盾構(gòu)掘進(jìn)管片拼裝及壁后注漿質(zhì)量控制

1、盾構(gòu)掘進(jìn)、管片拼裝及壁后注漿質(zhì)量控制1.1盾構(gòu)掘進(jìn)2.1.1掘進(jìn)流程掘進(jìn)流程見圖2-1-12.1.2掘進(jìn)模式用于本合同段掘進(jìn)施工的土壓平衡盾構(gòu)的開挖土倉(cāng)由刀盤、切口環(huán)、隔板、土壓傳感器及膨潤(rùn)土添加、泡沫注入系統(tǒng)組成。根據(jù)本合同段隧道地層條件，需選擇土壓平衡模式進(jìn)行本合同段區(qū)間隧道的掘進(jìn)。土壓平衡掘進(jìn)模式中土倉(cāng)壓力的保持首先需選定土倉(cāng)壓力，掘進(jìn)過程中通過調(diào)整推進(jìn)力實(shí)現(xiàn)推進(jìn)速度控制、通過調(diào)整螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)出碴量控制。具體方法如下：(1) 土倉(cāng)壓力值P的選定P值應(yīng)能與地層土壓力和靜水壓力相平衡.設(shè)刀盤中心地層靜水壓力、土壓力之和為P0,則P=KP0,K一般取1013。掘進(jìn)施工過程中土倉(cāng)壓力根據(jù)試

2、掘進(jìn)時(shí)取得的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)并結(jié)合盾構(gòu)所在位置的埋深、土層狀況及地表監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整與控制。掘進(jìn)控制更改設(shè)定值土壓力設(shè)定土壓力控制掘進(jìn)速度控制過硬塑性流動(dòng)狀態(tài)挖倉(cāng)土壓降低速度刀盤扭矩OK異常周邊土壓OK異常繼續(xù)掘進(jìn)TYES土壓設(shè)定更改設(shè)定值A(chǔ)A增加螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速OK減少螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定速度OK圖2-1-1盾構(gòu)掘進(jìn)控制程序圖（2）推進(jìn)速度控制為保持土倉(cāng)壓力的穩(wěn)定，掘進(jìn)速度必須與螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速相符合，同時(shí)必須兼顧注漿，確保漿液能均勻填實(shí)管片與地層的空隙，根據(jù)施工的實(shí)際情況確定第1頁(yè)共9頁(yè)農(nóng)富Usssss.msssssusw兇果smssKsttsss.SHeftmKSSSs,sfSSKIEISSSRUU

3、SItefflE:。"»肆g.sisisRHXSissmH.3sissskiss.slle«EmsiislKSssssEswvsfs國(guó)卡B3¥=iiE也TESSifiMW黃s»SSEiss&«RE»Im&IBS3SS董sglt£FKfos*se>is6£ssgsKS2）根據(jù)掌子面地層情況應(yīng)及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，調(diào)整掘進(jìn)方向時(shí)應(yīng)設(shè)置警戒值與限制值。當(dāng)盾構(gòu)姿態(tài)接近警戒值時(shí)就應(yīng)該實(shí)行糾偏程序。3）蛇行修正及糾偏時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行，如修正過程過急，蛇行反而更加明顯。在直線推進(jìn)的情況下，應(yīng)選取盾構(gòu)當(dāng)前所

