盾構同步注漿技術及常見問題處理措施72頁(附二次注漿講解)_ppt課件_第1頁
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文檔簡介

1、建筑空隙同步注漿施工技術一、同步注漿的原理 隨著盾構的推進,在管片和土體之間會出現(xiàn)建筑間隙。為了填充這些間隙,就要在盾構機推進過程中,保持一定壓力(綜合考慮注入量)不間斷地從盾尾直接向壁后注漿,當盾構機推進結束時,停止注漿。這種方法是在環(huán)形建筑空隙形成的同時用漿液將其填充的注漿方式。 同步注漿施工技術二、同步注漿施工流程拌 漿漿液運輸推進同步注漿同步注漿施工技術拌 漿同步注漿施工技術漿液運輸同步注漿施工技術掘進同步注漿同步注漿施工技術三、同步注漿作用1、防止地表變形地 表地表變形同步注漿施工技術三、同步注漿作用2、減少隧道沉降量隧道下沉同步注漿施工技術三、同步注漿作用3、增加襯砌接縫的防水功能

2、 盾構外殼隧道管片襯砌接縫漿 液同步注漿施工技術三、同步注漿作用4、改善襯砌的受力狀況 盾構外殼隧道管片襯砌接縫同步注漿施工技術三、同步注漿作用5、有利于盾構糾偏 目標軸線實際軸線同步注漿施工技術四、同步注漿材料1、原材料 黃 沙水 泥漿體中的填充料 膠結劑,提供漿液固結強度和調節(jié)漿液凝結時間 膨潤土減緩漿液的材料分離,降低泌水率,還具有一定的防滲作用 粉煤灰改善漿液的和易性(流動性) 水玻璃凝結劑,使?jié){液迅速固結 同步注漿施工技術四、同步注漿材料2、材料要求 和易性要好。要易攪拌,易輸送,在運輸過程當中能保持不離析、不沉淀、要具有能填充空隙的流動性 凝結時間要合適。初凝要快,即壓出去的漿體在

3、短時間內達到初凝,使?jié){體不易流失,保證壓漿質量;終凝要慢,即要求壓出的漿體在較長時間內應具有塑性,這樣可防止破壞盾尾密封裝置 要有一定的強度。壓漿的作用之一是支護地層,不使地層產生沉降變形,所以要求漿體在凝固前有一定的早期強度,而凝固后的強度要略高于原狀土 收縮率要小。漿體凝固時產生的體積收縮要小,其目的也是為了減少地表變形同步注漿施工技術五、拌漿設備與壓漿設備1、拌漿設備地面拌漿設備工作面拌漿設備拌漿機起吊輸送設備質量測定儀器、稠度儀磅秤盾構機拌漿系統(tǒng)同步注漿施工技術五、拌漿設備與壓漿設備2、壓漿設備 可同時對四個注漿口進行注漿,一般采用上部兩個注漿口同步注漿。 包括儲漿罐、注漿泵和控制面板

4、三部分采用不間斷加壓方法來進行注漿采用了注漿壓力自動控制系統(tǒng),一面使壓力保持不變,一面直接向盾尾建筑空隙注漿。通過電磁流量記在監(jiān)測流量的同時進行自動注漿。漿罐帶有攪拌軸和葉片,注漿過程中可以對漿液不停的攪拌,保證漿液的流動性,減少材料分離現(xiàn)象。同步注漿施工技術六、漿液配合比做好隧道同步注漿,應加強對漿液質量的控制,嚴格控制漿液配比,根據(jù)所處土質、施工環(huán)境選擇適合本地區(qū)的漿液配比。結合大量的漿液試塊實驗,按照實驗數(shù)據(jù)來確定配合比。 漿液的具體配比如下:(Kg/1.25m3)水泥粉煤灰砂SY-1MD-150水1251150260135.2400壓漿量和壓漿點視壓漿時的壓力值和地層變形監(jiān)測數(shù)據(jù)而定。

5、惰性漿液在主要成分加量不變的情況下,只需調節(jié)添加劑的加量就能有效地控制、調節(jié)漿液的性能。在施工過程中,可以比較方便地對漿液的性能進行調整,以適應不同地層、不同掘進進度對漿液性能的要求 同步注漿施工技術七、注漿工藝參數(shù)的確定1、注漿量的計算 要保證有足夠的漿液能很好的填充管片與地層之間的空隙。注漿量根據(jù)盾構施工環(huán)形間隙注漿量經驗計算公式確定(1)計算基本原則漿液壓注要及時、均勻、足量,確保其建筑空隙得以及時和足量的充填。壓漿量的多少,將直接影響到地表變形量的大小。同步注漿的注入量受漿液向土體中的滲透、泄露損失(漿液流到注入?yún)^(qū)域之外)、小曲率半徑施工、超挖、壁后注漿所用漿液的種類等多種因素的影響。

