盾构注浆系统及配套设备改造方案
上海轨道交通13号线1B标华江路站～金沙江西路区间土建工程新型单液浆压注系统及配套设备改造方案编制：审核：中铁十九局集团上海轨道交通13号线工程项目经理部Shanghai Metro Line No. 13 Project Management Team年月日地铁盾构施工厚浆技术要求一．性能要求1.良好的长期稳定性及流动性，适当的初凝时间，以适应盾构施工以及远距离输送的要求；2.良好的充填性能；3.在满足注浆施工的前提下，尽可能早地获得高于地层的早期强度；4.在地下水环境中不易产生稀释现象，具备抗地下水稀释分散性能；5.固结后体积收缩小，泌水率小；6.原料来源丰富，经济，施工管理方便。
并能满足施工自动化技术要求；二．基准配合比编号砂（kg)粉煤灰(kg)膨润土(kg)石灰(kg)添加剂(sk-6)(kg)水(kg)Ⅰ1180 300 50 80 3 285 Ⅱ800 400 50 100 3 340三．原材料要求材料名称性能要求水泥P.O42.5普通硅酸盐水泥石灰消石灰，氢氧化钙含量≧85%,320目筛余量≦0.5%粉煤灰Ⅱ级或Ⅲ级，细度（0.045mm方孔筛筛余)不大于20～45% 细骨料河砂，细度模数1.8～2.2，含泥量<3%膨润土95%通过200目筛，膨胀率18～30ml/g水天然水，PH=7,无味添加剂（1.06＋0.01,1.06-0.01)（20℃)，减水率20～30%，水化控制能力>20H,水解度<30%注:1)添加剂（sk-6)指定由上海隧道公司生产。
2)细骨料必须严格选用中细沙，严禁使用粉细砂进行拌浆。
3)膨润土应选用钠基膨润土。
四．浆液性能指标性能指标要求渗透性<5×10-5cm/s比重>1.80g/cm塌落度12～16cm 落度经时变化≧5cm(20H)屈服强度20H,>800Pa压力失水<20ml泌水率<5%分层度<2cm可使用时间20H抗压强度R7>0.15MPa;R28>1.0MPa五. 盾构注浆系统及配套设备改造方案1.方案的提出为了响应申通集团的号召，满足盾构注浆采用“原浆”的要求，我单位准备对四台小松盾构的注浆系统及配套设备进行改造。
2.同步注浆用新型单液浆材料及其性能2.1同步注浆用新型单液浆浆液的性能（见表1)表1浆液基本性能性能指标要求渗透性<5×10-5cm/s比重>1.80g/cm塌落度12～16cm塌落度经时变化≧5cm(20H)屈服强度20H,>800Pa压力失水<20ml泌水率<5%分层度<2cm可使用时间20H抗压强度R7>0.15MPa;R28>1.0MPa2.2 同步注浆用新型单液浆浆液材料由石灰、粉煤灰、膨润土、中细砂、水、外掺剂等搅拌而成（见表2)表2 新型单浆液组成原材料材料名称性能要求水泥P.O42.5普通硅酸盐水泥石灰消石灰，氢氧化钙含量≧85%,320目筛余量≦0.5%粉煤灰Ⅱ级或Ⅲ级，细度（0.045mm方孔筛筛余)不大于20～45%中细砂河砂，细度模数1.8～2.2，含泥量<3%膨润土95%通过200目筛，膨胀率18～30ml/g水天然水，PH=7,无味添加剂（1.06＋0.01,1.06-0.01)（20℃)，减水率20～30%，水化控制能力>20H,水解度<30%2.3 同步注浆用新型单液浆浆液实验配合比(见表3)表3 浆液原材料实验配合比（kg/m3)编号砂（kg) 粉煤灰(kg)膨润土(kg)石灰(kg)添加剂(sk-6)(kg)水(kg)Ⅰ1180 300 50 80 3 285 Ⅱ800 400 50 100 3 3403 工程用浆计算上海地铁隧道目前采用幅宽为1.2m的预制混凝土管片，则盾构机每推进一环的建筑空隙为：L×[nA＋π(D2-d2)/4]≈1.80m3式中：L-混凝土管片幅宽mn-注浆点数量4处A-注浆点外包管乌龟壳横截面面面积m2D-盾构外径6.34md-管片外径6.2m如注浆率按建筑空隙的150%～200%考虑，每环管片需供浆2.7m3～3.6m3.已知盾构的推进速度为60mm/min,推进加管片拼装的作业率为1环/小时，考虑到上下行两条隧道同时施工，因此涉及改造方案中的地面供浆设备需按≧8m3/h考虑。
而单台盾构机须在20min内推完1环，相关设备应按≧12m3/h来计算。
4 改造方案4.1 自制搅拌方案搅拌设备容量为4m3,形式采用小松盾构浆筒的卧轴布置方案，浆筒占地面积5m2,总高度≦1m,沿工作井端头布置，拌制后的浆液由电动球阀控制，通过输送管到达井下，搅拌设备安放在面积不小于30m2的密闭房内，采用电机驱动，电机的型号为Y200L2-6,减速机的型号为BWD17-35-22,配料采用电子称量的方式，注水管路上加装电子计量装置。
4.2 新型单液浆转驳系统改造我单位浆液转驳泵已采用挤压泵，电瓶车浆液箱底部出料具体的国产挤压泵技术指标（见表4)表4 国产挤压泵技术性能排量35m3/h额定压力 1.5MPa挤压管内径Φ102mm泵转速40r/min输送介质最大粒径10mm最大吸程6m电机功率37KW重量1500Kg4.3 盾构机注浆系统改造4.3.1注浆泵a)泵送出口处的压力应控制在略微大于隧道周边的水土压力，根据隧道外部水土压力及现场泵送出的注浆管沿程损失，计算得出施工时的同步注浆压力，拟定控制在0.5～1.0MPa.施工时采用以注浆为主，注浆压力为辅的措施进行推进时的注浆操作，实际注浆施工参数还可以根据地层变形监测数据和推进段隧道埋置深度及时进行合理的调整。