4、在位置點(diǎn)與設(shè)計(jì)線上遠(yuǎn)方的一點(diǎn)作一直線，然后再以這條線為新的基準(zhǔn)進(jìn)行線形管理。在曲線推進(jìn)的情況下，應(yīng)使盾構(gòu)當(dāng)前所在位置點(diǎn)與遠(yuǎn)方點(diǎn)的連線同設(shè)計(jì)曲線相切。4）推進(jìn)油缸油壓的調(diào)整不宜過快、過大，否則可能造成管片局部破損甚至開裂5）正確進(jìn)行管片選型，確保拼裝質(zhì)量與精度，以使管片端面盡可能與計(jì)劃的掘進(jìn)方向垂直。6）盾構(gòu)始發(fā)到達(dá)時(shí)方向控制極其重要，應(yīng)按照始發(fā)、到達(dá)掘進(jìn)的有關(guān)技術(shù)要求，做好測(cè)量定位工作。2.1.4姿態(tài)偏差要求盾構(gòu)在掘進(jìn)過程中應(yīng)嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)軸線，在直線段和半徑不小于500m的曲線段，盾構(gòu)機(jī)軸線的允許偏差應(yīng)為：平面土5mm、高程±20mm；在半徑小于500m的曲線段，盾構(gòu)機(jī)軸線的允許

5、偏差為：平面±8mm、高程±25mm。2.1.5質(zhì)量保證（1）掘進(jìn)施工參數(shù)應(yīng)根據(jù)工程水文地質(zhì)情況作出包括掘進(jìn)模式、土倉(cāng)壓力、總推力、掘進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速、刀具貫入量以及碴土改良方法、碴土管理等決定，不得隨意更改相應(yīng)掘進(jìn)參數(shù)。（2）在施工進(jìn)行期間結(jié)合地面監(jiān)測(cè)反饋信息及實(shí)際施工情況進(jìn)行總結(jié)分析，對(duì)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，在施工過程中對(duì)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化。（3）掘進(jìn)時(shí)應(yīng)根據(jù)工程水文地質(zhì)條件相適應(yīng)的碴土改良方式對(duì)碴土進(jìn)行改良，以保證碴土的流塑性和止水性。（4）結(jié)合地面沉降監(jiān)測(cè)反饋信息，對(duì)出碴量控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)碴土管理的最優(yōu)化。1.2管片拼裝2.2.1管片及止水材料片內(nèi)徑540

6、0mm,外徑6000mm,襯砌管片分為6塊：3塊標(biāo)準(zhǔn)塊（A型）,第#頁(yè)共9頁(yè)2塊鄰接塊（B型jn1塊封頂塊C型）環(huán)片厚度為300mm環(huán)片寬度為1200mm。左右轉(zhuǎn)彎環(huán)片最大楔形量為48mm。采用彎曲螺栓連接，環(huán)向共12根螺栓,縱向共16根螺栓?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C50,抗?jié)B等級(jí)S10。本區(qū)間管片止水材料采用三元乙丙橡膠擠出硫化而成的彈性橡膠密封墊，與管片間用單組份氯丁-酚醛膠粘劑粘結(jié)。2.2.2管片安裝管片安裝步驟示意圖如圖2-2-1，詳細(xì)方法如下：（1）防水材料粘貼。由管片供應(yīng)組人員進(jìn)行襯墊、止水條粘貼。（2）管片進(jìn)場(chǎng)。管片除進(jìn)行出場(chǎng)質(zhì)量控制外，還需由專人進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)管片質(zhì)量驗(yàn)收，片應(yīng)無缺棱、掉角；

7、無頂推貫穿裂縫和大于0.2mm寬的裂縫及混凝土剝落現(xiàn)象。（3）運(yùn)輸。以垂直和水平運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行管片運(yùn)輸。（4）安裝區(qū)清理。清理管片安裝區(qū)內(nèi)的水及碴土等。管管管管管管（5）收油缸。根據(jù)管片安裝需要，分區(qū)收回油缸，盡量較少同時(shí)收回油缸的數(shù)量。1_管管管r管管管管管管管管管管管管管管管（6）管片安裝。安裝區(qū)域的油缸全部收到位后，可進(jìn)行管片就位、安裝。管片安裝順序?yàn)橄绕礃?biāo)準(zhǔn)塊，然后拼裝鄰接塊，最后安裝封頂塊，管片安裝時(shí)由下至上左右對(duì)稱進(jìn)行。（7）頂伸油缸。管片就位后，將油缸以低油壓頂推支撐在管片上圖2-2-1管片安裝步驟示意圖2.2.3管片拼裝允許偏差管管管管第7頁(yè)共9頁(yè)序號(hào)項(xiàng)目允許偏差檢査頻率1襯砌環(huán)