6、同步注漿施工技術七、注漿工藝參數(shù)的確定1、注漿量的計算 (2)計算公式 其中, 注漿量, Kg/m3) ; 盾構施工引起的空隙, m3; 盾構開挖直徑, m; 預制管片外徑. m; 回填注漿段長度,m; 注漿率(的選擇范圍:200%250%) 實際施工注漿量應通過監(jiān)測地表變形情況而定。同步注漿施工技術七、注漿工藝參數(shù)的確定2、注漿壓力的計算 一般來說,土壓平衡盾構機在盾尾處設有四個漿液注入點,盾尾同步注漿的壓力因漿液注入點位置的不同而不同。 同步注漿施工技術七、注漿工藝參數(shù)的確定 2、注漿壓力的計算 則A1、A4點處注漿壓力理論計算值為:拱頂水土壓力+管道中的壓力損失最大注入壓力為(拱頂水土壓

7、力+管道中的壓力損失)1.25最小注入壓力為(拱頂水土壓力+管道中的壓力損失)0.75A2和A3點處注漿壓力理論計算值為 拱頂水土壓力+管道中的壓力損失+側壓力系數(shù)H+水H則最大注入壓力為:(拱頂水土壓力+管道中的壓力損失+側壓力系數(shù)H+水H)1.25最小注入壓力為:(拱頂水土壓力+管道中的壓力損失+側壓力系數(shù)H+水H)0.75實際操作過程中,可根據(jù)以上理論計算所得結果分別設定A1、A2、A3、A4點的注漿壓力。根據(jù)以往上海地鐵的施工經驗,泵送出口處的壓力一般控制在0.3MPa左右,并根據(jù)施工情況(隧道埋深、地面建筑物特點等)確定。 同步注漿施工技術八、注漿工藝 1、盾構始發(fā)段同步注漿 (1)

8、為防止同步注漿破壞洞門止水裝置(即防止鉸鏈板由于注漿壓力崩斷及防止襪套外翻)影響止水效果,需等盾尾脫出加固區(qū)方可進行同步注漿。由于此段(約6m)為出洞加固區(qū),土體自立能力較強,地表沉降相對較小。 (2)當推進至20環(huán)時,對洞門進行注漿,防止可能的土體流失。 (3)由于現(xiàn)場條件的限制,此階段盾構后配套臺車位于地表,漿液拌制好后直接通過地表管路泵入到后配套臺車的注漿罐中,再經泵送至盾尾漿液注入點注入地層。漿液輸送管路較長,應避免管路堵塞,影響同步注漿。在施工結束及時壓注膨潤土漿液,疏通漿液泵送管路,減少堵管的可能,做到同步施工。 (4)此段盾構施工過程中,盾構掘進出土時進行同步注漿,以控制注漿壓力

9、為主兼顧注漿量,從盾尾上方A1,A4兩點注入。在拼裝管片時,停止注漿,以免拼裝時千斤頂部分松開時注漿會造成管片移位、變形。 (5)通過本段施工,加強對地面變形情況的監(jiān)測分析,掌握盾構推進同步注漿量。同步注漿孔洞門防水鉸鏈板(襪套)同步注漿施工技術八、注漿工藝 1、盾構始發(fā)段同步注漿 同步注漿施工技術八、注漿工藝 2、盾構掘進正常段同步注漿 (1)每環(huán)開始推進前,先拌制足夠一環(huán)使用的漿液打入注漿罐。當開始掘進后,保證注漿罐儲存的漿液能夠滿足同步注漿要求,保證施工的連續(xù)性。(2)嚴格控制同步注漿量和漿液質量,通過同步注漿及時填充建筑空隙,減少施工過程中土體的變形。做好地面變形情況及地表監(jiān)測分析,及

10、時調整注漿量(3) 要合理控制注漿壓力,盡量作到填充而不是劈裂。注漿壓力過大,管片外的土層將會被漿液擾動而造成較大的沉降,并易造成跑漿。同時,注漿壓力過小填充速度過慢,填充不足,也會使變形增大。(4)在管片脫出盾尾5環(huán)后,對管片的建筑空隙進行壁后二次注漿,整個區(qū)間每隔5環(huán)注漿一次,壓漿量的控制根據(jù)變形信息確定。 同步注漿施工技術八、注漿工藝 3、盾構掘進小半徑曲線段同步注漿 (1) 小半徑曲線施工時,管片從盾尾脫出后如果不能立即與周圍土體形成一體,盾構推進就不能充分取得反力,導致產生較大的管片變形和隧道位移的危險性。(2) 同步注漿漿液應選擇體積變化小,早期強度高的注漿材料。(3) 曲線段推進