b)因此本方案采用适应输送新型单液浆的德国SCHWING泵替换原盾构机配置的日本PA-30C或MSP-702等其它类型的注浆泵，SCHWING泵最大可调输出为12m3/h,如按盾构推进速度60mm/min计算，每环管片的注浆时间在20min内，就可以满足施工要求。
德国SCHWING泵技术性能（见表5)表5 德国SCHWING注浆泵技术性能型号KSP12-2D-2ST-SV制造商德国SCHWING泵送缸数量(只) 2泵送缸冲程长度（mm)500泵送缸直径(mm)180泵送缸单缸容积(L)12最大输出量时冲程（次/min)2×8.73最大可调输出 (m3/h)2×6最大理论输送压力(bar)60最大可调输出时连续工作压力(bar)30功率(KW)30出料口通径(mm)100入料口通径(mm)150监控装置带4路监测和报告4点注浆压力系统，报警系统连接4-20mA压力传感器，通过冲程计数器提供泵的输出信息。
4.3.2 同步注浆系统控制方案改造4.3.2.1 用SCHWING泵的两个独立柱塞泵，每个泵出口对应两个注浆点，由气动球阀控制每个注浆点开闭，可实现逐点或多点连续注浆；4.3.2.2 为使盾构推进每环同步注浆量与设定方量自动保持一致，并且均匀分布，必须设计合理的同步注浆计量控制系统，主要要求如下：（1)注浆量的积算以柱塞泵容积往复次数积算方法得出。
(2) 采用闭环控制的分段注浆满足均匀注浆控制要求同步注浆系统应尽可能将每环设定注浆量浆液平均的分配在1200mm掘进距离上。
原有盾构注浆控制系统大多为开环人工控制，没有采用自动计量数据作为注出速度控制的反馈信号，这类系统分为定速注浆和调速注浆两种类型：定速注浆系统通过人工开关注浆泵控制浆液分布和浆量；调速注浆系统通过人工调节注浆泵速度和开关控制浆液分布和浆量。
调速注浆系统由于可以控制注浆泵注出速度，具有较好的理论注浆均匀性，但是这两种系统因为缺乏自动化闭环控制，其效果很大程度上取决于操作人员的技术和素质。
因此，同步注浆质量控制的要点主要是：1、准确可靠的注浆量检测系统；2、自动化的可闭环控制系统。
由于采用柱塞泵容积往复次数积算方法取得的注浆量和注浆速度有一定的滞后性，存在累加跳变，若采用传统的推进速度-注浆速度控制模型，并将计算注浆量作为反馈参与控制将会产生很大的调节波动，无法满足均匀注浆的要求。
因此，通过优化推进速度-注浆速度控制模型，将1200mm掘进行程分为每100mm一段的区间，通过计算控制每一区的注浆量，并以已完成的分段实际注浆量反馈修正，近似的完成均匀分布的要求，分段长度可根据实际需要调整，分段长度越短，注浆量分布趋于均匀，误差趋于增大。
通过结合盾构珠江口结构和浆液流动性指标合理设置分段大小，即可控制注浆精度和均匀度。
（3)分段区间内的注浆速度控制，采用变频或液压变量调节的方法控制注浆泵速度，同时由于分段调节已经有效保障了注浆的均匀性，为提高可靠性和简化控制系统设计、调试难度，将注浆泵设定为3段速度调节，分别为最大速度的50%、80%、100%，该速度与推进速度实际值匹配，通过调试后设定。
4.3.3 同步注浆清洗切换装置改造a) 如停机时间较长，则可用膨润土浆通过SCHWING泵直接置换留在注浆管路中的浆液，取代原水力冲洗的方式；b)相应取消原盾构机的同步注浆清洗切换装置；c) 盾构机各注浆点增设1条通径不小于50mm的备用浆管并配置球阀及堵头，应急使用时，要求堵头可在注浆压力的作用下脱离；d) 改造时可相应缩小尾处注浆包管乌龟壳的体积尺寸。
4.3.4 同步注浆搅拌系统及所在车架改造a) 改造后搅拌箱的容积应≧5m3，强度和刚度应满足使用要求，其内容包括箱体壁厚、搅拌轴两端支承形式及密封结构设计；b)根据搅拌新型单液浆的要求，确定搅拌轴的转速及扭矩范围，改造时相应加大搅拌轴的直径，增加搅拌叶片的刚度，匹配搅拌机液压泵、液压马达及电动机的液压参数和驱动功率；c) 为方便SCHWING泵的检修与安装，搅拌箱底部设通径为8"的蝶阀，其与SCHWING泵的进料口间用浮动接头连接；d) 搅拌箱顶部加盖，要求能监控搅拌箱内的情况；e) 搅拌箱应带有上料用的软管，以便与转驳泵的出口管联接。
f) 改造时注浆系统所在车架的总体布置应符合地铁隧道内车辆限界的规定，其中搅拌箱、SCHWING泵及动力站的布置方案g) 注浆系统所在车架上应配置供挤压泵使用的电源插座。
制定了详细的盾构机及配套设备维修保养计划
拥有一个详细的计划来照顾盾构隧道的机械以及所有与之配套的东西，是极为重要的。
这个计划必须规定什么时候进行定期维修，检查什么，如果出了问题怎么办。
这不仅仅是一个一刀切的交易—你得想想隧
道系统的所有不同部分，比如切割头，部分竖立器，液压系统，电气
系统，和制导系统。
每个人需要自己的特殊照顾和关注，计划必须全部阐明。
除了使齿轮顺利转动外，计划还应覆盖我们意外装备打嗝的背部。
想
想手头的零配件加上一队破碎的技师准备冲进来以防万一嘿，让我
们不要忘记保持我们的维修魔术师的锐利与常规训练和调制。
我们
必须保持这些记录的精选和跨度，因为谁知道，他们可能只是掌握关
