灌漿料在地鐵中的應(yīng)用

1、3、盾構(gòu)法施工中灌漿技術(shù)工藝4、同步灌漿料的分類及工程應(yīng)用1、注漿技術(shù)2、地鐵施工中灌漿技術(shù)簡介5、現(xiàn)存問題6、總結(jié)1 注漿技術(shù)利用壓縮空氣流保護(hù)的高壓水射束,對土體進(jìn)行沖刷切割,使?jié){液與土體攪拌混合形成固結(jié)體,從而起到加固地基、基坑防滲、既有構(gòu)筑物糾偏等作用。（靜壓灌漿）：用一定的壓力向土體等注入比重較大的漿液,在壓力傳遞作用下,注入的漿液沿地基應(yīng)力場中的最小主應(yīng)力面或弱應(yīng)力分布區(qū)延伸,填充空隙,起到加固土體的作用。既可以用于地基加固工程,又可用于基坑止水帷幕工程。在充填灌漿的基礎(chǔ)上,使用一定的壓力有控制地劈開土體灌注漿液,形成連續(xù)泥墻,可以起到加固土體和防滲的作用。主要用于壩體等構(gòu)筑物的加

2、固。1 注漿技術(shù)長距離頂管施工注漿,既可以起潤滑作用,減小頂進(jìn)時(shí)的摩擦阻力;又可以起填補(bǔ)和支撐作用,填補(bǔ)施工時(shí)管道與土體間產(chǎn)生的空隙,能減小土體變形,防止土體坍塌,使隧洞更穩(wěn)定。隨著頂管推進(jìn),注漿的效果將明顯下降,因而要對后面的管段不斷補(bǔ)漿,以防止摩擦阻力增大。通過注漿泵的壓送作用,將漿液灌注入盾尾的管片環(huán)外間隙之中,達(dá)到填充管片環(huán)外空隙、固定管片位置、減少地面沉降、充當(dāng)環(huán)外第一道防水線的目的,并確保管片襯砌早期和后期的穩(wěn)定性。此種灌漿技術(shù)主要用于地鐵盾構(gòu)技術(shù)中的同步注漿及二次注漿。2 地鐵施工中灌漿技術(shù)簡介管片拼裝完成后，隨著盾構(gòu)的推進(jìn)，管片與洞體之間出現(xiàn)空隙。如不及時(shí)充填，地層應(yīng)力釋放后，

3、會產(chǎn)生變形。其結(jié)果是發(fā)生地面沉降、鄰近建(構(gòu))筑物沉降、變形或破壞等。灌漿的主要目的就是防止地層變形，還有其他重要目的，具體如下：(1)抑制隧道周邊地層松弛，防止地層變形。(2)及早使襯砌管片環(huán)安定，千斤頂推力平滑地向地層傳遞。作用于管片的推力平均，能減小作用于管片的應(yīng)力和管片變形，盾構(gòu)的方向控制容易。(3)形成有效的防水層。2 地鐵施工中灌漿技術(shù)簡介(1)流動性好；(2)注入時(shí)不離析；(3)具有均勻的高于地層土壓的早期強(qiáng)度；(4)良好的充填性；(5)注入后體積收縮??；(6)阻水性高；(7)適當(dāng)?shù)酿ば?，以防止從盾尾漏漿或向開挖面回流；(8)不污染環(huán)境。2 地鐵施工中灌漿技術(shù)簡介一次灌漿分為同步

4、灌漿、即時(shí)灌漿和后方灌漿三種方式，根據(jù)地質(zhì)條件、盾構(gòu)直徑等具體情況確定。是在空隙出現(xiàn)的同時(shí)進(jìn)行灌漿、填充空隙的方式。一環(huán)掘進(jìn)結(jié)束后從管片灌漿孔注入的方式。掘進(jìn)數(shù)環(huán)后從管片灌漿孔注入的方式。一般盾構(gòu)直徑大，或在沖積黏性土和砂質(zhì)土中掘進(jìn)，多采用同步灌漿；而在自穩(wěn)性好的軟巖中，多采取后方灌漿方式。2 地鐵施工中灌漿技術(shù)簡介二次灌漿是以彌補(bǔ)一次灌漿缺陷為目的進(jìn)行的灌漿，具體作用如下:(1)補(bǔ)足一次灌漿未充填的部分；(2)補(bǔ)充由漿體收縮引起的體積減??；(3)以防止周圍地層松弛范圍擴(kuò)大為目的的補(bǔ)充。以上述(1),(2)為目的的二次灌漿，多采用與一次灌漿相同的漿液；若以(3)為目的，多采用化學(xué)漿液。3 盾構(gòu)