11、必然導致土體損失的增加。由于設計軸線為圓滑曲線,而盾構是一定長度的直線,故在實際推進過程中,實際掘進軸線必然為一段段折線,且曲線外側出土量又大,這樣必然造成曲線外側土體的損失,并存在施工空隙。因此在曲線段推進過程中同步注漿必須加強對曲線段外側的壓漿量,以填補施工空隙,加固外側土體,使盾構順利沿設計軸線推進。注入量的多少還是以地表沉降監(jiān)測為指導。 同步注漿施工技術八、注漿工藝4、盾構掘進淺覆土段同步注漿 淺覆土地段的壁后注漿,由于盾尾建筑空隙會立即影響到地面或地下建(構)筑物,要進行充分的壁后注漿管理以控制地層變形,同步注漿宜使用有早期強度的壁后注漿材料,同時,要通過實驗確定注漿壓力及注漿量。同

12、步注漿施工技術 八、注漿工藝5、盾構掘進大坡度段同步注漿 大坡度施工中的壁后注漿材料,宜采用體積變化小,早期強度高的 瞬結性材料。下坡度時,容易出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象可采取以下措施預防解決這一問題:(1)同步注漿的同時應當注意盾尾油脂的及時填充,盾尾刷及盾尾油脂的配合使用能起到阻擋漿液倒流,避免漏漿。(2)在盾尾油脂壓注到位的情況下,盾尾漏漿大多是由于注漿壓力過高或注入速度過快造成,可以通過控制推進速度,調整同步注漿流量及調整注漿壓力,防止?jié){液擊穿盾尾漏漿(3)在出現(xiàn)漏漿的情況下,應當立即停止壓漿,壓注盾尾油脂,在管片間隙漏漿處塞上海綿條等防漏材料,待漏漿結束后在推進過程中適當加大注漿量,

13、填補漏失的漿液,同時,根據(jù)監(jiān)測報表決定是否進行壁后二次注漿同步注漿施工技術八、注漿工藝6、盾構穿越建筑物及重要管線同步注漿 (1)穿越建筑物及重要管線前,應當對建筑物的樁基基礎類型、埋深、建造年代及管線的口徑、埋深、走向等進行詳細的勘查,綜合考慮該處的地質情況確定同步注漿參數(shù)。(2)同步注漿的漿液在填補建筑空隙時可能會存在一定間隙,且漿液的收縮變形也存在地面沉降的隱患,因此在隧道掘進的同時,根據(jù)地面監(jiān)測情況,必要時進行二次壁后注漿,漿液視情況采用單液漿或雙液漿。漿液通過管片的注漿孔注入地層,并在施工時采取推進和注漿聯(lián)動的方式,注漿未達到要求,盾構暫停推進,以防止土體變形。根據(jù)施工中的變形監(jiān)測情

14、況,隨時調整注漿量及注漿參數(shù),壁后二次注漿根據(jù)地面監(jiān)測情況隨時調整,從而使地層變形量減至最小,達到保護建筑物及管線的目的。同步注漿施工技術八、注漿工藝7、盾構盾構掘進進洞段同步注漿 進洞段同步注漿施工除了填充建筑空隙,控制地面沉降外,還應配合盾構軸線控制,采取靈活多變的注漿方式,確保盾構順利進洞,當盾構機靠上盾構基座后停止同步注漿,待盾構機進入完全??吭诙軜嫽撮T封死后在進行洞門的補壓漿,防止水土流失同步注漿施工技術八、注漿工藝8、壁后二次注漿 (1)盾尾間隙已在盾構施工同步注漿時充分填充,如再超量進行注漿,有可能擾亂土體,引起地面隆起和壓實沉降等問題。所以二次注漿基本上不需進行。如果出現(xiàn)

15、管片漏水等現(xiàn)象時,則根據(jù)實際情況,對注漿方法和材料確定后,進行補充注漿。(2)壓漿時指派專人負責,對壓入位置、壓入量、壓力值均作詳細記錄,并根據(jù)地層變形監(jiān)測信息及時調整,確保壓漿工序的施工質量。(3)為防止?jié){液在注漿系統(tǒng)內的硬化,定時對工作面注漿系統(tǒng)及地面上的拌漿系統(tǒng)進行清洗,清洗時間根據(jù)實際情況確定。壁后二次補注漿漿液配比如下表: 壁后二次補注漿漿液配比(重量比)水泥粉煤灰水稠度13適量911同步注漿施工技術八、注漿工藝8、壁后二次注漿 同步注漿施工技術八、注漿工藝9、其它 上海地層屬于軟土層,地下水位高,土質的含水量基本飽和,所以應一次注漿體材料,以防土體流失。盾尾后間隙一旦形成,應立即進