键发现未来的趋势，并保持一步比任何维护混乱！
精心设计的维修计划是盾形隧道机械的命脉，是注意和奉献的交响曲，可确保它们持久可靠和安全。
在结构化维护时间表的节奏中，以及细
节维护程序的复杂舞蹈中，运营商发现和谐将意外故障时间和费用高
昂的维修不和降到最低。
通过这种温柔的照顾，机器找到了一种永恒
的活力，一种防止时间的破坏和意外的遮挡。
全面维护计划不仅仅是
一项义务，而是一项艺术，是关注和关怀的杰作，它为盾构隧道作业
的心脏注入了生命。
盾构机改造方案
盾构机改造方案盾构机数量:2台盾构机生产商:维尔特用户:中铁十四局盾构分公司盾构机改造方案根据盾构机在广州地铁三号线的使用情况，结合地铁五号线地质情况，准备对盾构机存在缺陷的部位进行改造，以提高盾构机的掘进效率。
1、刀盘改造A、改造原因:边缘滚刀刀圈安装位置设计在刀毂的一端，造成另一端的刀体、刀端盖暴露过多极易受到磨损，厂商虽设计有边缘刮刀保护，但是在硬岩掘进中刮刀极易崩齿而且磨损很快(失去对滚刀的保护作用)，这是造成边缘滚刀大量损坏的原因之一。
另外厂商在设计刀盘时为了保证边缘滚刀的切割轨迹，将边缘滚刀刀座设计与刀盘成一定的倾角，这就造成边缘滚刀暴露过多一端更加向前突出，这也是造成边缘滚刀大量损坏的原因之一。
将边缘滚刀刀座设计与刀盘成一定的倾角同时也造成了滚刀刀座一侧向前突出，并且厂商在设计刀盘时对这一部分的保护问题没有给予足够的重视，就导致了在损坏大量边缘滚刀的同时也磨穿了边缘滚刀刀座。
为了降低因刀盘设计缺陷带来的损失，加密检查刀具的次数，另外为了加强对刀具和刀座的保护，我们多次对刀盘实施补焊保护块，每次补焊都要在刀盘前方开挖一个洞子(进行支护)，消耗了大量时间、材料、人力。
因刀盘保护设计得不够而引起的边缘滚刀损坏图片边缘滚刀总是先被磨穿的部位2刀盘设计缺陷中没有加强保护的区域边缘滚刀刀体即暴露又向前突出的部分B、改造说明:在刀盘上边缘滚刀的周围焊接24个保护块以保护滚刀和刀箱。
刀盘母材为S 355(欧洲材料)，保护块选用非常耐磨的进口材料Hardox 400。
保护块设计2种尺寸，分为A型和B型。
另外为了使改造后的刀盘更好地适应五号线地层的掘进(土质很粘，石英含量很高)，我们已经联系厂家要进行刀间距的调整和架设一套膨润土注入系统，利用泡沫管道直接将膨润土打到刀盘前方以改善土质。
以下是对保护块性能及焊接方法的介绍:3Hardox 400 性能4保护块的尺寸:300A型 : 300*50*H15 15 Hardox 40015501515 20 1550B型 : 300*50*H70 Hardox 400 703005保护块的位置:在刀盘上刀箱的两侧焊接两块与刀盘中心成45?的保护块(厚度为70mm)，如图所示:刀盘45?在刀盘的外缘刀箱的两侧焊接两块厚度为15mm的保护块，如图所示:6焊接方案150 mm70 mm CUTTER HEAD 14,1 mm10 mm10 mm焊缝的尺寸7侧视图B型70 mm刀盘外圈A型15 mm2、注浆系统加膨润土清洗系统:A、改造原因:在地铁三号线施工中，砂浆经常出现堵砂浆管，疏通起来即费时又费力，每罐砂浆注完之后，要用工人将膨润土倒到砂浆罐中。
盾构壁后注浆方案
盾构壁后注浆方案1 注浆目的⑴保证管片尽早支承地层，减少沿线地表沉陷量，保证环境及施工安全。
⑵提供隧道衬砌的长期、匀质、稳定的止水性能。
⑶确保管片衬砌的早期稳定性。
⑷确保隧道衬砌具有耐久性。
2 注浆参数3 作业内容⑴浆液制造a 浆液配比（1m3用量，单位：kg），此配比根据经验及现场试验优化确定。
b 浆液原材料按配比输入电脑编程控制，下料程序：砂→水→粉煤灰→膨润土→水泥。
经过搅拌机搅拌1min，由螺旋输送机送到输送泵。
c 制造浆液应注意膨润土等粉末材料的团粒问题。
d 每组浆液都要做测试，各项参数都要记录。
e 根据不同地质情况，对配比加以调整。
f 浆液不得产生析水等材料分离现象；体积减少率要小；能尽早获得与地层相当的匀质强度；流动性、充填性要好；富有透水性；不产生公害，价格便宜。
稠度：6-8cm；密度：2100-2200kg/m3。
g 保证充填率约在100%左右，从而进一步保证对地层沉陷量的控制。
h 本浆液性质为惰性，要在2~3个月时间内达到预期的凝固效果，水泥的添加量需要根据开挖土质而调整。
⑵盾尾壁后注浆a 注浆方式采用盾尾同步注浆方式，即掘进速度与注浆同步，浆液能及时地填充盾尾前移产生的管片壁后空隙。
在盾尾内侧沿周围布置4条内置式注浆管，每条管上设有压力表和手动阀门，盾尾通过软管分别与4条注浆管相连，注浆泵可以手动控制。
注浆装置根据压力可控制注浆量大小，但须保证：盾尾密封装置不被破坏，避免管片受到过大压力，对周围土层压力要尽量小。
b 浆液供应浆液在地面搅拌好，运到浆液罐旁，再搅拌3-5min后，通过浆液车上的注浆泵后续台车上的将浆液转移到后续台车上的浆液罐。
c 同步注浆为了减小和防止地面沉降，在盾构掘进中，要尽快在脱出盾构后的衬砌背面环形建筑空隙中充填足量的浆液材料。
根据地质条件，确定浆液配比、注浆压力、注浆量及注浆起讫时间对同步注浆能否达到预期效果起关键作用。
二次（或多次）压浆是弥补同步注浆的不足，减少地表沉降的有效辅助手段，可使盾构在穿越建筑物、地下管线时，大大降低地面沉降。