5、法施工中灌漿技術(shù)工藝為了使環(huán)形空隙能較均勻地被漿液充填,并防止管片襯砌承受不均勻偏壓,每環(huán)注漿點(diǎn)不少于4點(diǎn),在每個注漿孔出口設(shè)置分壓器,以便對各注漿孔的注漿壓力和注漿量進(jìn)行監(jiān)測與控制,從而獲得對管片背后的對稱均勻壓注。隨著推進(jìn)距離的增加,輸漿泵不能直接將漿液運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅?這時(shí)需用砂漿車將漿液運(yùn)輸?shù)阶{站,通過軟管抽送至砂漿攪拌裝置內(nèi),注漿管路連接好后,設(shè)定注漿壓力、流量進(jìn)行注漿。二次灌漿使用專用的灌漿泵，灌漿前鑿穿管片吊裝孔外側(cè)保護(hù)層，安裝專用的灌漿接頭。二次灌漿一般采用水泥漿，灌漿壓力一般為0.20.4MPa。也可根據(jù)情況選用雙液漿。4 同步灌漿料的分類及工程應(yīng)用影響凝結(jié)時(shí)間和抗壓強(qiáng)度的主要

6、因素，水泥的加入能夠縮短凝結(jié)時(shí)間、增大抗壓強(qiáng)度和降低泌水率。膨潤土水化膨脹后，提高了凝固漿液的防滲性能。在漿液中起著增稠、提高其穩(wěn)定性的作用。滾珠作用可降低水灰比，提高后期強(qiáng)度。并作為水泥的替代材料和填充材料，有助于提高結(jié)石體的耐久性、降低漿液造價(jià)。填充材料，減小體積收縮，影響漿液稠度，砂的用量與漿液稠度大小成反比。增加漿液的粘度，并具有固結(jié)作用。減緩水泥中硅酸三鈣、鋁酸三鈣等水化速度與結(jié)晶過程，適應(yīng)施工對凝結(jié)時(shí)間的要求。4 同步灌漿料的分類及工程應(yīng)用（1）固結(jié)體強(qiáng)度高、耐久性好、材料來源豐富、工藝設(shè)備簡單、成本較低,但容易離析和沉淀,穩(wěn)定性較差。（2）單摻膨潤土的普通同步灌漿單液砂漿具有很好

7、的工作性能和固結(jié)強(qiáng)度,但其抗水分散性能極差,28d水陸強(qiáng)度比僅為58%。（3）目前,水玻璃多作為固化劑,起調(diào)節(jié)凝固時(shí)間的作用,常用于對初凝及終凝時(shí)間有特殊要求的灌漿材料中。4 同步灌漿料的分類及工程應(yīng)用（4）由粉煤灰、砂、水泥、水、外加劑等材料一次攪拌而成，又分為單液活性漿液（加水泥）和單液惰性漿液（未加水泥）。惰性漿液早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度均很低，由于其凝結(jié)時(shí)間很長,固結(jié)體強(qiáng)度很低,體積收縮率較大等缺點(diǎn),不能很好的控制地表沉降,使管片結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定?；钚詽{液具備一定早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度的漿液，但其初凝時(shí)間過短容易發(fā)生堵管現(xiàn)象。（5）由水泥砂漿等攪拌成的A液與由水玻璃等組成的B液混合而成的漿液。具有初凝

8、時(shí)間短,早期強(qiáng)度大,防水性能良好等特點(diǎn)。遇水后凝膠時(shí)間易改變,后期強(qiáng)度下降,灌漿不均勻、灌漿量過大,灌漿效果難以控制,工藝相對復(fù)雜，制備成本高。常用于二次灌漿及需特殊處理的地段。4 同步灌漿的分類及工程應(yīng)用性能性能單液惰性漿液單液惰性漿液（無水泥）（無水泥）單液硬性漿液單液硬性漿液（有水泥）（有水泥）雙液漿雙液漿（水泥（水泥+水玻璃）水玻璃）早期強(qiáng)度低較高很高后期強(qiáng)度較低高高限制性（流失程度）易流失有流失基本不流失填充性好較好較好堵塞問題基本無存在易出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型低一般高4 同步灌漿料的分類及工程應(yīng)用（1）石家莊火車東站南村站區(qū)間：原材料為水泥、粉煤灰、膨潤土、砂、水、外加劑，制得灌漿料性能：凝結(jié)

