成都地铁盾构同步注浆及其材料的研究

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盾构穿越富水漂卵石地层饱和注浆技术研究

盾构穿越富水漂卵石地层饱和注浆技术研究

文章编号:1009—4539(2021)05—0115—03盾构穿越富水漂卵石地层饱和注浆技术研究杨立伟(中铁十六局集团地铁工程有限公司北京100018)摘要:富水砂卵石、漂石地层在我国南方地区普遍存在,尤其是成都地区砂卵石层分布广泛。

在这种地层中,盾构施工诱发砂卵石层变形,盾构机掘进容易发生螺旋输送机喷涌、地层沉降过大的问题。

以成都地铁富水漂卵石地层盾构掘进为研究对象,分析了富水砂卵石、漂石施工难点;提出了盾体周边地层充填饱和注浆技术,即盾尾注浆、管片开孔注浆及中盾预留孔注浆,三种注浆同步进行;重点介绍了饱和注浆浆液配制、参数、设备和注浆步骤、质量控制要点#实践表明:采用这种饱和注浆技术,能有效控制地层损失,可为类似工程提供借鉴。

关键词:富水漂卵石盾构饱和注浆技术沉降中图分类号:U455.43文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1009-4539.2021.05.026Research on Satcrated Grouting Technology of Shield Tunneling ThroughWater-rich Floating Pebble StratcmYANG Limel(ehina Railway16t h Bureau Group Metre Engineering Co.Ltd.,Beping100018$China)Abtrrahr:Water-rich sand3cobbeeand bouederstrataarewidespread in southern China$especia e3in Chengdu area.In this kind of stratum,the deformation of sand and gravel layer is induced by shield construction,and the problems of sp P s I conveyor gushing and excessive ground settlement are easy te occur in shieH tunneling.Taking shield tunneling in water­rich cobble stratum of Chengdu Metre as tPe research object,this paper analyzes the construction ddficulties of water-rich sandy cobble and boulder,and puts forward the saturated grouting technology for filling the stratum around the shield body, that is,shiei tad grouting,seyment opening grouting and middle shiei reserved hole grouting,which are carried out simuWaneousW•It maini introduces tPe pwparation of saturated grouting sluiry,parameters,equipment,grouting steps and qualitp controi key points of the system.The practicc shows tPat tPe saturated grouting technology can Cectively controi the formation loss and provide referencc for similar projects.Key words:water-rich floating pebble;shield;saturated grouting technology;settlement1前言成都地铁区间地层卵石层居多,卵石堆积,地层较为松散,刀盘转动对地层的扰动性极大,在盾构机两侧3~5m就会产生沉降,且整个区间隧道上方管线多且密集,其中有燃气管和电力管道,地层沉降控制更需严格。

盾构法同步注浆材料的试验研究综述

盾构法同步注浆材料的试验研究综述

盾构法同步注浆材料的试验研究综述论文
本文旨在综述盾构法同步注浆材料的试验研究。

盾构是一种常用的隧道掘进工艺,它可以使用多种不同类型的材料。

隧道建设过程中,同步注浆是一个关键步骤,可以提高隧道掘进的效率,并确保掘进过程中的安全性。

因此,对盾构法同步注浆材料进行研究至关重要。

首先,我们来研究同步注浆材料的物理性质。

这些物理性质主要包括材料的硬度、抗压强度、抗拉强度、韧性,以及同步注浆材料的排水性能等。

其次,我们来研究同步注浆材料的化学性质,这些化学性质主要包括材料的含水率、PH值、碱度、碱强度、溶解度等。

最后,我们可以通过实验研究同步注浆材料的力学性能,这些力学性能主要包括材料的抗疲劳性、抗振动性以及抗冲击性等。

在此基础上,我们可以利用试验来研究不同类型的同步注浆材料在盾构工艺中的应用效果。

可以通过监测掘进过程中材料吸收的水分,以及材料抵抗混凝土浆料的抗压强度,来衡量不同同步注浆材料的排水性能、抗压强度等。

还可以通过试验,来衡量同步注浆材料的抗疲劳性和抗冲击性,以及材料的耐久性等。

本文综述了盾构法同步注浆材料的试验研究,包括对同步注浆材料物理性质、化学性质和力学性能的研究,以及对盾构工艺中不同材料应用效果的试验研究。

通过本文的研究,可以为盾构工艺的进一步发展和优化提供重要的参考。

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨摘要:随着我国经济水平的提升,交通事业也得到了更好的发展,地铁工程项目也逐渐增多。

