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盾構(gòu)同步注漿機(jī)及二次注漿

發(fā)布時(shí)間:2019-12-25

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(1)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)加入促凝劑及變更配比來(lái)調(diào)整膠凝時(shí)間。對(duì)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)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。


(2)固結(jié)體強(qiáng)度:


一天不小于0.2MPa,28天不小于2.5MPa。


(3)漿液結(jié)石率:


>95%,即固結(jié)收縮率<5%。


(4)漿液稠度:


8~12cm。


(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%。



?(二) 同步注漿主要技術(shù)參數(shù)


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(cāng)中。


最初的注漿壓力是根據(jù)理論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(guò)大,會(huì)導(dǎo)致地面隆起和管片變形,還易漏漿。如果注漿壓力過(guò)小,則漿液填充速度趕不上空隙形成速度,又會(huì)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(guò)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0.5~1.0bar。


2.? 注漿量


根據(jù)刀盤(pán)開(kāi)挖直徑和管片外徑,可以按下式計(jì)算出一環(huán)管片的注漿量。


V=π/4×K×L×(D-2-D22)式中:

V —— 一環(huán)注漿量(m3)


L —— 環(huán)寬(m)


D1—— 開(kāi)挖直徑(m)


D2—— 管片外徑(m)


K—— 擴(kuò)大系數(shù)取1.5~2


代入相關(guān)數(shù)據(jù),可得:


V=π/4×(1.5~2)×1.5×(39.4-36)

=6.0~8.0m3/環(huán)


根據(jù)上面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,注漿量取環(huán)形間隙理論體積的1.5~2倍,則每環(huán)(1.5m)注漿量Q=6.0~8.0m3。


3.? 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(lái)具體控制注漿時(shí)間的長(zhǎng)短。做到“掘進(jìn)、注漿同步,不注漿、不掘進(jìn)”,通過(guò)控制同步注漿壓力和注漿量雙重標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定注漿時(shí)間。注漿量和注漿壓力達(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)完成當(dāng)環(huán)注漿量來(lái)確定其平均注漿速度。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及注漿效果檢查。


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?chē)ㄖ锪繙y(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。對(duì)拱頂部分采用超聲波探測(cè)法通過(guò)頻譜分析進(jìn)行檢查,對(duì)未滿(mǎn)足要求的部位,進(jìn)行補(bǔ)充注漿。?



?(三) 同步注漿方法、工藝


壁后注漿裝置由注漿泵、清洗泵、儲(chǔ)漿槽、管路、閥件等組成,安裝在第一節(jié)臺(tái)車(chē)上。當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí),注漿泵將儲(chǔ)漿槽中的漿液泵出,通過(guò)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(duì)管片外表面的環(huán)行空隙中進(jìn)行同步注漿,見(jiàn)“圖 1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;而且每條注漿管道上設(shè)有兩個(gè)調(diào)整閥,當(dāng)壓力達(dá)到最大時(shí),其中一個(gè)閥就會(huì)使注漿泵關(guān)閉,而當(dāng)壓力達(dá)到最小時(shí),另外一個(gè)閥就會(huì)使注漿泵打開(kāi),繼續(xù)注漿。


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(kāi)挖面的水和泥土從外殼內(nèi)表面和管片外周部之間縫隙不會(huì)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(dòng)控制和手動(dòng)控制,手動(dòng)控制可對(duì)每一條管道進(jìn)行單個(gè)控制,而自動(dòng)控制可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有管道的同時(shí)控制。


(四) 同步注漿的注意事項(xiàng)


1.? 在開(kāi)工前制定詳細(xì)的注漿作業(yè)指導(dǎo)書(shū),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。


2.? 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)-t(時(shí)間)曲線,分析注漿速度與掘進(jìn)速度的關(guān)系,評(píng)價(jià)注漿效果,反饋指導(dǎo)下次注漿。


3.? 成立專(zhuān)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(chǎng)注漿技術(shù)和管理工作。


4.? 根據(jù)洞內(nèi)管片襯砌變形和地面及周?chē)ㄖ镒冃伪O(jiān)測(cè)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。


5.? 做好注漿設(shè)備的維修保養(yǎng),注漿材料供應(yīng),定時(shí)對(duì)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。


6.? 環(huán)形間隙充填不夠、結(jié)構(gòu)與地層變形不能得到有效控制或變形危及地面建筑物安全時(shí)、或存在地下水滲漏區(qū)段,在必要時(shí)通過(guò)吊裝孔對(duì)管片背后進(jìn)行二次補(bǔ)強(qiáng)注漿。


7.由于盾構(gòu)隧道埋深較淺地質(zhì)較差,在同步注漿時(shí)嚴(yán)格控制注漿壓力,防止冒頂現(xiàn)象發(fā)生。


二、二次注漿


1.? 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(guò)管片中部的注漿孔進(jìn)行二次補(bǔ)注漿,補(bǔ)充一次注漿未填充部分和體積減少部分,從而減少盾構(gòu)機(jī)通過(guò)后土體的后期沉降,減輕隧道的防水壓力,提高止水效果。


2.? 二次注漿的注漿方式


首先是先注水泥漿液(膨潤(rùn)土、粉煤灰、黃沙、水、水泥)對(duì)背襯進(jìn)行填充,然后是注水玻璃雙液漿對(duì)注漿孔(開(kāi)孔位置)進(jìn)行封口。


3.? 注漿漿液的配比


二次注漿采用水泥漿以及水玻璃雙液漿,二次注漿總的配比為:(/ m3)


水泥漿


膨潤(rùn)土:粉煤灰:黃沙:水:水泥=100kg :400 kg:680kg:430 kg:160kg


水玻璃雙液漿


水泥漿水灰比0.5,水泥漿和水玻璃比例1∶1。


4.? 注漿量


二次注漿的水泥漿注漿壓力為0.2Mp~0.4Mp,漿液流量:10~15L/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(tuán)狀加固區(qū),影響注漿效果;水玻璃雙液漿注漿壓力為0.3Mp~0.6Mp。


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中心孔,長(zhǎng)區(qū)間如遇鄰接塊注漿孔封住時(shí),在下一環(huán)注漿。


每5環(huán)注漿量一般約為2m3,并根據(jù)實(shí)際隧道沉降監(jiān)測(cè)情況調(diào)整,以保證隧道線形在規(guī)范要求范圍內(nèi)。


5.? 施工設(shè)備


二次注漿使用專(zhuān)用的泥漿泵,注漿前鑿穿管片吊裝孔外側(cè)保護(hù)層,安裝專(zhuān)用注漿接頭。