16、行壓漿,并保持一定的壓力,壓漿工藝對盾尾密封要求較高,要有一個不易漏漿的盾尾密封裝置,并有堵漿的措施及備有堵漿的設備和材料。施工中如果發(fā)現(xiàn)注入量持續(xù)增多時,必須檢查超挖、漏失等因素。而注入量低于預定注入量時,可以考慮是注入漿液的配比、注入時期、盾構推進速度過快或出現(xiàn)故障所致,必須認真檢查采取相應的措施,一般可采取加大注漿壓力或在盾構掘進后進行補漿同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施1、漿液質量不符合質量標準 現(xiàn) 象在盾構推進過程中,由于注漿漿液質量不好,使注漿效果不佳,引起地面和隧道的沉降。原因分析(1)注漿漿液配合比不當,與注漿工藝、盾構形式、周圍土質不相適應;(2)拌漿計量不準,

17、導致配合比誤差,使?jié){液質量不符合要求; 原材料質量不合格;(3)運輸設備的性能不符合要求,使?jié){液在運輸過程中產生離析、沉淀。同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施1、漿液質量不符合質量標準 預防措施(1)根據(jù)盾構的形式、壓漿工藝、土質情況、環(huán)境保護的控制要求及經濟效益正確設計漿液配比,并通過試驗,使其符合施工要求;(2)應在滿足合理的精度前提下,考慮使用簡單可靠的計量器具。同時應保養(yǎng)好計量器具,定時作檢定。發(fā)現(xiàn)計量器具精度誤差超標,應及時校正或換新;(3)對拌漿材料的質量進行有效的管理。保證各種材料采購的渠道,并附有相應的質量保證單。應按規(guī)定對材料進行質量抽檢;(4)拌漿設備的工作環(huán)境

18、差,使用中要主要定期維修保養(yǎng),經常清洗拌漿機。如在使用中機械發(fā)生故障應及時修復,不能讓設備帶病作業(yè);(5)漿液的輸送應視漿液的性能而定,選擇合理的輸送方法。用管路輸送時,管子的直徑要適當;用拌漿車輸送時,拌漿車上的拌漿機應有充分的攪拌能力;(6)加強對拌制后漿液的檢測,要確保漿液的質量符合施工所需。同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施1、漿液質量不符合質量標準 治理方法(1)不符合要求的漿液重新進行拌漿;(2)不符合質量要求的原材料不得使用;(3)如漿液經使用確認配比設計不合理,應及時作配合比的設計和試 驗,最好決定出實際應使用的配合比;(4)更換漿液運輸設備,以適應漿液性能及壓漿工

19、藝。同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施2、沿隧道軸線地層變形量大現(xiàn) 象沿隧道軸線地層變形過量,引起地面建筑物及地下管線損壞。原因分析(1)盾構開始掘進后,如不能同步地進行注漿或注漿效果差,則會產生地面沉降;(2)盾尾密封效果不好,注漿壓力又偏高,漿液從盾尾滲入隧道,造成有效注漿量不足;(3)漿液質量不好,強度達不到要求,不能起到支護作用,造成地層變形量過大;(4)注漿過程不均勻,推進過程中有時注漿壓力大,注漿量足,有時注漿量少,甚至不注漿,造成對土體結構的擾動和破壞,使地層變形量過大。同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施2、沿隧道軸線地層變形量大預防措施(1)正確確定注漿

20、量和注漿壓力,及時、同步地進行注漿;(2)注漿應均勻,根據(jù)推進速度的快慢適當?shù)卣{整注漿的速率,盡量做到與推進速率相符;(3)根據(jù)本節(jié)“一.注漿質量不符合質量標準”所述的措施,提高拌漿的質量,保證壓注的漿液的強度;(4)推進時同時、均勻、經常地壓注盾尾密封油脂,保證盾尾鋼絲刷的使用功能。同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施2、沿隧道軸線地層變形量大治理方法(1)根據(jù)地面變形情況及時調整注漿量、注漿部位,對于沉降大的部位可采用補壓漿的措施;(2)損壞的盾尾進行更換,或采用在盾尾內墊海綿的方法對盾尾進行堵漏;(3)注漿口離盾尾太近引起盾尾漏漿,可采用從管片上進行壁后注漿的方法,減少漿液的滲

21、漏。(4)經常施測漿桶確定實際壓出漿量,避免受盾構機計數(shù)器誤導。同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施3、單液注漿漿管堵塞現(xiàn) 象采用單液注漿時漿管堵塞,無法注漿,甚至發(fā)生漿管爆裂的情況,嚴重影響施工質量和進度。 原因分析(1)停止注漿的時間太長,留在漿管中的漿液結硬,引起堵塞;(2)漿液中的砂含量太高,沉淀在漿管中,使?jié){管通徑逐漸減小,引起堵 塞;(3)漿管的三通部位在壓漿過程中有漿液積存,時間長了就沉淀凝固。同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施3、單液注漿漿管堵塞預防措施(1)停止推進時定時用漿液打循環(huán)回路,使管路中的漿液不產生沉淀。長期停止推進,應將管路清洗干凈;(2)拌