盾构隧道二次注浆施工方案
盾构隧道二次注浆技术交底1 注浆目的目前施工至第67环，因掘进过程中，管片震荡厉害，导致测量导向系统无法正常工作，为确保正常施工，需进行二次注浆；2 注浆范围本次二次注浆环号：第57环～第60环，共计4环，采用整环注浆。
2.2 注浆方式与工艺流程二次浆液的注入方式及工艺流程见下图：二次注浆工艺流程图2.3 注浆材料、配合比注浆材料采用双液浆即：水玻璃+水泥砂浆。
浆液配比及其相关参数指标如下：浆液配比：水泥浆水灰比：0.8～0.9；水玻璃与水按1：1.5进行稀释。
注入时浆液与水玻璃体积比为：水泥浆：水玻璃=4：1；2.4 注浆设备注浆泵1台（双液注浆泵）小型浆液拌和筒1个注浆阀6个50mφ32注浆软管3条，1条备用三通1个2.5 注浆施工1、注浆顺序本次注浆先注第60环，整环注浆完成后依次注至第57环，每环注4个孔，即顶部、两腰和底部，同一环管片严格按‘先拱顶后两腰，两腰对称’的方法注入。
2、注浆压力双液浆注浆压力控制在0.3～0.5MPa。
3、二次补强注浆工艺在注浆前先选择合适的注浆孔位，戴上注浆单向逆止阀后，用电锤钻穿该孔位后3cm保护层，接上三通及水泥浆管和水玻璃管。
注双液浆时，先注纯水泥浆液1min后，打开水玻璃阀进行混合注入，终孔时应加大水玻璃的浓度。
在一个孔注浆完结后应等待5～10分钟后将该注浆头打开疏通查看注入效果，如果水很大，应再次注入，至有较少水流出时可终孔，拆除注浆头并用双快水泥砂浆对注浆孔进行封堵，带上塑料螺堵并进行下一个孔位注浆。
注浆过程中应有排气孔，排气孔原则上设在预注浆孔上，并安装注浆单向逆止阀，同时打开球阀，直至出现冒浆时关闭球阀，10分钟后检查注浆效果，如有水溢出，应对该孔进行注浆。
3、二次注浆注意事项：①在注浆前应查看管片情况并在注浆过程中进行跟踪观察，如有异常情况应立即停止注浆，并及时向主管部门进行汇报；②在注入过程中应严密监视压力情况，控制注浆压力在0.3～0.5Mpa以内；③在注入过程中出现压力过高但注入效果不明显的情况时应检查注浆泵及1注浆管路是否有堵管现象，并立即进行清理；④在注浆过程中出现任何的停机现象时均应对注浆泵及注浆管路进行清洗；在注浆完结后应做到‘工完料洁’，对所有的机具均应清理干净并归于原处；⑤在注浆前应将同步注浆管路的所有球阀全部关闭；⑥注浆前应查看盾尾油脂腔的压力，如果压力偏低，应适当注入盾尾油脂，以保证在注浆过程中有足够的压力避免盾尾漏浆；如果注入过程中盾尾出现漏浆现象，应停止注入5～10min后再重新注入；⑦在注浆前应查看管片情况及土仓压力情况并在注浆过程中进行跟踪观察，如有异常情况应立即停止注浆，并上报；⑧在注浆前应将注浆孔全部打开并带上注浆头，在注浆时可将注浆头全部打开放水直至浓浆流出再关闭注浆头；⑨在一个孔注浆完结后应等待5～10分钟后将该注浆头打开疏通查看注入效果，如果水仍很大，应再次注入，至水较小时可终孔，拆除注浆头并用双快水泥砂浆对注浆孔进行封堵，带上塑料螺堵；⑩在注一个孔时应备足水泥及水玻璃，严禁中途停止注入；⑾在注浆过程中如果土仓压力有明显变化，在注浆过程中可适当将盾构机向前推进150mm以内，避免盾构机被浆液包结；⑿在注浆过程中出现任何的停机现象时均应对注浆泵及注浆管路进行清洗。
盾构同步注浆及二次注浆方案
广州轨道交通二、八号线延伸线工程盾构区间5标盾构工程盾构同步注浆机及二次注浆方案编制单位: 上海吉原公司编制日期: 二○○七年一月一.工程概况【会石区间轨排井～广州新客站】和【江泰路站～跃进村站】两个盾构区间，分别位于番禺区和海珠区。
【会石区间轨排井～广州新客站盾构区间】线路从会石区间轨排井开始后向西南延伸，下穿密集鱼塘群、过石壁站，继续向西南穿越浅埋密集鱼塘群，后到达广州新客站，盾构机解体、吊出、转场至江泰路站；【江泰路站～跃进村站盾构区间】线路从江泰路站出发沿江南大道向北至跃进村站。
【会石区间轨排井～广州新客站盾构区间】里程范围为：左线长730.262m+290.093m (含长链0.126m)；右线长729.81m+294.42m。
【江泰路站～跃进村站盾构区间】里程范围为：右线长721.71m，左线ZCK 长722.287m(含长链0.577m)。
整个标段线路平面最小曲线半径为600m，最大纵坡为25‰。
【会石区间轨排井～广州新客站盾构区间】地处珠江三角洲后缘地带，为珠江水网交错的平原区，根据场地地貌成因及形态特征，区间地貌单元主要表现为珠江三角洲海陆冲积平原地貌；区间沿线为农田、苗圃、鱼塘，塘深2～3m，沿线建筑物少，场地开阔，地下没有管线的铺设，周边正处于规划开发阶段。
【江泰路站～跃进村站盾构区间】沿线地形较平坦，地面高程为13.4m～17.8m，地貌单元属珠江三角洲冲积平原，微地貌单元有河流冲淤积阶地、河床（槽）、微丘台地。
二.衬砌背后注浆的目的盾构施工中，随着盾构的向前推进，当管片脱离盾尾后，在土体与管片之间会形成一道宽度为115～140mm左右的环行空隙。
若不将这一空隙及时充填则管片周围的土体将会松动甚至发生坍塌，从而导致地表沉降等不良后果。
为此必须采用注浆手段及时将盾尾建筑空隙加以充填。
同时，背衬注浆还可提高隧道的止水性能，使管片所受外力能均匀分布，确保管片衬砌的早期稳定性。
