盾构机同步注浆系统改造研究
泥水盾构同步注浆浆液试验及应用技术研究的开题报告

泥水盾构同步注浆浆液试验及应用技术研究的开题报告一、选题背景随着城市化进程的加快,地下空间的开发利用越来越广泛,如地下车库、地下商城、地下铁道等。
在这些地下空间建设中,盾构成为一种有效的开挖方式,泥水盾构已经成为了城市地下建设中的常用工法之一,而同步注浆技术则是泥水盾构中的一种重要技术手段。
同步注浆技术可以增加地层的强度和稳定性,降低地面沉降,保证隧道的安全建设,掌握同步注浆技术在盾构隧道建设中的应用,对于加快城市地下交通、供水等基础设施的建设具有重要意义。
二、课题意义泥水盾构注浆在岩性复杂区发挥的效果更加显著,该技术具有施工周期短、施工安全稳定、环保效果明显、施工成本低等优点,因此,在大型城市地下建设工程中得到了广泛的应用。
本课题旨在通过对泥水盾构同步注浆技术的深入研究和分析,结合现场试验,探究同步注浆技术在泥水盾构隧道建设中的应用,为工程实践提供有力的技术支持和理论指导,具有重要的理论和实践意义。
三、研究内容本次研究将围绕泥水盾构同步注浆技术进行深入探究,具体内容包括:1.泥水盾构隧道同步注浆技术的基本原理与应用特点介绍。
2.同步注浆浆液配合比的确定方法研究。
3.同步注浆技术在泥水盾构隧道中注浆浆液的性能试验研究。
4.现场同步注浆技术应用实践。
5.同步注浆技术应用效果分析。
四、研究方法本研究将采用实验研究和理论分析相结合的方法,其具体步骤如下:1.收集泥水盾构隧道同步注浆技术的相关文献和资料,对同步注浆技术进行初步了解。
2.确定同步注浆浆液的配合比,制备同步注浆浆液。
3.对同步注浆浆液进行性能试验,包括粘度、流变性、抗压强度、延展性等指标。
4.现场同步注浆技术应用实践,收集数据和样本。
5.对同步注浆技术应用效果进行分析和评价。
五、预期成果1.深入掌握泥水盾构同步注浆技术的基本原理和应用特点。
2.确定同步注浆浆液的配合比,制备同步注浆浆液。
3.对同步注浆浆液进行性能试验,提出优化方案。
4.通过现场应用实践,探索同步注浆技术在泥水盾构隧道中的应用,提出可行建议。
盾构法施工同步注浆技术探讨

盾构法施工同步注浆技术探讨摘要:随着城市地下管廊、地下隧道的兴建,盾构施工技术日趋成熟和完善,本文结合工程实际,对盾构施工中的同步注浆技术进行分析和探讨,期望对今后的盾构施工有所帮助和技术发展有所推进。
关键词:盾构;同步注浆;土压平衡;注浆压力1引言盾构法隧道具有施工进度快,安全性高,地质适应性强等特点。
在适应地质的各种环境下,盾构机的种类也非常繁多,敞开式,半敞开式,土压平衡式,泥水平衡式等各种盾构机类型,又有各种刀盘选型。
但不管盾构机的种类多少,地质种类有哪些,所有的盾构施工都是在盾构机在掘进时通过把提前预制好的钢筋砼管片拼装起来形成隧道。
盾构机掘进时刀盘对土体的切削形成一个孔洞,而管片在尾盾里拼装起来后,管片的外径比刀盘的外径要小,而这个衬砌的建筑空隙,为防止土层的坍塌势必要填充起来,这就是同步注浆。
图1 同步注浆结构示意图2同步注浆步骤分析同步注浆,顾名思义就是掘进的同时进行管片壁后注浆,即时的填充管片环周空隙保证成型隧道特别是覆土地面的安全稳定性。
以海瑞克土压平衡式盾构机为例说明同步注浆方法,此盾构机同步注浆系统由四个液压柱塞泵把台车同步注浆浆液罐里的砂浆通过尾盾平均分布的四个管路注入到因推进而形成的盾构环型间隙里。
每一个注浆管路各一个压力传感器来监测本管路的注浆压力。
3同步注浆技术参数分析3.1注浆方量的确定注浆方量必须根据计算的建筑空隙和地质土层的扩散系数而定了,即:Q=Vλλ-注浆率/地层注浆扩散系数(根据地质不同一般范围为1.3-2)理论的环型间隙所占方量根据刀盘外径和管片外径、长度即可算出,公式:V=π(D2-d2)L/4V-盾构理论空隙(m3)D-刀盘切削外径md-管片外径mL-管片长度m在完整性好、自稳定强的硬质地层中,浆液不易渗透到周围的土层里去,可以取较小的扩散系数甚至不用考虑,但在裂隙发育的岩层或者是以砂、砾为主的大渗透地层浆液极易渗透到周围的土层中,这样的地层应考虑较大的渗透系数,可取1.4-1.8。
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。
成都地铁盾构同步注浆及其材料的研究

