盾構(gòu)同步注漿

盾構(gòu)同步注漿當(dāng)盾片脫離盾尾后，在土體與管片之間會形成一道寬度為 140mm左右的環(huán)行空隙。同步注漿的目的是為了盡快填充環(huán)形間隙使管片盡 早支撐地層，防止地面變形過大而危及周圍環(huán)境安全，同時(shí)作為管片 外防水和結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層。注漿材料采用水泥砂漿作為同步注漿材料，該漿材具有結(jié)石率高、結(jié)石體強(qiáng)度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特點(diǎn)。水泥采用普通硅酸鹽 水泥，以提高注漿結(jié)石體的耐腐蝕性，使管片處在耐腐蝕注漿結(jié)石體 的包裹內(nèi)，減弱地下水對管片混凝土的腐蝕。根據(jù)盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)，同步注漿擬采用下表所示的配比。在施工中， 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(yàn)優(yōu)化確定。同步注漿漿液的主要物理力學(xué)性能應(yīng)滿足下列指標(biāo)，見表 7-6:表7-6同步注漿材料配比和性能指標(biāo)表水泥（kg）粉煤灰（kg）膨潤土（kg）砂（kg）水（kg）外加劑80?130381?24160?50710?934460?470按需要根據(jù)試驗(yàn)加入⑴膠凝時(shí)間：一般為3?10h,根據(jù)地層條件和掘進(jìn)速度，通過現(xiàn)場試驗(yàn)加入促凝劑及變更配比來調(diào)整膠凝時(shí)間。對于強(qiáng)透水地層和需要注漿提供較高的早期強(qiáng)度的地段，可通過現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)一步調(diào)整配比和加入早強(qiáng)劑，進(jìn)一步縮短膠凝時(shí)間；⑵固結(jié)體強(qiáng)度：一天不小于0.2MPa,28天不小于2.5MPa⑶漿液結(jié)石率：＞95%,即固結(jié)收縮率＜5%⑷漿液稠度：8?12cm⑸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%同步注漿主要技術(shù)參數(shù)1.1.2.1,注漿壓力注漿壓力略大于該地層位置的靜止水土壓力，同時(shí)避免漿液進(jìn)入 盾構(gòu)機(jī)的土倉中。最初的注漿壓力是根據(jù)理論的靜止水土壓力確定的，在實(shí)際掘進(jìn)中將不斷優(yōu)化。如果注漿壓力過大，會導(dǎo)致地面隆起和管片變形，還易漏漿。如果注漿壓力過小，則漿液填充速度趕不上空隙形成速度， 又會引起地面沉陷。一般而言，注漿壓力取 1.1?1.2倍的靜止水土壓力，最大不超過3.0?4.0bar。由于從盾尾圓周上的四個(gè)點(diǎn)同時(shí)注漿，考慮到水土壓力的差別和 防止管片大幅度下沉和浮起的需要，各點(diǎn)的注漿壓力將不同，并保持 合適的壓差，以達(dá)到最佳效果。在最初的壓力設(shè)定時(shí)，下部每孔的壓 力比上部每孔的壓力略大0.5?I.Obar。量盾構(gòu)掘進(jìn)注漿采用盾尾同步注漿，隨著盾構(gòu)推進(jìn)，脫出盾尾的管 片與土體間出現(xiàn)“建筑空隙”，該空隙用漿液通過設(shè)在盾尾的壓漿管 予以充填。由于壓入襯砌背面的漿液會發(fā)生失水收縮固結(jié)、部分漿液 會劈裂到周圍地層中，還有曲線推進(jìn)、糾偏或盾構(gòu)機(jī)抬頭等原因，使 得實(shí)際注漿量要超過理論建筑空隙體積。每推進(jìn)一環(huán)的建筑空隙為： n(6.482—6.22)X1/4X1.2=3.35m3開挖直徑：①6.48m;管片外徑：①6.2m考慮到地層擴(kuò)散系數(shù)，每環(huán)的壓漿量一般為建筑空隙的 150%-200%即每推進(jìn)一環(huán)同步注漿量為 5.019m3?6.692m3,按地層的不同注漿量也要因地制宜，應(yīng)以注漿壓力與數(shù)量進(jìn)行雙控來評價(jià)注漿 最終量。注漿時(shí)間和速度在不同的地層中根據(jù)需不同凝結(jié)時(shí)間的漿液及掘進(jìn)速度來具體 控制注漿時(shí)間的長短。做到“掘進(jìn)、注漿同步，不注漿、不掘進(jìn)”， 通過控制同步注漿壓力和注漿量雙重標(biāo)準(zhǔn)來確定注漿時(shí)間。