三.衬砌背后注浆的方式和定义(一)同步注浆与即时注浆同步注浆是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行。
盾构同步注浆及二次注浆方案[优秀工程方案]
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广州轨道交通二、八号线延伸线工程盾构区间5标盾构工程盾构同步注浆机及二次注浆方案编制单位: 上海吉原公司编制日期: 二○○七年一月一.工程概况【会石区间轨排井～广州新客站】和【江泰路站～跃进村站】两个盾构区间,分别位于番禺区和海珠区.【会石区间轨排井～广州新客站盾构区间】线路从会石区间轨排井开始后向西南延伸,下穿密集鱼塘群、过石壁站,继续向西南穿越浅埋密集鱼塘群,后到达广州新客站,盾构机解体、吊出、转场至江泰路站;【江泰路站～跃进村站盾构区间】线路从江泰路站出发沿江南大道向北至跃进村站.【会石区间轨排井～广州新客站盾构区间】里程范围为:左线长730.262米+290.093米(含长链0.126米);右线长729.81米+294.42米.【江泰路站～跃进村站盾构区间】里程范围为:右线长721.71米,左线ZCK长722.287米(含长链0.577米).整个标段线路平面最小曲线半径为600米,最大纵坡为25‰.【会石区间轨排井～广州新客站盾构区间】地处珠江三角洲后缘地带,为珠江水网交错的平原区,根据场地地貌成因及形态特征,区间地貌单元主要表现为珠江三角洲海陆冲积平原地貌;区间沿线为农田、苗圃、鱼塘,塘深2～3米,沿线建筑物少,场地开阔,地下没有管线的铺设,周边正处于规划开发阶段.【江泰路站～跃进村站盾构区间】沿线地形较平坦,地面高程为13.4米～17.8米,地貌单元属珠江三角洲冲积平原,微地貌单元有河流冲淤积阶地、河床(槽)、微丘台地.二.衬砌背后注浆的目的盾构施工中,随着盾构的向前推进,当管片脱离盾尾后,在土体与管片之间会形成一道宽度为115～140米米左右的环行空隙.若不将这一空隙及时充填则管片周围的土体将会松动甚至发生坍塌,从而导致地表沉降等不良后果.为此必须采用注浆手段及时将盾尾建筑空隙加以充填.同时,背衬注浆还可提高隧道的止水性能,使管片所受外力能均匀分布,确保管片衬砌的早期稳定性.三.衬砌背后注浆的方式和定义(一)同步注浆与即时注浆同步注浆是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管,在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行.浆液在盾尾空隙形成的瞬间及时起到充填作用,从而使周围岩体获得及时的支撑,可有效地防止岩体的坍陷,控制地表的沉降.在地层稳定性差,采用EPB模式掘进时,同步注浆的重要意义更为明显.即时注浆是通过管片上注浆孔将浆液注入管片背后的方法.其浆液充填时间滞后于掘进一定的时间.一般运用于自稳能力较强的地层.(二)二次补强注浆为提高背衬注浆层的防水性及密实度,考虑前期注浆效果不佳以及浆液固结率的影响,必要时在同步注浆结束后进行补强注浆.补强注浆一般在管片与岩壁间的空隙充填密实性差,致使地表沉降得不到有效控制的情况下才实施.根据地表沉降监测的反馈信息,结合洞内超声波探测所得的背衬后空洞情况,综合判断是否需要进行补强注浆. 四.同步注浆(一)注浆材料及配比设计1. 注浆材料采用水泥砂浆作为同步注浆材料,该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点.水泥采用42.5抗硫酸盐水泥,以提高注浆结石体的耐腐蚀性,使管片处在耐腐蚀注浆结石体的包裹内,减弱地下水对管片混凝土的腐蚀.2. 浆液配比及主要物理力学指标根据盾构施工经验,同步注浆拟采用表1所示的配比.在施工中,根据地层条件、地下水情况及周边条件等,通过现场试验优化确定.同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标:表1 同步注浆材料配比和性能指标表（1）胶凝时间:一般为3～10h,根据地层条件和掘进速度,通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间.对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段,可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂,进一步缩短胶凝时间.（2）固结体强度:一天不小于0.2米Pa,28天不小于2.5米Pa.（3）浆液结石率:>95%,即固结收缩率<5%.（4）浆液稠度:8～12厘米.（5）浆液稳定性:倾析率(静置沉淀后上浮水体积与总体积之比)小于5%.(二)同步注浆主要技术参数1. 注浆压力注浆压力略大于该地层位置的静止水土压力,同时避免浆液进入盾构机的土仓中.最初的注浆压力是根据理论静止水土压力确定的,在实际掘进中将不断优化.如果注浆压力过大,会导致地面隆起和管片变形,还易漏浆.如果注浆压力过小,则浆液填充速度赶不上空隙形成速度,又会引起地面沉陷.一般而言,注浆压力取 1.1～1.2倍的静止水土压力,最大不超过3.0～4.0bar.