地铁的产生在一定程度上推动了城市现代化的发展,通过盾构法进行地铁隧道施工能够实现对周围地层的控制,避免其出现扰动情况,减轻对建筑物的干扰。

而本篇文章以地铁盾构隧道掘进中同步注浆技术的应用进行了研究,并分析了地铁盾构同步注浆技术的具体内容,然后提出了此项技术应用的策略。

关键词:地铁隧道;盾构施工;同步注浆技术;应用研究现阶段,地铁已经成为城市的一项重要的交通工具,而地铁建设工作也在各个城市中逐步进行,地铁盾构机是隧道掘进工作中一个重要的机械装置,因为施工工作会受到不同原因的干扰,从而造成隧道四周的土层和建筑被损坏,为了避免这种问题的出现,施工单位应该合理有效的应用盾构法,因为这种方法的安全性和可能性极强,它能够切实的缩减地铁隧道工程的施工时间,而且也可以降低地铁建设工作对其他交通方式的干扰,但是,在盾构法的应用过程中,如果同步注浆工作不达标、浆液制作不严谨,都会导致地层沉降的问题出现,所以应该加强对同步注浆技术的管理和控制。

1同步注浆施工扰动原因研究由于盾构机的结构特性和盾构法施工原理的影响,盾构机在掘进过程中,安装完成的管片在与盾尾分离后,在其四周会出现一个环状的盾尾间隙。

这种间隙的产生,导致土层发生临空面的情况,由于地应力的作用,导致土层发生形变。

在进行盾构隧道施工时,往往会选择同步注浆来进行间隙填埋工作,通过这种方式来避免地层形变的问题出现,当注浆浆液被填充到间隙后,不仅会出现液浆冷凝的情况,还会受到地下压力的作用,从而导致土层形变,而对间隙的填充也会由于土体的变形、液浆的凝固而结束。

所以,同步注浆施工工作具体涉及两个方面,第一,盾构管片与盾尾分离后,管片的周围就会产生一定的盾尾间隙,从而导致土体发生临空面的情况,导致地应力的产生,而地应力的作用就会使土体荷载减轻。

第二,为了防止土层受到损坏,盾构壁后应该选择同步注浆填充盾尾间隙的方式,注浆过程中浆液会有一定的作用力,导致土体发生形变,最终产生注浆扰动。

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨摘要:盾构法作为一种常用于城市地铁区间隧道施工的重要方法,不仅施工速度快,而且施工安全性更有保障,因而得到了广泛应用。

基于此,本文将对地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术进行分析。

关键词:地铁隧道;盾构法;同步注浆技术1 同步注浆施工技术简介盾构施工同步注浆的具体步骤包括盾构掘进、浆体注入、脱出盾尾、浆体失去流动性。

作为暗挖法中的施工形式之一,在实际施工过程中,盾构同步注浆技术的实施必须借助盾构掘进机才能顺利完成。

与其他施工技术相比,在地铁工程项目建设中应用盾构同步注浆施工技术,具有十分显著的优势,首先,全机械化的施工过程能够大大提高施工效率,减少施工人力的投入,降低整体工程项目成本的同时,也有效保障了施工人员在盾构隧道掘进过程中的人身安全;其次,因为地铁工程项目的施工场所大多是在市区,人群十分密集,施工过程中,如果产生比较剧烈的振动或者噪音就会严重影响到人们的日常工作生活和休息,盾构隧道掘进过程中,同步注浆技术的应用,就能够有效解决上述问题,因为同步注浆施工技术施工过程中大多是在竖井口的位置附近产生的,施工阶段对噪音和振动的管理控制工作更容易;最后,盾构隧道掘进过程采用同步注浆施工技术,会根据实际情况和不同的埋深控制注浆压力及注浆量,进而有效控制整体施工成本。

除此之外,同步注浆技术的应用,能够有效减少盾构隧道掘进过程中的施工风险,保障施工安全。

地铁盾构同步注浆技术作为一种先进施工技术,所采用的机械主要为掘进机,保证整个施工过程处在全机械化的水平层面上,具体可按照掘进、注浆等各个流程进行科学设置,减少对地面交通的影响,并且使用此技术还能有效减少施工噪声,缓解地表沉降,控制地下水渗漏的程度,准确契合工程费用管控的需求,降低施工风险。