8、橢圓度5%o每環(huán)2襯砌環(huán)軸線平面位置及高程直線段及半徑不小于500m的曲線段土50mm1點(diǎn)/環(huán)半徑小于500m的曲線段±80mm3同一襯砌環(huán)內(nèi)相鄰管片錯(cuò)臺(tái)5mm4點(diǎn)/環(huán)4縱向相鄰襯砌環(huán)管片錯(cuò)臺(tái)5mm4點(diǎn)/環(huán)2.2.4質(zhì)量保證（1）質(zhì)量保證片時(shí)應(yīng)注意保護(hù)管片和止水條，以免損壞；1）嚴(yán)格進(jìn)場(chǎng)管片的檢查，破損、的管片不用。下井吊裝管片和運(yùn)送管2）止水條及襯墊粘貼前，應(yīng)對(duì)管片接觸面進(jìn)行徹底地清潔，以確保其粘貼穩(wěn)定牢固。施工現(xiàn)場(chǎng)管片堆放區(qū)應(yīng)有防雨淋設(shè)施。粘貼止水條時(shí)應(yīng)對(duì)其涂緩膨劑；3）管片安裝前應(yīng)對(duì)管片安裝區(qū)進(jìn)行清理，清除如污泥、污水，保證安裝區(qū)及管片相接面的清潔；4）嚴(yán)禁非管片安裝位置的推進(jìn)

9、油缸與管片安裝位置的推進(jìn)油缸同時(shí)收回；5）管片安裝時(shí)必須運(yùn)用管片安裝的微調(diào)裝置將待裝的管片與已安裝管片塊的內(nèi)弧面縱面調(diào)整到平順相接以減小錯(cuò)臺(tái)。調(diào)整時(shí)動(dòng)作要平穩(wěn)，避免管片碰撞破損；6）同步注漿壓力必須得到有效控制，注漿壓力不得超過限值。5）片安裝過程中操作人員使用的工具在使用完后立即放到穩(wěn)妥的位置，避免工具從高處摔下?lián)p壞推進(jìn)油缸等設(shè)備。1.3壁后注漿2.3.1方式與材料壁后注漿采取同步注漿和二次補(bǔ)充注漿兩種方式，同步注漿通過同步注漿系統(tǒng)隨掘進(jìn)同時(shí)注入，二次補(bǔ)充注漿利用補(bǔ)充注漿系統(tǒng)在盾尾后通過管片注漿孔進(jìn)行。同步注漿是通過同步注漿系統(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，如圖所示。

10、/注漿管盾尾密封注漿體盾殼前移時(shí)，盾尾空間形成的間，注漿體行成,并對(duì)土體形成同步或即時(shí)注漿的注漿量宜按下式計(jì)算：Q=Vx入式中Q注漿(m3)；充填體(m3)；入一一充填系數(shù)，根據(jù)地質(zhì)情況，施工情況和環(huán)境要求確定;V=n(D2-d2)L/4D盾構(gòu)切削外徑(m)；D制管片外徑(m)；L_次充填長(zhǎng)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，一般情況下充填系數(shù)取130180。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150"250。地下隧道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB50299-1999)(二。三年版)同步注漿漿液為水泥砂漿，配比