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,以达到最佳效果.在最初的压力设定时,下部每孔的压力比上部每孔的压力略大0.5～1.0bar.2. 注浆量根据刀盘开挖直径和管片外径,可以按下式计算出一环管片的注浆量.V=π/4×K×L×(D2-D22)式中:V ——一环注浆量(米3)L ——环宽(米)D1——开挖直径(米)D2——管片外径(米)K——扩大系数取1.5～2代入相关数据,可得:V=π/4×(1.5～2)×1.5×(39.4-36)=6.0～8.0米3/环根据上面经验公式计算,注浆量取环形间隙理论体积的1.5～2倍,则每环(1.5米)注浆量Q=6.0～8.0米3.3. 注浆时间和速度在不同的地层中根据需不同凝结时间的浆液及掘进速度来具体控制注浆时间的长短.做到“掘进、注浆同步,不注浆、不掘进”,通过控制同步注浆压力和注浆量双重标准来确定注浆时间.注浆量和注浆压力达到设定值后才停止注浆,否则仍需补浆.同步注浆速度与掘进速度匹配,按盾构完成一环掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度.注浆结束标准及注浆效果检查采用注浆压力和注浆量双指标控制标准,即当注浆压力达到设定值,注浆量达到设计值的85%以上时,即可认为达到了质量要求.注浆效果检查主要采用分析法,即根据压力-注浆量-时间曲线,结合管片、地表及周围建筑物量测结果进行综合评价.对拱顶部分采用超声波探测法通过频谱分析进行检查,对未满足要求的部位,进行补充注浆.(三)同步注浆方法、工艺壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件等组成,安装在第一节台车上.当盾构掘进时,注浆泵将储浆槽中的浆液泵出,通过四条独立的输浆管道,通到盾尾壳体内的4根同步注浆管,对管片外表面的环行空隙中进行同步注浆,见“图1同步注浆示意图”,在每条输浆管道上都有一个压力传感器,在每个注浆点都有监控设备监视每环的注浆量和注浆压力;而且每条注浆管道上设有两个调整阀,当压力达到最大时,其中一个阀就会使注浆泵关闭,而当压力达到最小时,另外一个阀就会使注浆泵打开,继续注浆.盾尾密封采用三道钢丝刷加注盾尾油脂密封,确保周边地基的土砂和地下水、衬背注浆材料、开挖面的水和泥土从外壳内表面和管片外周部之间缝隙不会流入盾构里,确保壁后注浆的顺利进行.图 1 同步注浆示意图注浆量和注浆压力的大小可以实现自动控制和手动控制,手动控制可对每一条管道进行单个控制,而自动控制可实现对所有管道的同时控制.注浆工艺流程及管理程序见“图 2 管片衬砌背后同步注浆工艺流程及管理程序”.图 2 管片衬砌背后同步注浆工艺流程及管理程序(四)同步注浆的注意事项1. 在开工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. 制订详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序,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,由富有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,及时进行信息反馈,修正注浆参数和施工工艺,发现情况及时解决.5. 做好注浆设备的维修保养,注浆材料供应,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. 环形间隙充填不够、结构与地层变形不能得到有效控制或变形危及地面建筑物安全时、或存在地下水渗漏区段,在必要时通过吊装孔对管片背后进行二次补强注浆.7. 在石壁站～广州新客站区间,由于盾构隧道埋深较浅地质较差,在同步注浆时严格控制注浆压力,防止冒顶现象发生.五.二次注浆1. 盾构机穿越后考虑到环境保护和隧道稳定因素,如发现同步注浆有不足的地方,通过管片中部的注浆孔进行二次补注浆,补充一次注浆未填充部分和体积减少部分,从而减少盾构机通过后土体的后期沉降,减轻隧道的防水压力,提高止水效果.2. 二次注浆的注浆方式首先是先注水泥浆液(膨润土、粉煤灰、黄沙、水、水泥)对背衬进行填充,然后是注水玻璃双液浆对注浆孔(开孔位置)进行封口.3. 注浆浆液的配比二次注浆采用水泥浆以及水玻璃双液浆,二次注浆总的配比为:(/ 米3)水泥浆膨润土:粉煤灰:黄沙:水:水泥＝100千克:400 千克:680千克:430 千克:160千克水玻璃双液浆水泥浆水灰比0.5,水泥浆和水玻璃比例1∶1.4. 注浆量二次注浆的水泥浆注浆压力为0.2米p～0.4米p,浆液流量:10～15L/米in,使浆液能沿管片外壁较均匀的渗流,而不致劈裂土体,形成团状加固区,影响注浆效果;水玻璃双液浆注浆压力为0.3米p～0.6米p.二次注浆一般每5环注一次.形成有一定范围的环箍,从而限制隧道的变形和沉降.注浆孔位为支撑块和连接块的中心孔,长区间如遇邻接块注浆孔封住时,在下一环注浆.每5环注浆量一般约为2米3,并根据实际隧道沉降监测情况调整,以保证隧道线形在规范要求范围内.5. 