22、漿時注意配比準確,攪拌充分;(3)定時清理漿管,清理后的第一個循環(huán)用膨潤土泥漿壓注,使注漿管路的管壁潤滑良好;(4)經常維修注漿系統(tǒng)的閥門,使他們啟閉靈活。同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施3、單液注漿漿管堵塞治理方法將堵塞的管子拆下,將堵塞物清理干凈后重新接好管路。 同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施4、雙液漿管堵塞現(xiàn) 象雙液注漿時漿管堵塞,無法注漿,甚至發(fā)生漿管爆裂的情況,嚴重影響施工質量和進度。原因分析(1)長時間未注漿,漿管沒有清洗,漿液在管路中結硬而堵塞管子;(2)兩種漿液的注漿泵壓力不匹配,B液漿的壓力太高而進入A液的管路中,引起A液管內漿液結硬,堵塞管子;

23、(3)管路中有支管時,清洗球無法清洗到該部位,使?jié){液沉淀而結硬。同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施4、雙液漿管堵塞預防措施(1)每次注漿結束都應清洗漿管,清洗漿管時要將橡膠清洗球取出,不能將清洗球遺漏在管路內引起更厲害的堵塞;(2)注意調整注漿泵的壓力,對于已發(fā)生泄漏,壓力不足的泵及時更換,保證兩種漿液壓力和流量的平衡;(3)對于管路中存在分叉的部分,清洗球清洗不到,應經常性用人工對此部位進行清洗。同步注漿施工技術九、同步注漿常見問題及解決措施4、雙液漿管堵塞治理方法將堵塞部位的注漿管路拆卸下來進行清洗,然后重新安裝恢復壓漿。 關于盾構機的同步注漿及二次注漿的闡述一、同步注漿同步注

24、漿的基本原理注漿的作用注漿工藝過程注漿設備的選用注漿材料的選擇及配合比注漿相關技術參數(shù)的選擇同步注漿的基本原理當盾構機掘進后,在管片與地層之間、管片與盾尾殼體之間將存在一定的空隙,為控制地層變形,減少沉降,并有利于提高隧道抗?jié)B性以及管片襯砌的早期穩(wěn)定,需要在管片壁后環(huán)向間隙采用同步注漿方式填充漿液,即為同步注漿注漿過程是通過地面上的攪拌站按照設計配合比拌合的漿液,經過管道運輸至隧道口的漿液車,漿液車通過電瓶車運輸至盾構機后配套的儲漿罐(漿液車與儲漿罐通過軟管連接),同時在儲漿罐和運漿罐內均裝有攪拌葉片對漿液隨時進行攪拌,可防止?jié){液凝結或離析,然后儲漿罐內的漿液通過兩個注漿泵分別輸送至安裝在盾尾

25、的四個注漿管道(一般管道是上下對稱布置),最后由注漿管直接輸送至壁后間隙起到填充作用,并且整個注漿過程是與盾構機的掘進同步進行的。泵送注漿量是通過調整液壓油缸的速度進行調整,每個泵送油缸都裝有計數(shù)指示器,盾構司機可以根據(jù)計數(shù)器上的讀數(shù)了解每根注漿管內的注漿量。此外,盾構機盾尾還配擋漿板、密封設備,以及為防止盾尾內注漿管發(fā)生堵塞而配備的4個備用注漿管道。注漿有手動或者自動兩種控制方式。在盾尾注漿管路的出口處裝壓力傳感器,在盾構操作室和注漿控制箱上都可以看到注漿時管路出口處的壓力。設置為自動控制時,應預先通過可編程控制器(PLC)設置注漿最大壓力值和最小壓力值,當注漿壓力達到設定最大注漿壓力時,注

26、漿管路所連接的液壓油缸立即自動停止工作;當注漿壓力減小到PLC所設定的最小壓力時,液壓油缸自動啟動重新開始注漿。手動控制方式則需要人工根據(jù)掘進情況隨時調整注漿量。注漿的作用防止土體松弛下沉減少地表沉降保持隧道襯砌的早期穩(wěn)定提高襯砌接縫防水性能保證隧道工后不變形、不下沉、不漏水的必要工序措施。注漿工藝同步注漿是保證地面建筑物、地下管線、盾尾密封及襯砌管片安全的重要一環(huán),因此須嚴格控制,并依據(jù)地層特點及監(jiān)控量測結果及時調整各種參數(shù),確保注漿質量和安全。為了使環(huán)形間隙能較均勻地填充,并防止襯砌承受不均勻偏壓,同步注漿對盾尾預置的4個注漿孔同時進行壓注,并根據(jù)設在每個注漿孔出口處的壓力器,對各注漿孔的