2 同步注浆技术的原理和作用盾构施工是暗挖工法的其中一种,是一种集机械、土木、信息、自动化等许多学科为一体的现代化地下工程施工方法。

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。

在城市地下交通建设过程中经常使用的技术之一就是盾构法,这种技术具有的主要特点就是可以减少施工的时间,降低对周边交通的影响。

根据盾构施工相关应用研究发现,刀盘切削、盾构机振动等均会对岩体造成直接与影响,同时管片和岩体之间如果长时间的存在间隙,就会出现地表下沉的情况,进而为施工周边带来安全隐患,所以使用这种技术需要注意在管片背后进行注浆。

本文就地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术展开探讨。

关键词:地铁;盾构隧道;同步注浆技术引言现阶段,地铁施工过程中盾构法得到了广泛使用,主要是因为其施工效率快,对附近环境造成的扰动较小。

通过大量实践可发现,土体会受到来自盾构机振和刀盘切削的影响,加上其和管片间有缝隙,容易出现地表沉降的状况,从而引发安全隐患。

因此,实际施工中完善壁后注浆工作意义重大。

1地铁盾构同步注浆技术原理盾构施工技术中,其中盾构掘进机是经常使用的设备,通过这样能实现施工过程中的机械化,各个环节具体的流程主要分为:掘进→ 注入浆体→盾尾脱出→浆体失去流动性。

将盾构施工技术合理的应用在地下交通建设中,不会对施工周围的交通产生影响,同时使用这种技术还可防止地下水渗出,避免地表出现下沉的情况,减少施工过程中产生的噪声,把振动集中在竖井口周边,将隧道进行深埋,可保障工程造价在预算范围之内,从而大幅提升建设安全性。

从地铁盾构施工设计图中可明确地看出,一般情况下,盾构机刀盘的直径都大于管片衬砌外的直径,如果盾尾中的管片脱离,管片与土体中就会存在一定的缝隙,通常长度最短为 8cm,最长不超过 16cm,这时土体周围就会出现移位的现象,如此就会使地表出现下沉的情况,从而为地下隧道施工带来一定的安全隐患。

针对这种情况,可以合理地运用壁后注浆技术及时处理。

2盾构施工中应用同步注浆技术的目的在盾构施工中应用同步注浆技术具有重要意义,主要表现为:(1)注浆水工可以减少盾尾间隙,因此可以降低地表沉降等问题发生,并降低地铁项目施工对周围建筑物的影响。

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术摘要:盾构法可以有效规避地铁隧道施工对周围地层和其他建筑物产生的不良影响。

因此,本文主要对当下地铁盾构隧道掘进中的同步浇筑施工技术展开叙述,简述地铁盾构隧道掘进中的同步浇筑施工技术的应用方法,望可以为其他业界同仁提供帮助。

关键词:地铁盾构隧道;掘进;同步注浆;施工技术1、地铁盾构隧道掘进中注浆材料及技术参数1.1同步注浆材料以及力学指标水泥砂浆是开展同步注浆工艺的优质材料,其由水泥、粉煤灰、膨润土和砂子按照预设的参数比例混合搅拌而成,是一种高结石率、高固结体强度、耐久性能较好且可以预防地下水浸析的注浆材料。

在这一混合材料中,砂子主要为填充材料,水泥是为泥浆提强度和调整凝结时间的主要材料,粉煤灰是改善泥浆和易性的材料,膨胀土的主要功能是减缓泥浆材料的分离速度和降低泌水率,砂浆中还包括一定的减水剂,减水剂主要作用便是充当水泥的润滑剂。

满足胶凝时间、固结体强度、结石率以及浆液稠度、浆液稳定性等多方面条件是注浆浆液的主要物理学性能。

首先是胶凝时长方面:一般而言,胶凝时长的具体数值在3-8个小时左右,在调整胶凝时长时可以结合当下施工场地的底层条件以及工程掘进所使用的技术,通过现场试验的方式调整浆液的配比,以此来变更胶凝时长;其次便是固结体强度。

固结体的强度测量指标单位为Mpa,24小时之内的Mpa值不能小于0.2,28天之内的Mpa值不得小于2.5;浆液结石率的具体指标应在95% 以上(固结收缩率在5% 以下),而注浆浆液的稠度指标应控制在 8-12cm;除此之外,还包括浆液的稳定性指标,此项指标的倾析率应在5%以下。

