[分享]日本土压平衡盾构机盾构注浆施工详解

发表于2014-10-20    2937人浏览    2人跟帖    总热度:236  

日本土压平衡盾构机盾构注浆施工详解_1

同步注浆是保证地面建筑、地下管线、盾尾密封及衬砌管片安全的重要一环,因此必须严格控制,并依据地层特点及监控量测结果及时调整各种参数,确保注浆质量和安全。

 1同步注浆量计算

盾构掘进注浆采用盾尾同步注浆,随着盾构推进,脱出盾尾的管片与土体间出现“建筑空隙”,该空隙用浆液通过设在盾尾的压浆管予以充填。由于压入衬砌背面的浆液会发生失水收缩固结、部分浆液会劈裂到周围地层中,还有曲线推进、纠偏或盾构机抬头等原因,使得实际注浆量要超过理论建筑空隙体积。

每推进一环的建筑空隙为:

π(6.252—6.002)×1/4×1.5=3.6m3

盾构外径:Φ6250mm;管片外径:Φ6000mm

每环的压浆量一般为建筑空隙的150%~200%,即每推进一环同步注浆量为5.4m3~7.2m3。

 2浆液配合比

本次盾构的同步注浆浆液拟选用可硬性浆液。其浆液粘稠,填充效果好,无渗漏现象发生,沁水性小;浆液有较好的抗渗漏性能,浆液的后期强度高;按规程作业,注浆量充沛,地面沉降的控制可达到较佳状态;一定程度上可提高隧道工程的整体质量,缩短工程进度、降低工程造价,经济效益和社会效益俱佳。

在正式施工前,对浆液配合比进行不同的试调配及性能测定比较,优化出满足使用要求的配方,书面报监理工程师审定后正式投入使用。同时在百米试验段推进施工过程中,浆液的配合比根据推进后地表沉降监测情况进行相应的优化及调整。浆液的初步配合比按如下表来调配。

表1 同步注浆浆液初步配比和性能指标表(每立方米)

 3浆液的拌制

本区间使用盾构机上配备的同步注浆全套设备。为防止可硬性浆液粘结,不易于清理,对拌浆机、运浆车及高位槽的拌浆叶片作加大处理,以便搅拌更彻底,叶片与桶壁间隙控制在10mm以内,且桶体二端无搅拌死角。在压浆管方面,压浆泵出口处须安装压力表,以便观察压浆情况。压浆管接至一个压浆出口(近盾壳处),且有控制阀控制进口。此处还装有回路通道返回高位槽,以利于通道定期用水冲洗。返回通道也应有控制阀控制。

配置设备:在高位槽、运浆车、拌浆机处均设有冲洗水管,盾构作业面处配置一台疏通器。

浆液拌制系统布置在端头井附近的合理位置上,拌浆系统由8m3拌浆机及操作平台组成,拌制的浆液须对其稠度、含水量、流动性、和易性、析水性及抗液化指标进行测试,合格后方可使用。

 4注浆时间

注浆的时间应控制在盾尾脱离管片时为宜。注浆时间滞后,容易导致管片脱开盾尾后无法控制上部土体突沉,只是控制了上部土体沉降的速度,因此浆液压入时间应与管片脱开同步为宜,采用手控操作时,可按每环注浆量算出手按的次数,再根据掘进速度算出每按一次的间隔时间,这样就保证了掘进和注浆的同时开始和同时结束。

 5注浆压力控制

注浆压力取决于地质情况和地下静止水压力,注浆压力和注浆量控制以确保充填全部建筑空隙。注浆作业操作的熟练取决于丰富的经验,过高的压力将导致浆液从盾尾窜入,影响盾构机正常掘进。

压注时要根据实际施工情况、地质情况对压浆数量和压浆压力二者兼顾。最初的注浆压力是根据理论的静止水压力确定,在实际掘进中不断的优化。如果注浆压力过大,会导致地面隆起和管片变形,还容易漏浆。如果注浆压力过小,则浆液添充速度赶不上空隙形成速度,又会引起地面沉陷。一般情况下,注浆压力取1.1~1.2倍的静止土压力,一般不超过0.4MPa。

由于从盾尾圆周上的四个点同时注浆,考虑到水土压力的差别和防止管片大幅度下沉和浮起的需要,各点的注浆压力将不同,并保持合适的压差,以达到最佳的效果。最初的压力设定时,下部每孔的压力比上部每孔的压力略大0.5~1.0bar。压浆速度和掘进保持同步,即在盾构掘进的同时进行注浆,掘进停止后,注浆也相应停止。

 6二次注浆

在管片出盾尾10环后,对管片的建筑空隙进行二次注浆,注浆材料采用双液浆,能对同步注浆起到进一步补充和加强作用,同时也是对管片周围的地层起到充填和加固作用,是减少地表沉降的重要手段,整个区间暂定每环均进行二次注浆。

要求浆液满足泵送要求,泌水率<3‰,浆液一天强度≥0.2Mpa,28天的强度≥3Mpa,并确保在列车振动和7°地震下不液化。壁后补压浆的压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定。

表5.3.4-2 壁后二次补注浆浆液配合比 (重量比)

 7注浆施工注意事项

(1)在开工之前制定详细的注浆作业指导书。并进行详细的浆材配比试验,选定合适的注浆材料及浆液配比。

(2)制定详细的注浆施工设计和注浆质量控制程序,严格按要求实施注浆、检查、记录、分析。及时做出P(注浆压力)—Q(注浆量)—t(时间)曲线,分析注浆速度与掘进速度的关系,评价注浆效果,反馈指导下次注浆。

(3)成立专业注浆作业组,由有丰富经验的注浆工程师负责现场注浆技术和管理工作。

(4)根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果,即使进行信息反馈,修正注浆参数和施工工艺,发现情况即使解决。

(5)做好注浆设备的维修保养,注浆材料的供应,定时对注浆管路及设备进行清洗,保证注浆作业顺利连续不中断进行。

(6)每环掘进之前,都要确认注浆系统的工作状态处于正常,并且浆液储量足够,掘进中一旦注浆系统出现故障,立即停止掘进进行检查和修理。



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轨道交通线土压平衡盾构掘进施工方案187页(含管线保护 监测防水)


隧道盾构法施工讲解105页

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 发表于2016-11-07   |  只看该作者       筑龙币+10

2

谢谢分享!

 发表于2017-06-12   |  只看该作者       筑龙币+10

3

这个需要专业人士的回答,继续关注中

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