27、注漿壓力和注漿量進行檢測與控制,從而獲得對管片背后的對稱均勻壓注。注漿工藝流程如下圖:注漿施工流程:材料 攪拌站 漿液車 儲漿罐 注漿泵 注漿管 管片壁后間隙(完成同步注漿) 圖 1 同步注漿示意圖注漿設備的選用2)設備配置攪拌站:建造砂漿攪拌站一座。同步注漿系統(tǒng):配備SWINGKSP12液壓注漿泵2臺(盾構機上已配置),注漿能力212m3/h,8個盾尾注入管口(其中4個備用)及其配套管路。運輸系統(tǒng):,砂漿罐車(6m3),帶有自攪拌功能和砂漿輸送泵。隨編組列車一起運輸。人員配備同步注漿及二次注漿在盾構施工中起到至關重要的作用,因為它不僅會影響到隧道的成型質量,還會影響到地面的沉降,甚至危及到地

28、面建筑物、地下管線的安全。為確?!鞍踩?、優(yōu)質、高效、低耗”地完成工程施工,一般需要配備專業(yè)的質量檢查小組,由工程管理部、安質部、機電物資部分別負責現(xiàn)場技術、安全質量、機電維修方面的監(jiān)督指導。另外設立同步注漿作業(yè)班和二次注漿作業(yè)班負責現(xiàn)場注漿施工。注漿作業(yè)班都是按兩班倒配置,同步注漿作業(yè)班一般按照每班由3個拌漿工、1個操作手組成,二次注漿班每班由2個拌漿工,1個司泵工、一個記錄員組成。注漿材料的選用及配和比注漿材料及配比選用原則是:充填性好、和易性好、離析少、強度高、漿液硬化后體積收縮少、不被地下水稀釋。但目前的實際配方,大多是采用水泥、粉煤灰、膨潤土及中砂的配比混合液,調出的配比為了保證注漿不

29、堵管,漿液通常較稀,凝固后淅水收縮很大,會造成拱部空洞,形成匯流水通道注漿材料應具備的以下特點:(1)拌制后漿液不離析,具有良好的長期穩(wěn)定性及流動性(不易過大或者過小,因為流動性過大會造成管片頂部注漿不實,但過小會造成整體注漿不密實),并能保證適當?shù)某跄龝r間(610h),以適應盾構施工以及遠距離輸送的要求;(2)注漿后可較快地大于土體強度,具有不透水性;(3)漿液在地下水環(huán)境中,抗酸堿性強,不易產生稀釋現(xiàn)象;(4)漿液固結后體積收縮小,泌水率小;(5)原材料還需要滿足來源豐富、經濟,無公害,價格便宜,施工管理方便,并能滿足施工自動化技術要求;漿液分為單液型漿液(凝固緩慢)和雙液型漿液(能快速凝

30、固),單液型一般選用砂子、水泥、粉煤灰、膨潤土及一些外加劑等作為同步注漿的原材料 ,對于可塑性漿液可以采用爐渣石灰代替水泥。雙液型漿液一般采用水泥+水玻璃+添加劑組成,一般適用于二次補漿。配合比的選擇:需要根據(jù)合同段的地層地質、地面構建物情況及以往的施工經驗,盾構同步注漿擬定漿液配比 。在施工中,還需根據(jù)地層條件、地下水情況及周邊條件等,通過現(xiàn)場試驗不斷優(yōu)化配合比參數(shù)。 同步注漿材料配比和性能指標表 水泥(kg)粉煤灰(kg)膨潤土(kg) 砂 (kg) 水 (kg)外加劑(kg) 210 315 84 1180 294 按需要根據(jù)試驗加入 1 : 1.5 : 0.4 : 5.62 :1.4同

31、步注漿漿液的主要物理力學性能應滿足下列指標 :1)膠凝時間:一般為610h,根據(jù)地層條件和掘進速度,通過現(xiàn)場試驗加入促凝劑及變更配比來調整膠凝時間。對于強透水地層和需要注漿提供較高的早期強度的地段,可通過現(xiàn)場試驗進一步調整配比和加入早強劑,進一步縮短膠凝時間,獲得早期強度,保證良好的注漿效果。2)固結體強度:一天不小于0.2MPa(相當于軟質巖層無側限抗壓強度),28天不小于2.5MPa(略大于強風化巖天然抗壓強度)。3)漿液結石率:95%,即固結收縮率5%。4)漿液稠度:812cm/m。5)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%。 注漿相關技術參數(shù)的選擇1、注漿壓力注