施工设备二次注浆使用专用的泥浆泵,注浆前凿穿管片吊装孔外侧保护层,安装专用注浆接头.六.质量控制(一)工程质量保证制度:1. 成立工程项目经理负责人质量管理小组,完善质量保证体系的质量管理责任制,严格按照质量体系中规定的责权要求运行.2. 定期召开质量分析会议,组织质量教育,严格执行“三检”制度,加强技术交底工作,强化工序控制,由责任化强经验丰富的工程师提任质量控制人员,配合监理工程师实施监督检查,保证工程质量.3. 加强现场施工材料管理,严格执行进料检验程序,保证施工材料满足设计和规范要求,不合格材料不得进场使用,确保工程质量.4. 配备好施工机具和计量工具以满足施工要求,建立健全各种资料、原始记录、使之成为评价工程质量的重要依据.5. 加强与甲方,监理的配合,认真接受指导和监督.(二)工程质量措施:1. 配料:采用经计量准确的计量工具,严格按照以设计配方配料施工.2. 注浆:注浆一定要按程序施工,每段进浆要准确,注浆压力一定要严格控制,专人操作.当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆时,应立即停止注浆,每段注浆量应严格设计进行,跑浆时,应采取措施确保注浆量满足设计要求.3. 注浆完成后,应采用措施保证注浆水不溢浆跑浆.4. 每道工序均要按排专人,负责每道工序的操作记录.5. 整个注浆施工应密切注意和防止地面出水溢浆、隆起等情况,加强对施工地段的沉降观测.6. 注浆前必须做好充分的注浆准备,注浆一经开始应连续进行,力求避免中断.7. 每根施工结束后,要及时清洗浆管,避免堵管,对于沉积凝固严重的注浆管要及时更换.七.安全措施及文明施工(一)安全措施:1. 建立健全各种岗位责任制,严格执行现场交接制度.2. 注浆泵及高压管路必须验试运转,确认机械性能和各种阀门管路,压力表完好后,方准施工.3. 每次注浆前,要认真检查安全阀、压力表的灵敏度,并调整到规定注浆压力位置.4. 安装高压管路和泵头各部件时,各丝扣的联接必须拧紧,确保联接完好.5. 注浆过程中,禁止现场人员在注浆孔附近停留,防止密封胶冲式阀门破裂伤人.6. 注浆时不得随意停水停电,必要时要事先通知,待注浆完成并冲洗后才可停水停电.7. 注浆施工期间,必须有专门机电修理工,以便出现机械和电器故障时能及时处理.8. 注浆现场操作人员必须配制安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品,方可进行注浆施工.(二)文明施工:1. 围挡设施:施工现场围挡应封闭严密、完整、牢固、美观,上口沿要平、外立面要直,高度不低于1.8米,沿街围挡应使用金属板材.2. 施工现场的各种标牌字体应书写正确、规范、工整、美观,并经常保持整洁完好.3. 施工现场内整洁,无杂物.4. 施工现场要有排污池,及时清理沉淀物,保持现场清洁.- 1 -。
新型盾构同步注浆浆液及盾构相关设备改造技术要求(试行稿)
3.盾 构区间施工单位应记录 实 际使用 的同步注浆浆液配 比、 每
环注浆量及注浆压力大小 ,并 建档备查 。
4.盾 构区间现场监理单位应重 点加 强对同步注浆质量的管控
液配 比、每环注浆量及注 浆压力大小 ,并 建档各查 。
75
⑷
电瓶车浆料 箱容量要求 ≥4m3
3.盾 构机注浆系统
1) 注浆泵
注浆泵应匹配 输送新型 同步注浆浆液的要求 ,恶 劣环境下运行稳 定 、可靠 ,技 术性能不得低于德国 泵。
泵送缸数量 (只 ) 泵送缸 冲程长度 (n… ) 泵 送缸直 径 (lrun) 泵送缸 单缸容积 (L) 最大输 出量时冲程 (次 /lnin) 最大可 调输 出 (m3/ll) 最大理论输送压力 (bar) 最大可 调输 出时连 续工作压 力 (bar)
离
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“)改 造 时可相应缩小盾尾处注 浆包管乌龟壳 的体积 尺寸 。
(1)改 造后 搅拌箱 的容积应 ≥5m3,强 度和刚度应满足 使用要
其 内容包括箱体壁厚 、搅拌轴两端支承 形 式及密封 结构的设计
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⑿)根 据搅拌新型 单液浆 的要 求 ,确 定搅 拌轴 的转速 及扭矩范 围 ,改 造 时相应加 大搅拌轴直径 ,增 加搅拌 叶片的冈度 ,匹 配搅 拌机 刂 液压泵 、液压马达 及 电动机 的液压参数和 驱 动功率 阀 ,其 与注浆泵 的进料 口间用浮 动接头连 接
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盾构同步注浆及二次补浆施工方案
盾构同步注浆及二次补浆施工方案一、引言盾构隧道是一种地下工程施工方法，常用于城市地铁、供水管道等项目中。
在盾构隧道施工中，为了加固地层、防止地表沉陷，常使用注浆技术。
本文将探讨盾构同步注浆及二次补浆的施工方案。
二、盾构同步注浆方案1. 盾构施工流程在盾构施工中，首先需要确定隧道的布设位置，并进行地质勘探，以便了解地下地质情况。
然后进行盾构机的安装和调试，确定施工参数。
接着进行盾构机的开挖和推进，同时进行同步注浆作业。