1.2选择合适的同步注浆配比在开展地下隧道工程施工时,浆液也会受到地下水资源的影响,很可能出现浆液稀释情况,大大提升浆液离析的概率,降低浆液的强度,情况严重时也会出现浆液不能凝固的情况,一旦出现这种情况,隧道上方的地表层便会因缺乏重力支撑出现沉降的现象,对施工工地周围的建筑以及交通造成极为恶劣的影响,严重还会危机公民的生命财产安全。

关于地铁盾构施工中注浆技术的分析

关于地铁盾构施工中注浆技术的分析

关于地铁盾构施工中注浆技术的分析1.盾构法介绍盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工力法盾构(shield )是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒构造钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶;钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环盾构每推进一环间隔,就在盾尾支护下拼装(或现浇)环衬砌,并向衬砌环州的空隙中压注水泥砂浆,以防庄隧道及地面下沉盾构推进的反力由衬砌环承当盾构施工前应先修建一竖井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。

盾构法施工的优点(1)平安开挖和衬砌,掘进速度快;(2)盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业,施工劳动强度低;(3)小影响地面交通与设施,同时不影响地下管线等设施;(4)穿越河道时小影响航运,施工中小受季节、风雨等气候条件影响,施工中没有噪音和扰动;(5)在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济力面的优越性。

2工程概况根据地质勘查报告,石家庄火车东站-南村站区间穿越土层以粉质粘土,中粗砂为主;南村站-汝河大道站区间穿越土层以粉细砂,中粗砂为主两区间范围内地下水埋深约40-48m,含水层为卵石粗砂层,区间均未进入潜水层,未见上层滞水因此宜采用盾构施工。

3盾构同步注浆当盾片脱离盾尾盾,在土体与管片之间会形成一道宽度为80mm左右的环行空隙同步注浆的日的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早支撑地层,防庄地面变形过大面危及周围环境平安,同时作为管片外防水和构造加强层。

3.1注浆材料及配比设计3.1.1注浆材料采用水泥粉煤灰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、耐久性好和能防门地下水浸析的特点水泥采用42.5抗硫酸盐水泥,以进步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。

3.1.2浆液配比及主要物理力学指标根据盾构施工经历,同步注浆拟采用表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以下指标。