32、漿壓力是根據(jù)地層的土壓力、水壓力、管片強度及地面監(jiān)測情況綜合判斷而設定的,在實際掘進中將不斷優(yōu)化。注漿量壓力過大會出現(xiàn):地面隆起、漿液破壞洞尾密封刷出現(xiàn)盾尾漏漿、漿液從盾構機外殼與土體之間的孔隙流入土倉、管片出現(xiàn)受壓變形或是被損壞;如果注漿壓力過小,則出現(xiàn)注漿的填充速度很慢,注漿量不足,使地表變形增大。根據(jù)設計資料、盾構機選型及以往的施工經驗,注漿壓力取1.11.2倍的靜止水土壓力,注漿壓力一般設定在0.30.5MPa。2、注漿量注漿量除了受到漿液向土體中滲透及泄漏影響外,還要考慮超挖、曲線施工、注漿材料種類等的影響,實際上是沒有一個明確的規(guī)定值,通常按如下列公式進行計算。注漿量的計算公式:Q

33、=Va,V=【 (D12_D22)/4】*L式中V-計算空隙量,D1-刀盤最大直徑,D2-管片外徑, L-管片長度, a-注漿率。注漿率一般是從幾方面考慮,包括注漿壓力產生的壓密系數(shù)、地質情況的土質系數(shù)、施工消耗系數(shù)、超挖系數(shù)等,根據(jù)設計資料及施工經驗,本區(qū)間a-注漿率可取1.52.0。3、注漿速度及時間在不同的地層中根據(jù)需不同凝結時間的漿液及掘進速度來具體控制注漿時間的長短。做到“掘進、注漿同步,不注漿、不掘進”,通過控制同步注漿壓力和注漿量雙重標準來確定注漿時間。注漿量和注漿壓力達到設定值后才停止注漿,否則仍需補漿。在實際施工中注漿量是靠注入速度來控制的,因此對注入速度進行計算,是根據(jù)每環(huán)

34、注入量和每環(huán)行程推進(盾構機掘進)時間得到注漿速度,計算式如下:v=Qt式中:v-注入速度 (ms);Q-每環(huán)注人量(m3 );t-每環(huán)行程推進時間(s)。4、注漿結束標準采用注漿壓力和注漿量雙指標控制標準,即當注漿壓力達到設定值和注漿量達到設計值的90%以上時,即可認為達到了質量要求。實際施工過程中設計參數(shù)還需通過對地表及周圍建筑物監(jiān)控量測結果分析判斷,進行參數(shù)優(yōu)化,使注漿效果達到更佳。 二、二次注漿二次注漿的作用注漿方式注漿設備注漿參數(shù)二次注漿的注漿控制方式二次注漿的作用同步漿量按照理論計算,應該為盾構穿越地層產生空隙量的130%180%,但是在實際施工中,同步注漿注入量即使達到180%也

35、不能完全控制住地面沉降值,原因可能有3個:一是同步注漿的漿液不可能完全填充滿盾構穿越產生的空隙;二是地層滲透系數(shù)太大,漿液流失到地層中;三是同步注漿的漿液在凝固時體積會產生收縮。所以當管片裂縫、接縫滲漏水及地面沉降控制較高的地段或在盾構施工對地表建筑物或管線影響較大地段,需要采用二次注漿來控制沉降。注漿方式二次注漿一般采用雙液型漿液注漿,分為A液(水泥+水),B液(水玻璃+水)。首先是先注水泥漿液(膨潤土、粉煤灰、黃沙、水、水泥)對背襯進行填充,然后是注水玻璃雙液漿對注漿孔(開孔位置)進行封口。二次注漿一般每5環(huán)注一次。形成有一定范圍的環(huán)箍,從而限制隧道的變形和沉降。注漿孔位為支撐塊和連接塊的

36、中心孔,長區(qū)間如遇鄰接塊注漿孔封住時,在下一環(huán)注漿。(1)基本要求A、B液凝膠時間控制在60秒左右。(2)雙液漿配比設置(以下是某地鐵施工二次注漿配比參數(shù),可以參考)1)A液(主要采用水泥漿)水泥:水=100:100(質量比)2)B液(主要采用水玻璃溶液)水:水玻璃=3:2漿液體積比例:A液75%,B液25%(3)注漿施工盾構機穿越后考慮到環(huán)境保護和隧道穩(wěn)定因素,如發(fā)現(xiàn)同步注漿有不足的地方,通過管片中部的注漿孔進行二次補注漿,補充一次注漿未填充部分和體積減少部分,從而減少盾構機通過后土體的后期沉降,減輕隧道的防水壓力,提高止水效果??蓞⒄胀阶{施工方法和要求組織施工。液壓注漿機1臺,灰漿輸送