注漿量和注漿壓力均達(dá)到設(shè)定值后才停止注漿，否則仍需補(bǔ)漿。同步注漿速度與掘進(jìn)速度匹配，按盾構(gòu)完成一環(huán)掘進(jìn)的時(shí)間內(nèi)即 完成當(dāng)環(huán)注漿量來確定其平均注漿速度。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及漿效果檢查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85%以上時(shí)，即可認(rèn)為達(dá)到了質(zhì)量要求。注漿效果檢查主要采用分析法，即根據(jù)壓力-注漿量-時(shí)間曲線，結(jié)合管片、地表及周圍建筑物量測結(jié)果進(jìn)行綜合評價(jià)。1.13同步注漿施工工藝壁后注漿裝置由注漿泵、清洗泵、儲漿槽、管路、閥件等組成， 安裝在第一節(jié)臺車上。當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，注漿泵將儲漿槽中的漿液泵出， 通過四條獨(dú)立的輸漿管道，通到盾尾殼體內(nèi)的4根同步注漿管，對管片外表面的環(huán)形空隙中進(jìn)行同步注漿，見圖7-30。圖7-30同步注漿示意圖在每條輸漿管道上都有一個(gè)壓力傳感器，在每個(gè)注漿點(diǎn)都有監(jiān)控 設(shè)備監(jiān)視每環(huán)的注漿量和注漿壓力。另外，盾尾密封采用三道鋼絲刷 加注盾尾油脂密封，確保周邊地基的土砂和地下水、襯背注漿材料、 開挖面的水和泥土不會從外殼內(nèi)表面和管片外周部之間縫隙流入盾 構(gòu)里，確保壁后注漿的順利進(jìn)行。注漿量和注漿壓力的大小可以實(shí)現(xiàn) 自動控制和手動控制，手動控制可對每一條管道進(jìn)行單個(gè)控制，而自 動控制可實(shí)現(xiàn)對所有管道的同時(shí)控制。注漿工藝流程及管理程序見圖 7-31。圖7-31 管片襯砌背后同步注漿工藝管理流程1.1.4.對管片上浮的預(yù)防控制⑴嚴(yán)格控制推進(jìn)千斤頂油缸的壓力控制，確保各千斤頂對管片均 勻受壓；⑵定期對管片襯背進(jìn)行二次補(bǔ)充注漿，形成止水分區(qū)的作用，確 保同步注漿的效果；⑶嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)，盡量減少盾構(gòu)機(jī)蛇形超挖量；⑷科學(xué)管片選型，必須嚴(yán)格結(jié)合實(shí)際情況及盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)對管片進(jìn) 行選型；⑸保證同步注漿量，確保管片襯背填充密實(shí)度。1.1.5,同步注漿的注意事項(xiàng)⑴在開工前制定詳細(xì)的注漿作業(yè)指導(dǎo)書，并進(jìn)行詳細(xì)的漿材配比 試驗(yàn)，選定合適的注漿材料及漿液配比。⑵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)做出 P（注漿壓力）-Q（注漿量）一t（時(shí)間）曲線，分析注漿速度與掘進(jìn)速度的關(guān)系，評價(jià)注漿效果，反饋指導(dǎo)下次注漿。⑶成立專業(yè)注漿作業(yè)組，由富有經(jīng)驗(yàn)的注漿工程師負(fù)責(zé)現(xiàn)場注漿 技術(shù)和管理工作。⑷根據(jù)洞內(nèi)管片襯砌變形和地面及周圍建筑物變形監(jiān)測結(jié)果 ，及時(shí)進(jìn)行信息反饋，修正注漿參數(shù)和施工工藝，發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)解決。⑸做好注漿設(shè)備的維修保養(yǎng)，注漿材料供應(yīng)，定時(shí)對注漿管路及設(shè)備進(jìn)行清洗，保證注漿作業(yè)順利連續(xù)不中斷進(jìn)行⑹每環(huán)掘進(jìn)之前，都要確認(rèn)注漿系統(tǒng)的工作狀態(tài)處于正常，并且漿液儲量足夠，掘進(jìn)中一旦注漿系統(tǒng)出現(xiàn)故障，立即停止掘進(jìn)進(jìn)行檢 查和修理。1.16二次注漿盾構(gòu)機(jī)穿越后考慮到環(huán)境保護(hù)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(jìn)行二次補(bǔ)注漿，補(bǔ)充一次注