盾构机同步注浆及二次注浆施工技术总结材料

盾构机同步注浆及二次注浆施工技术总结材料

盾构机同步注浆及二次注浆施工技术总结材料一、引言盾构机同步注浆及二次注浆施工技术是一种常用的地铁隧道施工方法。

通过将注浆材料喷射到土层中,可以提高隧道的稳定性和密封性。

本文将对盾构机同步注浆及二次注浆施工技术进行总结,旨在提供一份完整、系统的技术参考。

二、盾构机同步注浆技术1.注浆材料选择在盾构机同步注浆施工过程中,常用的注浆材料包括水泥浆、化学浆液和膨润土浆液。

根据具体的地质条件和工程要求,选择合适的注浆材料进行施工。

2.注浆设备和工艺在工艺方面,盾构机同步注浆一般采用循环注浆和伴设注浆两种方式。

循环注浆是将注浆材料通过管道进行循环注入,在地层中形成注浆带。

伴设注浆是将注浆材料与盾构机同步施工,并通过盾构机注浆管道喷射到土层中。

根据具体情况选择合适的注浆方式。

3.注浆控制技术盾构机同步注浆施工过程中,需要对注浆进行有效控制,以保证注浆效果。

常用的注浆控制技术包括注浆压力控制、注浆流量控制和注浆速度控制等。

通过合理控制这些参数,可以实现同步注浆施工,提高隧道的稳定性和密封性。

三、盾构机二次注浆技术1.二次注浆的目的盾构机施工完成后,为了进一步提高隧道的密封性和稳定性,常常需要进行二次注浆。

二次注浆的主要目的是填充盾构机与管片之间的空隙,并加固土体,防止水和土颗粒的进入。

2.二次注浆的方法盾构机二次注浆常常采用钢管法和帷幕法两种方法。

钢管法是将注浆钢管插入管片与土体之间的空隙,注入注浆材料。

帷幕法是在隧道顶部和侧壁上钻孔,并喷射注浆材料,形成一定厚度的注浆帷幕。

3.二次注浆的控制技术盾构机二次注浆需要进行注浆流量、注浆压力和注浆时间的控制。

合理的控制参数可以提高注浆效果,加固隧道结构。

四、总结盾构机同步注浆及二次注浆施工技术是一种常用的隧道施工方法。

通过合理选择注浆材料,采用适当的注浆设备和工艺,并有效控制注浆参数,可以提高隧道的稳定性和密封性。

二次注浆可以进一步加固隧道结构,提高隧道的安全性。

在实际施工过程中,需要根据具体情况进行技术选择和施工控制,以保证工程质量和安全。

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成都地铁盾构同步注浆及其材料的研究【内容提要】成都地铁1号线一期工程盾构施工2标为成都地铁试验段,该工程采用加泥式土压平衡盾构机施工,成都地区地层为砂卵石地层,粒经大、水位高,为了有效解决同步注浆的效果,我项目部和同济大学、西南交通大学进行了相关的试验研究,拟采用惰性浆液(以黄泥粉、粉煤灰为主剂)为同步注浆材料,期望其达到不易被水稀释、较好的流动性、较好的早期强度和较低的成本。

【关键词】高富水土压盾构同步注浆惰性浆液1. 概况成都地铁1号线一期工程盾构施工2标人天盾构区间,主要穿越砂卵石地层,地层高富水,含水量大,地下水位高。

采用了加泥式土压平衡式盾构机进行施工。

盾构机配备了盾尾同步注浆系统,可在盾构掘进的同时进行背后注浆。

在盾构掘进施工中,当管片刚脱离盾尾时即可对管片外侧的空隙进行填充,从而起到控制地表沉降、提高隧道的抗渗能力、预防盾尾水源流入密封土舱而造成的喷涌和稳定成型隧道的作用。

2. 盾构法施工背后注浆技术2.1.同步注浆原理在盾构机推进过程中,保持一定压力(综合考虑注入量)不间断地从盾尾直接向背后注浆,当盾构机推进结束时,停止注浆。

这种方法是在环形空隙形成的同时用浆液将其填充的注浆方式。

如图2-1所示。

图2-1 同步注浆系统示意图2.2. 注浆材料和配比的选择2.2.1. 注浆材料应具备的基本性能根据成都地区的地质条件、工程特点以及现有盾构机的型式,浆液应具备以下性能:1)具有良好的长期稳定性及流动性,并能保证适当的初凝时间,以适应盾构施工以及远距离输送的要求。

2)具有良好的充填性能,不流窜到尾隙以处的其他地域。

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)浆液在地下水环境中,不易产生稀释现象。

5)浆液固结后体积收缩小,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。

7)浆液无公害,价格便宜。

2.2.2. 注浆材料为了保证背后注浆的填充效果,施工中结合现场条件和盾构机自身注浆系统的配置,选取了两种液浆组成以便进行对比优选:1)以水泥、粉煤灰为主剂的常规单液浆A成分:水泥、粉煤灰、细砂、膨润土和水;2)以黄泥粉、粉煤灰为主剂的惰性浆液B成分:黄泥粉、粉煤灰、细砂、膨润土和水。

浆液组成A以水泥作为提供浆液固结强度和调节浆液凝结时间的材料,浆液组成B以粉煤灰作为提供浆液固结强度和调节浆液凝结时间的材料。

其中浆液组成B中使用的粉煤灰可以改善浆液的和易性(流动性),黄泥粉能增加浆液的粘度,并有一定的固结作用,膨润土用以减缓浆液的材料分离,降低泌水率,还具有一定的防渗作用。

砂在两种浆液中都作为填充料。

2.2.3. 浆液配比及性能测试在确定浆液配比时,先根据相关资料,确定了两种浆液的各种材料的基本用量,然后结合浆液站调试,每种配比生产一定方量,并对浆液性能进行相关的性能测试,从而对配比单进行筛选,保留能够生产出合格浆液的配比,以便今后用于施工。

根据测试结果还可得知,与水泥浆液相比,以黄泥粉、粉煤灰为主剂的浆液的凝结时间较长,在10~12小时左右。

考虑到盾构掘进过程中一些不可避免的停机(如管片拼装、连接电缆、风管安装、机器维护保养、盾构机临时停机、电路故障等),若浆液的初凝时间较短,则增加了停机期间发生堵管的可能性,增加额外的清洗工作,并影响盾构的继续掘进。