37、泵1臺,儲漿桶2個,注漿管若干,二次注漿使用專用的泥漿泵,注漿前鑿穿管片吊裝孔外側保護層,安裝專用注漿接頭。注漿設備安放在最后一節(jié)臺車上,主要由一個水泥漿攪拌筒、一個水玻璃儲存筒、一個注漿泵。注漿泵采用雙液注漿泵,安有兩個控制閥和兩個壓力表,可以控制每種漿液的壓力和流量,水玻璃和水泥漿液通過兩個高壓軟管在混合閥處混合。施工設備二次注漿的水泥漿注漿壓力為0.2Mp0.4Mp,漿液流量:1015L/Min,使?jié){液能沿管片外壁較均勻的滲流,而不致劈裂土體,形成團狀加固區(qū),影響注漿效果;水玻璃雙液漿注漿壓力為0.3Mp0.6Mp。具體部位還應參考隧道覆土厚度、地下水的壓力及管片的強度等進行準確設定。為

38、控制隧道本身的沉降及提高隧道的防水功能計劃對隧道采取二次壓漿,并按照每5環(huán)一注,且5環(huán)管片按照一環(huán)的注入量考慮二次注漿量,注入率系數(shù)取1,具體的注漿壓力與注漿量需根據(jù)現(xiàn)場實際情況而定。 注漿參數(shù)注漿過程控制(1)檢查注漿系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài),壓力表是否正常;(2)用鋼筋搗通吊裝孔底部25mm厚的混凝土,在吊裝孔上安裝連接閥,將混合閥與連接閥連接,然后再次檢查管路連接的密封性;(3)在漿液攪拌筒中按設計的水灰比進行漿液拌制,嚴禁漿液中有結塊存在,以免注漿管堵塞;(4)進行二次注漿時,起動注漿泵,然后先打開水泥漿控制閥,待水泥漿液流量穩(wěn)定后再打開水玻璃漿液控制閥;(5)在二次注漿結束時,先停止

39、水玻璃漿液泵入,1015秒后再停止水泥漿液泵入;(6)注漿完畢后,及時沖洗混合閥及連接閥門,使之可順利進行下一次注漿;(7)二次注漿結束后,對每一個注漿孔進行密封,以防滲水。其他注漿方式除了通過同步注漿、二次注漿外,還可以根據(jù)施工現(xiàn)場需要進行即時注漿、多次補漿來加強結構的穩(wěn)固性。盾構注漿注意事項及要求在開工前制定詳細的注漿作業(yè)指導書,并進行詳細的漿液配比試驗,選定合適的注漿材料和配合比。作業(yè)過程中,嚴格控制注漿質量,并及時檢查、記錄、分析數(shù)據(jù),作出P-Q-t曲線圖,并分析注漿速度與掘進速度的關系。當環(huán)形間隙填充不夠、結構與底層變形不能得到有效控制或變形危及地面建筑物安全時,或存在地下水滲漏區(qū)段

40、時,在必要的通過吊裝孔對管片背后進行補充注漿。在盾尾內側沿周圍布置4條內置式注漿,每條管上設有壓力表和手動閥門,通過軟管分別與4條注漿管連接。注漿時最好從拱肩到拱仰。避免影響地表建筑物和底下管線的安全,要求注漿壓力控制在0.150.32Mpa。盾構掘進前,根據(jù)注漿指令設定各項注漿參數(shù)。換班交接任務時必須交接清楚注漿過程中,開啟注漿控制系統(tǒng)進行注漿,密切關注注漿系統(tǒng)的運行情況,詳細記錄注漿全過程的各項參數(shù),并注意沖程數(shù)與壓力值的變化,由此判定是否堵管,及時查看堵管的位置。由于斷裂帶、透水砂層下、地層交錯處、軟弱地層等不良段掘進時,一般與地層承壓水或地表潛水有水力聯(lián)系,當盾構機穿越這些地段后,有壓水將不斷沖破管片背面注入的惰性緩凝砂漿,并沿線路下坡跟隨盾構機掘進而流入盾構機尾刷密封處和碴土倉中而流失,造成螺旋輸送機排土口噴水涌砂和盾構尾刷密封處及中間鉸接處漏水,嚴重時需長時間停止掘進,進行碴、水清除。同時,還造成管片背面注漿不充實,引起管片隧道上浮或地表沉降。這就是通常所說的噴涌現(xiàn)象。由于裝有同步注漿系統(tǒng)的盾構機開挖直徑比管片的結構外徑一般要大260 mm,因此在拱頂注漿不滿的情況下,在長距離的硬巖掘進段,極

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