盾構(gòu)工法中的襯砌背后注漿施工工藝隧道工藝標準系列之二十模板

盾構(gòu)工法中的襯砌背后注漿施工工藝隧道工藝標準系列之二十20盾構(gòu)工法中的襯砌背后注漿工藝總則適用范圍本標準適用于盾構(gòu)法施工的隧道。編制參考標準及規(guī)范地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范(GB50229－1999)盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)及應(yīng)用.周文波編著.中國建筑工業(yè)出版社.11月盾構(gòu)隧道施工手冊.張鳳祥、傅德明、楊國祥、項兆龍編著.人民交通出版社.6月盾構(gòu)隧道.張鳳祥、朱合華、傅德明編著.人民交通出版社.9月術(shù)語背后注漿指向管片背后的空隙填充固結(jié)性漿液,用以控制地層變形,它是盾構(gòu)工法中必不可少的一道施工工序。注入時期指往襯砌背后注漿在何時進行,它與注漿作業(yè)與掘進作業(yè)的時間關(guān)系有關(guān)。漿液泄漏由于盾尾密封不嚴,注入的漿液由盾尾間隙泄漏。二次注漿指一次注漿未達到設(shè)計要求時進行補充注漿。在以下3種情形中應(yīng)進行二次漿：一次注入中未填充到的部位?！巫⑷氲臐{液發(fā)生了體積縮減。需要提高抗?jié)B效果。20.3施工準備20.3.1技術(shù)準備根據(jù)土質(zhì)條件和盾構(gòu)具體情況設(shè)計注漿方案，包括以下幾方面：注漿漿液；⑵漿液注入時期；⑶注入量和注入壓力；(4)防止?jié){液泄漏；(5)二次注漿；(6)注漿設(shè)備。20.3.2材料準備單叢 XiW10 20 30 40 50 60 70 80 90 100(%)JLJHdijlLIIj砂槳AB講藏加氣砂槳謂無型C砂層砂＜A1B.輯礙加氣砂槳CC)昨砂土粘士層砂漿 加%砂漿甬加鵲漿謬醛費cDBA-憑加砂漿；其他；砂樂；惡港豹百分比為各種鑒港在不同土層中舸便用魁辜圖20.3.2.1根據(jù)土質(zhì)條件選擇背20.3.2.1根據(jù)土質(zhì)條件選擇注漿材料，見圖20.321。20.3.2.2根據(jù)注入方法選擇注漿材料。一般情況下 ，同步注漿時多采用單液漿，非同步注漿時多采用雙液漿。20.3.3主要機具20.3.3.1材料貯藏。有縱型筒倉和橫型筒倉兩種 ，可按現(xiàn)場條件選用。20.3.3.2材料計量。一般粉體計量重量，液體計量體積，分別配備計量器具。拌漿機。有攪拌式和旋噴式兩種,以攪拌式使用較多。攪拌式拌漿機由圓筒形罐和旋轉(zhuǎn)葉片構(gòu)成,有單槽型、橫雙槽型、上下雙槽型等多種。貯漿槽、料倉。攪拌好的注漿材料在注漿之前需用貯漿槽或料倉貯存。注漿泵。漿泵有適于壓送漿液的壓送泵和適于注漿的注入泵兩種。注入輸漿管。輸漿管的口徑直接影響到管的阻力和泵的功能。20.3.4作業(yè)條件根據(jù)注漿方式確定各種機具的布置,優(yōu)化作業(yè)條件,方便施工作業(yè)。20.3.5勞動力組織根據(jù)施工進度安排和工程數(shù)量,按勞動定額和和工班組織安排勞