因此,浆液合理的初凝时间应与盾构掘进施工一个工班的时间接近,这样可以在每班结束时再安排浆液输送管路的清理工作,既不影响盾构连续施工,又保证能及时清理管路,避免堵管现象的发生,选用惰性浆液更为可靠。

惰性浆液在主要成分加量不变的情况下,只需调节添加剂的加量就能有效地控制、调节浆液的性能。

在施工过程中,可以比较方便地对浆液的性能进行调整,以适应不同地层、不同掘进进度对浆液性能的要求,通过分析与试验对比,共进行了8组试验。

试验材料配比分别如下:表2-1 试验的材料配比(重量比)2.2.3.1 流动度/塌落度的试验通过试验得到,流动性较好的是B、D、E组材料。

B组含水量在所有试验组中最大37%,D、E两组未添加黄泥粉。

E、F两组浆液为两组对黄泥粉和粉煤灰的试验对比。

E组中未添加黄泥粉,F 组中未添加粉煤灰。

试验结果表明,不添加粘土的浆液具有较好的流动性。

添加了黄泥粉的浆液流动性大大降低。

2.2.3.2.稠度对各组的试验表明,即使个别浆液试件流动度不佳,但其稠度仍可达到理想状态9-13cm之间。

2.2.3.3 析水性从试验可以看出,除了A、F及H组,析水之外每种浆液在静置之后都出现了严重的析水现象。

而凝结时间试验大部分是在试件表面有水的情况下进行的。

说明浆液都有析水性,析水率大概在1%~6%(体积比)之间。

2.2.3.4.抗水性根据试验结果,抗水性较好的为F组,H组试验。

当浆液的流动性减小、整体性强时,其抗水性呈增大趋势,但减少用水量,减少其流动性时,又对浆液的可泵型造成影响。

因此,通过调节浆液中的膨润土和黄泥粉用量可改善整体性,同时又可增大稠度。

2.2.3.5.凝结时间表2-2 各时间凝结时间比较凝结时间测定达到0.3MPa所需的时间(h) 凝结时间测定达到0.5MPa所需的时间(h) 凝结时间测定达到0.7MPa所需的时间(h)A 15 24 44B 30 62 68C 14 24 34D 24 69 96E 11 24 34F 10 19 28G 22 62 69H 7 21 29D、E两组的对比可以看出,两组试验除了含水量有5%左右的差别外,其他比例都相当,但通过凝结时间的测定,可以看出,两组有较大的差距。

G、H两组的对比可以看出,H组中水含量3个百分点。

黄泥含量比减少了3个百分点。

其他成分的含量都未改变。

凝结时间测定的试验表明:H组浆液材料的凝结时间较G组大大缩短。

因此,通过试验可以得出,对于该种可塑浆液的凝结时间,起决定作用的是含水量和浆液中粘土的含量。

含水量增大,则凝结时间增大,黄泥粉的含量增大,则凝结时间缩短。

而且对该两种的含量特别敏感,水的含量敏感区大概为:20%~30;黄泥粉的含量敏感区大概为:15%~25%。

2.2.3.6试验结论.通过试验研究、对比分析,主要得出如下结论。

(1)膨润土的加入使注浆浆液的稳定性得到提高,可泵性增大,根据本次试验结果及其他工程应用膨润土的经验,确定在该地层情况下的同步注浆的膨润土添加量。

(2)黄泥粉的加入,使注浆浆液的粘聚能力增大,大大的提高了浆液整体性和抗水性,特别水冲情况下的抗分散能力。

并使浆液的强度上的比较快。

但是,添加了黄泥粉的浆液,其流动性明显降低。

(3)浆液的含水量和粘土含量是决定浆液凝结时间和流动性的主要因素。

(4)浆液的含水量和粘土含量是决定浆液流动性的主要因素。

(5)富水砂卵石地层的可采用材料配比1)配比一密度为1.73ton/m3,具体配比如表2-3所示。

表2-3 配比一每立方浆液含量(kg)水水泥粉煤灰细砂膨润土黄泥粉外加剂415.2 138.4 276.8 553.6 69.2 276.8 0.2595该配比材料的特点:具有较好的抗水性;具有较好的流动性;在水中浇注可防止被水稀释;2)配比二密度:1.65ton/m3 配比二的具体配比如表2-4所示。