2. 同步注浆的意义同步注浆是指在盾构机推进的同时对隧道周围的土层进行注浆加固，可以有效地防止地下水的渗透，增强地基的承载能力，确保施工安全。
3. 注浆材料与设备在同步注浆过程中，通常使用水泥浆、膨润土浆等材料，通过注浆设备将材料注入地层中。
注浆设备包括注浆泵、注浆管道等。
4. 同步注浆施工流程同步注浆施工的流程包括准备工作、注浆方案确定、材料搅拌与输送、注浆施工、质量监控等环节。
在施工过程中，需要密切监测注浆效果，及时调整施工参数。
三、二次补浆施工方案1. 二次补浆的必要性在盾构同步注浆完成后，仍然需要进行二次补浆。
因为同步注浆只是针对隧道周围土层进行加固，而土层深处可能存在未被加固的空隙，通过二次补浆可以填补这些空隙，提高隧道的整体稳定性。
2. 二次补浆材料与设备二次补浆通常选用高强度水泥浆等材料，通过专用的补浆设备进行注入。
补浆设备包括灌浆管、泵送设备等。
3. 二次补浆施工流程二次补浆的施工流程包括隧道拱顶清理、取样测试、材料搅拌、补浆注入等环节。
在施工过程中，需要注意补浆厚度、补浆速度等参数的控制，确保施工质量。
四、总结盾构同步注浆及二次补浆是盾构隧道施工中的重要环节，能够有效提高隧道的整体稳定性和安全性。
施工方案的制定和执行需要严格按照标准操作，确保施工质量和安全。
以上是关于盾构同步注浆及二次补浆施工方案的介绍，希望能对相关工程技术人员提供一定的参考和帮助。
盾构超前注浆方案
盾构超前注浆方案
随着城市化进程的加速和地下空间的建设需求不断增长，盾构技术已成为地下工程施工的主要方式之一。
而超前注浆技术则是盾构施工过程中不可或缺的一环，它能够保持地下环境稳定、减少地面沉降，确保城市基础设施的安全运营。
盾构超前注浆方案是指在盾构机前方的土层中钻孔、注浆的一种地质加固措施。
这种技术可以增强地层的强度和稳定性，提高隧道的运营可靠性和安全性。
盾构超前注浆方案主要包括以下几个步骤：
1. 确定注浆点位和深度：在盾构机前方，通过现场勘探和地质资料分析，确定需要加固的点位和注浆的深度。
2. 钻孔：使用钻机在确定的点位上进行钻孔，钻孔深度一般为盾构机的前端长度加上一定的余量。
3. 清洗孔道：在钻孔过程中，使用高压水或气体清洗孔道，确保孔道畅通。
4. 注浆：在清洗完毕后，通过注浆泵将注浆材料注入孔道，填充孔道中的空隙，增强地层的强度和稳定性。
5. 测试效果：在注浆完成后，进行效果测试，确保注浆效果符合设计要求。
需要注意的是，盾构超前注浆方案中的注浆材料应选用优质的材料，注浆的压力和速度应控制在合理范围内，以确保注浆效果和施工质量。
同时，还需要根据现场实际情况和设计要求，制定相应的注浆方案，确保施工的有效性和安全性。
总之，盾构超前注浆方案是地下工程建设中不可或缺的一环，它能够提高隧道的运营可靠性和安全性，保障城市基础设施的稳定运行。
盾构机改造方案
盾构机改造方案盾构机数量：2台盾构机生产商：维尔特用户：中铁十四局盾构分公司盾构机改造方案根据盾构机在广州地铁三号线的使用情况，结合地铁五号线地质情况，准备对盾构机存在缺陷的部位进行改造，以提高盾构机的掘进效率。
1、刀盘改造A、改造原因：边缘滚刀刀圈安装位置设计在刀毂的一端，造成另一端的刀体、刀端盖暴露过多极易受到磨损，厂商虽设计有边缘刮刀保护，但是在硬岩掘进中刮刀极易崩齿而且磨损很快（失去对滚刀的保护作用），这是造成边缘滚刀大量损坏的原因之一。
另外厂商在设计刀盘时为了保证边缘滚刀的切割轨迹，将边缘滚刀刀座设计与刀盘成一定的倾角，这就造成边缘滚刀暴露过多一端更加向前突出，这也是造成边缘滚刀大量损坏的原因之一。
将边缘滚刀刀座设计与刀盘成一定的倾角同时也造成了滚刀刀座一侧向前突出，并且厂商在设计刀盘时对这一部分的保护问题没有给予足够的重视，就导致了在损坏大量边缘滚刀的同时也磨穿了边缘滚刀刀座。
为了降低因刀盘设计缺陷带来的损失，加密检查刀具的次数，另外为了加强对刀具和刀座的保护，我们多次对刀盘实施补焊保护块，每次补焊都要在刀盘前方开挖一个洞子（进行支护），消耗了大量时间、材料、人力。
因刀盘保护设计得不够而引起的边缘滚刀损坏图片边缘滚刀总是先被磨穿的部位刀盘设计缺陷中没有加强保护的区域边缘滚刀刀体即暴露又向前突出的部分B、改造说明：在刀盘上边缘滚刀的周围焊接24个保护块以保护滚刀和刀箱。
刀盘母材为S 355（欧洲材料），保护块选用非常耐磨的进口材料Hardox 400。
保护块设计2种尺寸，分为A型和B型。
另外为了使改造后的刀盘更好地适应五号线地层的掘进（土质很粘，石英含量很高），我们已经联系厂家要进行刀间距的调整和架设一套膨润土注入系统，利用泡沫管道直接将膨润土打到刀盘前方以改善土质。
以下是对保护块性能及焊接方法的介绍：Hardox 400 性能保护块的尺寸：5070 1530030015保护块的位置：刀盘在刀盘上刀箱的两侧焊接两块与刀盘中心成45°的保护块（厚度为70mm），如图所示：在刀盘的外缘刀箱的两侧焊接两块厚度为15mm的保护块，如图所示：45°焊缝的尺寸10 mm 150 mm70 mmB型70 mm刀盘外圈A型15 mm2、注浆系统加膨润土清洗系统：A、改造原因：在地铁三号线施工中，砂浆经常出现堵砂浆管，疏通起来即费时又费力，每罐砂浆注完之后，要用工人将膨润土倒到砂浆罐中。