11、見表2-3-1。二次補(bǔ)充注漿主要采用水泥漿，在隧道開挖對(duì)地表建筑或管線影響較大的地段，為減少地面沉降，可選擇速凝型漿液如水泥水玻璃雙液漿等。水泥單液漿配比一般取水灰比1：1或1：1.5.水泥水玻璃雙液漿配比見表2-3-2。表2-3-1同步注漿材料配比表組別水泥(kg)粉煤灰（kg）膨潤(rùn)土（kg）砂（kg）水(kg)外加劑18026038124160-50779460-470按需要根據(jù)試驗(yàn)加入膠凝時(shí)間：一般為310h,根據(jù)地層條件和掘進(jìn)速度，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)加入促凝劑及變更配比來調(diào)整膠凝時(shí)間。結(jié)體強(qiáng)度：一天不小于02MPa,28天不小于25Mpa。漿液結(jié)石率：>95%，即固結(jié)收縮率<5%

12、；漿液稠度:812cm/m；漿液穩(wěn)定性：傾析率（靜置沉淀后上浮水體積與總體積之比）小于5%表2-3-2雙液漿配比及漿液主要性質(zhì)表編號(hào)水灰比A液：B液（體積比）緩凝劑添加量（水泥用%】漿液密度（g/cm3）凝結(jié)時(shí)間（秒）11:11:10-1.51.4420-482.3.2技術(shù)參數(shù)（1）注漿壓力保證達(dá)到對(duì)環(huán)向空隙的有效充填，同時(shí)又能確保管片結(jié)構(gòu)不因注漿產(chǎn)生過大的變形和損壞，根據(jù)計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)，注漿壓力取值為：03"04Mpa。（2）注漿量根據(jù)管片壁后環(huán)形空隙與地層有效填充的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，根據(jù)規(guī)范要求，注漿取盾尾建筑控制空隙理論體積的1318倍，則每環(huán)（12m）壁后注漿量：Q=4258m3。（

13、3）注漿速度同步注漿速度應(yīng)與掘進(jìn)速度相匹配，按盾構(gòu)完成一環(huán)1.2m掘進(jìn)的時(shí)間內(nèi)完成當(dāng)環(huán)注漿量來確定其平均注漿速度。達(dá)到均勻的注漿目的。（4）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，即當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%以上時(shí)，即可認(rèn)為達(dá)到了質(zhì)量要求。對(duì)本設(shè)計(jì)參數(shù)還需通過監(jiān)控量測(cè)進(jìn)行優(yōu)化，使注漿效果達(dá)到更佳。（5）效果檢查注漿效果檢查主要采用分析法，即根據(jù)P-Q-t曲線，結(jié)合掘進(jìn)速度及襯砌、第9頁(yè)共9頁(yè)3MNWie£$8eli.、/»云塢也盤二羈也卜皿£；燧卜遨;絳gE":一r-L-!：$辭匚記I紳：滾？BW豎繆U:rk；轉(zhuǎn).-：!.-&l

14、t;y.>feH-HESiE&sSN*&SS1»KSK6<K6M竄養(yǎng)TKfflsis套sKft*mmaK?owsllrms小SIBSIBS4&ftweiB«ssnwu)mcrid.ssvssraBiss£K雜物，需要時(shí)需對(duì)砂子進(jìn)行過篩處理；2）水泥、膨潤(rùn)土不能有結(jié)塊現(xiàn)象。（2）、漿液拌制1）漿液配合比嚴(yán)格按工程師通知配合比配制；2）原材料采用地秤計(jì)量，計(jì)量誤差要控制在規(guī)范要求范圍內(nèi)；3）投料順序按水、水泥、砂依次進(jìn)行；4）攪拌時(shí)間控制在2分鐘左右；5）膨潤(rùn)土應(yīng)提前一天拌制成溶液，再與其他原材料進(jìn)行混合（注意溶液中的用水應(yīng)從配合比

