tái)管片脫出盾尾后上浮的原因有： （1）地質(zhì)情況。從西安地鐵盾構(gòu)施工情況看，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層的上浮量大 于砂層，而從廣州地鐵盾構(gòu)施工情況看，中、微風(fēng)化巖層管片上浮量較大。 （2）長細(xì)比很大的柔性構(gòu)件的偏心受壓。 （3）漿液選型不當(dāng)，漿液早期強(qiáng)度偏低，不能及

16、時(shí)與圍巖土體形成共同作用。 （4）漿液初凝時(shí)間控制不當(dāng)，沒有及時(shí)填充盾尾間隙或填充效果不佳。 （5）注漿位置選擇不當(dāng)，采用管片注漿孔注漿時(shí)，以中下部注漿孔為注漿孔 位。 （6）盾構(gòu)姿態(tài)較差，千斤頂編組壓力差過大。 10.4 管片后期沉降 二次注漿糾偏處理 10.5 注漿系統(tǒng)管路堵塞 管路堵塞是注漿過程最常見、最易發(fā)生的問題。注漿系統(tǒng)管路包括注漿管路 堵塞、輸漿管路堵塞等，主要是由于漿液初凝時(shí)間偏短，強(qiáng)度高，工序銜接不合 理等原因造成。采用長距離管路輸送的，尤其容易發(fā)生管路堵塞現(xiàn)象，漿液在管 路中的損失量較大。 11 同步注漿 作業(yè)指導(dǎo)書 解決方法： 調(diào)整合理漿液配比，添加緩凝劑；配置高壓沖洗裝置；通過盾尾內(nèi)的可拆卸 口進(jìn)行機(jī)械疏通；盾構(gòu)機(jī)停機(jī)前用膨潤土等將注漿管充滿，以防漿液回流而堵塞 注漿管。 10.6 噴涌 由于地下水位高，注漿液被稀釋或未完全填充，在一段距離以后，匯聚在管 片外側(cè)的水在壓力作用下流到掌子面，造成噴涌。 解決方法：調(diào)整漿液配比，高強(qiáng)、不易離析；通過二次注