動組織計劃。每工班每臺注漿設(shè)備勞動力配備機手 2人,攪拌工2人,輔助工4人,遠地運輸工若干。20.4工藝設(shè)計和控制要求技術(shù)要求注漿的最佳時期是在盾構(gòu)推進的同時注入或者推進后立即注入,注入的宗旨是應(yīng)完全填充尾隙。土質(zhì)條件是確定注入工法的先決條件,對易坍塌的均粒系數(shù)小的砂質(zhì)土、含粘性土少的砂、砂礫及軟粘土地層,必須在尾隙產(chǎn)生的同時馬上進行注漿。盡量減少對管片拼裝的干擾是確定注入工法的重要因素,為此,對于土質(zhì)堅固,尾隙能維持較長時間的地層,可不必要求同步注漿。對于泥水盾構(gòu),應(yīng)選用對切削泥水無影響的漿液材料。對于地下水含量大的砂礫地層,應(yīng)選用不易被水稀釋的漿液材料。制漿要求必須嚴格遵循注漿材料的混合順序 ,否則將無法達到預(yù)期效果。拌和時間要連續(xù),不能間斷。材料應(yīng)嚴格按設(shè)計要求配置,杜絕使用風(fēng)化固結(jié)水泥及混有雜物的砂。運輸要求運輸過程中要使用攪拌裝置,保證漿液在運輸過程中不出現(xiàn)離析現(xiàn)象。需要運輸時應(yīng)使用固結(jié)延遲劑。注漿要求注漿前,應(yīng)檢測從注入孔到泵的輸漿管接頭的好壞。注漿時,應(yīng)密切觀察注入孔位置的閥門和泵的工作狀況 ;觀察注漿壓力和注入量。在注入結(jié)束時,應(yīng)注意從注入孔閥門的關(guān)閉到移動輸漿管的工作順序。取下注入孔的閥門時,應(yīng)裝上柱塞。管片出現(xiàn)破損、上浮等現(xiàn)象時不能注漿。當漿液從管片外漏時,應(yīng)停止注漿,待采取措施后再行注入。作業(yè)結(jié)束后,作業(yè)員必須對制漿設(shè)備、泵、輸送管、注入管等進行徹底地清洗,不能留有廢液殘余。材料質(zhì)量要求漿液對尾隙的充填性好,且不會流失到尾隙以外去。漿液流動性好、離析少。漿液應(yīng)具備不易受地下水稀釋的特性。材料分離少,以便能長距離壓送。早期強度能均勻,其強度值能與原狀土相當。凝結(jié)后體積變化小、滲透系數(shù)小。20.4.3職業(yè)健康安全要求在制漿階段因為涉及到粉體,故應(yīng)特別注意使用防塵面罩和膠皮手套。在注漿現(xiàn)場應(yīng)保持良好的通風(fēng)。在拌漿、沖洗設(shè)備時,應(yīng)注意不要被攪拌機卷入,不被泵的皮帶夾住。當制漿場地濕滑時（特別是泄露的水玻璃非常之潤滑）,應(yīng)及時處理,并特別注意防滑。當取下注入旋塞時,如果管內(nèi)有殘存壓力,則可能出現(xiàn)殘液飛賤的現(xiàn)象,應(yīng)注意防范。漿液如果濺到皮膚上必須用水沖洗干凈,如果濺到到眼睛中除應(yīng)立即用水清洗外,還應(yīng)請醫(yī)生處理。環(huán)境要求注漿過程不得對周圍環(huán)境造成不良影響。應(yīng)加強對周圍水體和土體的檢測,一旦發(fā)現(xiàn)漿液產(chǎn)生環(huán)境污染,應(yīng)立即停止注漿,定出改正措施后才能繼續(xù)施工。

20.5施工工藝20.5.1工藝流程注漿工藝流程見圖20.5.1。Aft(Sc^)便用服蔽圖20.5.1背后注漿工藝流程圖壓退注入梟［注入材糾人主時.敲土"朮?暑西土-粛如攜薯I便用服蔽圖20.5.1背后注漿工藝流程圖壓退注入梟(雙液漿)20.6.2操作工藝20.6.2.1注漿方式直接壓送式由洞外拌漿設(shè)備直接把漿液壓送到管片等注入口處。適用于盾構(gòu)直徑較小、推進距離較短的場合。中繼設(shè)備式