9、時(shí)間310h，可現(xiàn)場加促凝劑調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間；固結(jié)體強(qiáng)度1d不小于0.2MPa，28d不小于2.5MPa；結(jié)石率95%(固結(jié)收縮率5%）；稠度812cm，傾析率5%(靜置沉淀后上浮水體積與總體積之比）。（2）廣州地鐵3號線客村站大塘站區(qū)間（穿過建筑物較多）：原材料為水泥、粉煤灰、膨潤土、砂、水、減水劑。目的：防止地層變形，確保管片襯砌早期穩(wěn)定，提高隧道抗?jié)B能力。4 同步灌漿料的分類及工程應(yīng)用（3）臺山核電取水隧洞工程：原材料為水泥、粉煤灰、膨潤土、河砂、水、減水劑、絮凝劑、纖維。目的：防止管片上浮擠壓破壞盾尾刷，以制備出可減少管片上浮、抗水分散性好、抗?jié)B性好于一體的高性能同步灌漿材料為目標(biāo)配制漿液

10、。（4）獅子洋隧道工程：原材料為水泥、粉煤灰、膨潤土、砂、水、外加劑（自配）。目的：控制管片上浮。（5）RED Hook截排水隧道：原材料為水泥、粉煤灰、膨潤土、石灰粉、水、緩凝劑、膨脹劑（完全取消砂，為減輕設(shè)備磨損）。目的：首要目的是防止沉降，第二目的是控制滲漏。（6）蘇州地鐵某標(biāo)段（穿過大量建筑物）：原材料為熟石灰粉、粉煤灰、膨潤土、中細(xì)砂、水、減水劑配成新型漿液，取得不錯的沉降控制效果。4 同步灌漿料的分類及工程應(yīng)用工程上同步灌漿料基本都是以水泥、粉煤灰、膨潤土、砂、水為基礎(chǔ)進(jìn)行配制，通過加入減水劑、緩凝劑、膨脹劑等來調(diào)節(jié)性能，在達(dá)到灌漿料基本性能要求的同時(shí)，還應(yīng)滿足不同地質(zhì)條件、盾構(gòu)直

11、徑、環(huán)境條件、灌漿設(shè)備的維護(hù)控制、開挖斷面的制約與盾尾構(gòu)造等對灌漿料性能的特殊要求。5 現(xiàn)存問題（1）初凝時(shí)間過短容易發(fā)生堵管現(xiàn)象。（2）目前國內(nèi)外現(xiàn)有凝結(jié)時(shí)間長，達(dá)到固結(jié)需要幾個小時(shí)到幾十個小時(shí)不等，固結(jié)體強(qiáng)度低，體積收縮率大，不能很好地控制地表沉降，使管片結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。在富水性地層中容易發(fā)生向土艙泄露和向土體內(nèi)流失的情況，限定填充范圍很難。（3）工藝相對復(fù)雜，但初凝時(shí)間短且具有可控性，尤其在斷裂帶、極軟土層、需特殊處理的地段。盡管其初凝時(shí)間可控制在幾秒到幾十秒之內(nèi)，且容易填充空隙，但凝結(jié)時(shí)間快，不能保證100%填充，易加大地表沉降。5 現(xiàn)存問題（4）管片檢測結(jié)果顯示，隧道前期較大，會擠壓破壞

12、盾尾刷，并造成管片成型質(zhì)量較差的問題。（5）目前研究和應(yīng)用的普遍存在著填充性不好，穩(wěn)定性差，易泌水離析，凝結(jié)時(shí)間不具備可調(diào)性，易堵管，漿液的流動性、強(qiáng)度、填充性之間難以協(xié)調(diào)。（6）軟土地層中盾構(gòu)法隧道盾尾空隙的充填，過去使用的會導(dǎo)致部分沉降，并產(chǎn)生漿液滲入地下管線等問題，一旦漿液滲溢進(jìn)隧道，就會影響施工進(jìn)程。（7）中包含了粗砂和小塊的碎石，它們的存在對輸漿泵的狹口部位密封件造成威脅，造成泵的損害及維護(hù)問題，可考慮改善漿液配料或泵的設(shè)計(jì)來解決問題。6 總結(jié)在地鐵工程灌漿料的實(shí)際應(yīng)用中，普遍以水泥作為膠凝材料，粉煤灰作為摻合料起減水及填充料的作用，膨潤土用來提高抗?jié)B性及穩(wěn)定性，砂作為填充料降低灌漿料的收縮并調(diào)節(jié)稠度。目前，超細(xì)粉煤灰在灌漿料中