15、用水中扣除）。（3）、運(yùn)輸與貯存1）漿液攪拌好后，下放到編組列車中的砂漿運(yùn)輸罐與其他列車同時(shí)進(jìn)入掘進(jìn)工作面，隨后通過拖車上的砂漿泵將運(yùn)輸罐中的漿液注入拖車上的貯漿罐；2）運(yùn)輸、貯存時(shí)間不宜過長(zhǎng)（不至發(fā)生初凝），若需運(yùn)輸、貯存時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，則考慮加緩凝劑；3）若發(fā)生沉淀、離析現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行二次攪拌；4）砂漿在運(yùn)輸與貯存過程中不得隨意加水。（4）、注漿順序1）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，從而獲得對(duì)管片背后的對(duì)稱均勻壓注；2）同步注漿在地層勻均和盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)較好時(shí)，4個(gè)注漿孔應(yīng)均衡注入；3）補(bǔ)強(qiáng)注漿應(yīng)先壓注可能存在

16、大的空隙一側(cè)、或軟巖、或節(jié)理裂隙較發(fā)育的一側(cè)。4）同步注漿時(shí)使用盾構(gòu)機(jī)的計(jì)量?jī)x器嚴(yán)格控制注漿量（5）、注漿系統(tǒng)操作注漿系統(tǒng)具有手工、自動(dòng)兩種操作方式，具體的操作由公司機(jī)電部編制相應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)書。（6）、施工中應(yīng)注意的幾點(diǎn)問題1）拌料時(shí)，水、膨潤(rùn)土、水泥、砂要按照正確的順序進(jìn)行投料；2）注漿設(shè)計(jì)壓力是指注漿孔空口壓力，而不是泵的工作壓力；3）要保證注漿泵能正常工作，注漿管路暢通，壓力顯示系統(tǒng)準(zhǔn)確無誤；4）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；5）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；6）注漿過程中，若在不提高注漿壓力而注漿量

17、很大，或注漿量突然增大時(shí)應(yīng)檢查是否發(fā)生了泄漏或注入掌子面，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；7）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)；8）作業(yè)完畢后，攪拌機(jī)、運(yùn)輸罐、泵、注漿管路一定要及時(shí)清理干凈，9）二次補(bǔ)強(qiáng)注漿每次結(jié)束要立即用水清洗注漿管；10）若遇有水涌出的孔位，則應(yīng)調(diào)整雙液漿的配比，縮短膠凝時(shí)間，達(dá)到迅速阻水的目的；11）在需要長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，必須以膨潤(rùn)土漿液（其配合比一般為：水灰比0.8，水泥:膨潤(rùn)土二1:1）填充注漿管路。（7）、幾種漏漿現(xiàn)象的處理1）盾尾漏漿：一般采取堵漏的方法，用棉紗和木楔進(jìn)行封堵；2）掌子面漏漿：由于圍巖穩(wěn)定性等原因，造成盾殼與巖

18、面間空隙過大，注漿時(shí)漿液會(huì)順著盾殼外壁漏進(jìn)掌子面，遇這種情況，須利用泡沫注入系統(tǒng)，向盾殼與巖壁間注入一膨潤(rùn)土隔環(huán)，防止注漿流入掌子面。1.4成型隧道成型隧道分為主控項(xiàng)目和一般項(xiàng)目2.4.1主控項(xiàng)目隧道成型后其襯砌環(huán)表面應(yīng)無缺棱、掉角；無貫穿列縫，無大于0.2mm寬的列縫及混凝土剝落現(xiàn)象。檢查數(shù)量:逐環(huán)檢查，并請(qǐng)監(jiān)理單位每10環(huán)抽查1環(huán)。檢驗(yàn)方法:觀察檢查、刻度放大鏡檢查，必要時(shí)進(jìn)行超聲波無損檢測(cè)。2.4.2一般項(xiàng)目成型隧道軸線平面位和高程的允許偏差為:直線段及半徑不小于500m的曲線段±50mm，半徑小于500m的曲線段±80mm。檢查數(shù)量:逐環(huán)檢查，并請(qǐng)監(jiān)理單位每10環(huán)抽查1環(huán)。檢驗(yàn)方法:使用全站儀、水準(zhǔn)儀測(cè)量。2.4.3質(zhì)量保證（1）在盾構(gòu)