表2-4 配比二每立方中,含(kg):水水泥细砂膨润土黄粘土外加剂462 115.5 627 99 346.5 0.35该浆液有如下特点:相对于建议材料一来说,少了一种材料。

这样可以减少工程复杂性,节省场地、施工方便,并且,黄泥粉罐和膨润土罐还可以在渣土改良时同时利用,这样的话一套设备就可以双重利用。

可以大大减少工程成本。

抗水性能好:能在水中浇注不被水稀释,而且不容易被水冲散;在有水的条件下,强度上仍可以较快,在有水的条件下,初凝时间可以控制在10-20小时之间;稠度可控制在10-12cm之间,该浆液可具有较好的稠度和可泵型。

2.3. 注浆工艺参数的确定2.3.1. 注浆量的计算背后注浆量Q,通常可按下式估算:Q=Vα式中,V――理论空隙量,α――注入率。

人天区间采用的加泥式土压平衡盾构机刀盘直径6.28m,而预制钢筋混凝土管片外径为6.0m,则理论上每掘进一环,盾构掘削土体形成的空间与管片外壁之间的空隙的理论体积为:V=π×(6.282-62)×1.5/4=4.051m3。

注入率α的主要影响因素包括①注入压力决定的压密系数α1、②土质系数α2、③施工损耗系数α3和④超挖系数α4。

则α=α1+α2+α3+α4 +1每环实际注浆量可根据地层和施工损耗等情况选取相应的注入率。

2.3.2. 注浆压力的确定注浆压力是指注入孔附近的压力,而不是泵的喷射压力。

注浆压力应综合覆盖土的厚度、地下水的压力及管片的强度进行设定。

但应注意以下问题:(1)不大于盾尾密封压力的警戒值(2)不大于管片能承受的最大压力(3)根据管片脱出盾尾后位移情况进行及时调整(4)根据地表建筑物沉降情况进行及时调整2.3.3. 注浆量和注浆压力的控制背后注浆的注入量受浆液向土体中的渗透、泄露损失(浆液流到注入区域之外)、小曲率半径施工、超挖、背后注浆所用浆液的种类等多种因素的影响。

虽然这些因素的影响程度目前尚在探索,但控制注入量多少的基本原则是不变的,即要保证有足够的浆液能很好的填充管片与地层之间的空隙。

一般每环浆液注入量为6~7m3,施工中如果发现注入量持续增多时,必须检查超挖、漏失等因素。

而注入量低于预定注入量时,可以考虑是注入浆液的配比、注入时期、盾构推进速度过快或出现故障所致,必须认真检查采取相应的措施,一般可采取加大注浆压力或在盾构掘进后进行二次注浆。

注入压力要考虑不同地层的多种情况,注入压力一般是2~4Bar,由于考虑在砂质或砂卵石地层中浆液的扩散,所以注入压力要比在其它地层中的注入压力小一些。

在背后注浆施工中,为控制注浆效果和质量,应对注入压力和注入量这两个参数进行严格控制,我们采取的是以设定注入压力为主,兼顾注入量的方法。

3. 盾构背后注浆工艺3.1. 注浆设备在洞外施工场地设搅拌站一座,搅拌能力35m3/h。

运输系统:砂浆罐车(6m3),带有自搅拌功能和砂浆输送泵,随编组列车一起运输。

同步注浆系统:配备SWING KSP12液压注浆泵2台(盾构机上已配置),注浆能力2×12m3/h,4个盾尾注入管口及其配套管路。

3.2. 同步注浆工艺流程图见图3-13.3. 注浆质量控制3.3.1. 浆液搅拌制浆时的注意事项:1)对于制浆材料要把好质量关,选用供货质量稳定的供货商。

拌制浆液时,不能使用固结成块的黄泥粉和膨润土,砂料应是粒径2~4mm的细砂,含泥量不能超过标准,不得混有杂物和大粒径石子;2)浆液搅拌要充分,拌和要连续,不能间断;3)定期检查计量系统,保证按配比生产浆液;图3-1同步注浆工艺流程图4)根据拌制的第一罐浆液的性能指标,合理调整各骨料和水的加量,保证浆液的性能最终满足要求;5)按规定对设备进行日常维护保养,使设备经常处于良好的工作状态。

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