由洞外拌漿設(shè)備把漿液壓送到放置在后方臺車上的中繼設(shè)備上 ，由裝在臺車上的注漿泵進行注漿。適用于推進距離長、 盾構(gòu)直徑較大的場合。⑶洞內(nèi)運輸式在洞外拌漿，漿液存于罐中，經(jīng)洞內(nèi)運輸，用洞內(nèi)注漿泵注入的方式。適于定量注入。洞內(nèi)拌漿方式把各種漿液材料搬到裝在洞內(nèi)后方臺車上的洞內(nèi)拌漿設(shè)備上 ，然后混拌注入的方式?？捎糜诖笾睆剿淼?。20.522注入時期背后注漿的最佳注入時期，應(yīng)在盾構(gòu)推進的同時進行注入 (同步注入法)或者推進后立即注入(即時注入法)。當?shù)刭|(zhì)條件和施工條件許可時,也可采用后方注入法和半同步注入法。20.5.2.3注入方式后方注入式：從數(shù)環(huán)后方的管片上注入漿液。即時注入式：掘進一環(huán)后立即注入一環(huán)。半同步注入式：注漿孔從尾封層處伸出，在推進的同時進行跟蹤注入。同步注入式：在盾構(gòu)推進過程中進行跟蹤注入(從盾尾直接向尾隙注入)以同步注入式為例，又有：曾構(gòu)外梅町■片追戦d]MiStS*汪人茁熨圖20.5.2.3交替式同步注入法由安裝在盾構(gòu)機上的注入管直接向尾隙注入的方法曾構(gòu)外梅町■片追戦d]MiStS*汪人茁熨圖20.5.2.3交替式同步注入法把管片上的注漿位置設(shè)置在管片的端頭上 ，邊推進邊注入的方法；利用管片上的前后兩個注漿孔交替注入的方法(見圖20.523)。20.524注入壓力、 注入量和注入次序(1)注入壓力注入壓力大致為地層阻力強度再加上 0.1?0.2MPa,—般為0.2~0.5Mpa后期注入壓力要比先期注入壓力大 0.05?0.1MPa。當注入壓力大于0.5MPa時,可能導(dǎo)致管環(huán)變形，故對最高注入壓力要慎重采用。當注漿時的阻力很大時，一定要加強觀察與量測，控制注入壓力在管環(huán)能承受的范圍之內(nèi)。注入量根據(jù)設(shè)計注入量注漿，但要根據(jù)土體空隙率、 注入損耗率(如長距離管道輸送時的漿液損耗等 )、超挖情況以及漿液是否為加氣類等因素進行調(diào)整。實際注入量一般大于設(shè)計注漿量 ，約為130%?180%。注入次序背后注漿不但僅是要充填盾尾空隙，還要滲透到盾構(gòu)殼體周圍，使之與周圍土體緊密粘結(jié)。注入次序宜先從隧道兩腰開始 ，注完頂部再注底部，有條件時，最好是多點同時進行注漿。20.5.2.5輸漿管的疏通輸漿管發(fā)生堵塞后，可采用在注入時往輸漿管漿液中投放疏通球的Hu圖20.5.2.5疏通球的種方式來疏通，以消除粘附于輸漿管壁上的沉積物。疏通球的種類多種多樣，如圖20.525所示。20.526注入橡皮管在使用雙液型漿液的情況下，當注入結(jié)束時，應(yīng)先停止B液的注入,只壓送A液，隨后停止A液。若不這樣操作，則橡皮管內(nèi)會產(chǎn)生注入漿液的固結(jié)物，影響繼續(xù)注漿。橡皮管的長度因洞內(nèi)施工條件的變化而變化 ，并受漿液膠凝時間長短的支配。如果過長，則可能造成橡皮管的堵塞；如果過短，貝牒液易在尾隙中凝膠或在地下水多時被稀釋。20.5.2.7小曲率半徑盾構(gòu)的背后注漿注漿材料應(yīng)具備早期強度高和急凝的特點。建議采用瞬凝固結(jié)型漿液，它能按限定范圍進行背后注漿。為了防止?jié){液向工作面流動，可在管片背面設(shè)置截止袋，袋中注醴止戰(zhàn)背肓建入圖20.5.2.7截止袋防止背后注入漿液流失實例入漿液,可止住背后漿液向工作面的通路 (見圖20.5.2.7)必須同時對盾尾和超挖的尾隙進行同步注漿 ,否則盾構(gòu)千斤頂?shù)耐屏o法準確地傳遞到后方,致使盾構(gòu)發(fā)生變形和出現(xiàn)之字形軌跡。為了使千斤頂?shù)耐屏δ軠蚀_傳遞到后方 ,在管片組裝后到下一輪推進中止的時間(約為1?1.5h)內(nèi)，注漿的強度必須大于周圍土體往盾構(gòu)的橫向擠壓強度。特殊地層中的背后注漿缺乏自立性的超軟弱粘性土地層,因不能形成盾尾空隙,其注漿方式類似于劈裂注漿,應(yīng)使用瞬凝型、早期強度好且可實現(xiàn)限定注入的漿液。坍塌滲水地層,因注入時已出現(xiàn)土體坍塌,尾隙不存在了,故必須是能夠向土顆粒間隙作滲透的漿液,其膠凝時間應(yīng)稍長一點,粘性應(yīng)較低一點。自動背后注漿盾構(gòu)機的自動背后注漿已經(jīng)實現(xiàn),且已成為發(fā)展的方向,這方面的工藝是自動化進行的,涉及的主要是機械和自動化方面的內(nèi)容,不在本章講述之列。質(zhì)量標準材料質(zhì)量與配比材料質(zhì)量應(yīng)嚴格符合規(guī)范與設(shè)計要求。材料配比原則上按注漿設(shè)計要求進行,但應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況,在確認注漿效果的同時,予以適當?shù)恼{(diào)整。施工時必須使用合格的計量器具對配比進行準確的管理。試驗檢查對漿液定期進行試驗檢查,以確認質(zhì)量符合要求。主要試驗項目有流動度、粘性、析水率、凝膠時間、強度等。成品保護20.7.1氣溫變化影響環(huán)境溫度的變化對漿液早期強度和凝膠時間的影響較大,要注意觀察氣溫與早期強度的關(guān)系,防止?jié){液質(zhì)量發(fā)生變化。材料管理每天檢查背后注入材料的使用量,以保證材料的合理供應(yīng)。另外還應(yīng)檢查配比是否異常。安全環(huán)保措施20.8.1材料選擇應(yīng)選用毒性小、污染少的注漿材料,從源頭上控制污染。施工作業(yè)切實做好施工管理工作,盡量減少配制漿液過程中的撒漏和注入漿液的漏失。處理措施

應(yīng)嚴格采取措施，防止?jié){液流入地面水系統(tǒng)和人畜用水水源。一旦流入,應(yīng)采取積極措施，按相關(guān)環(huán)境保護條例進行處理。20.9質(zhì)量記錄20.9.1注漿管理日報表背后注漿管理日報表應(yīng)記錄注入環(huán)的序號