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。
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。
长距离硬岩复合盾构壁后同步填充施工技术研究

文章编号:1009 - 4539 (2021) 04 - 0127 - 04隧道/地下工程长距离硬岩复合盾构壁后同步填充施工技术研究余刚(中铁二十四局集团有限公司上海200071)摘要:硬岩隧道TBM施工壁后填充多采用豆砾石吹填技术,软土盾构多采用同步注浆施工工艺,二者工艺较为 成熟。
但应用于硬岩隧道中的复合盾构设备不具备豆砾石吹填性能,而传统的同步注浆施工工艺又带来管片上 浮、浆液离析、填充不饱满、浆液回流土仓等一系列问题。
通过新疆涝坝湾煤矿副平硐工程项目实践,结合实际工 况及设备条件,对既有同步注浆工艺进行优化改良,采用干料运输、硐内拌制和分步填充工艺,有效解决了硬岩复 合盾构壁后同步填充问题,提升了工效与工程质量,同时亦解决了冬季施工注浆问题本文就改良后的同步填充 技术进行分析总结,以期为后续同类型工程提供参考。
关键词:复合盾构长距离硬岩冬季施工壁后填充分步注浆中图分类号:TD823 文献标识码: A DOI :10. 3969/j. issn. 1009-4539. 2021.04.029Construction Technique of Long-distance Hard Rock Composite ShieldSynchronized Grouting Behind WallYU Gang(China Railway 24t h Bureau Group Co. Ltd., Shanghai 200071 , China)A bstract:Grouting behind shield of TBM in hard rock tunnel often adopts hydraulic filling by pea gravel, meanwhile softsoil shield always uses the way of synchronized grouting. Both ways are mature. However, the composite shield machine in the application of hard rock tunnel does not have the function of hydraulic filling by pea gravel. Meanwhile, the traditional synchronized grouting technique causes many problems, such as upward moving of the tunnel segments, isolation of the slurry, grouting plumpness and back-flowing. After the practicing of the engineering project of Laoba Bay Fupingdong Coal Mine in Xinjiang, and integrating with the reality and the equipment conditions, the author improves the synchronized grouting technique and elevates the project quality and effect, which solves the problems of hard rock composite shield synchronized grouting behind wall by transporting dry material, mixing in caves and grouting step-by-step, also overcomes the question of grouting construction in winter. This article analyzes, summarizes and prospects the improved synchronized grouting technique which would serve as reference and guidance for similar projects.Key w ords:composite shield;long-distance hard rock;construction in winter;grouting behind wall; grouting step-by-step1引言隧道最早采用的施工方法为矿山法,随着科学 技术的发展,大型设备越来越多地被应用于隧道建设。
盾构机注浆系统分析与应用

盾构机注浆系统分析与应用摘要:盾构机是地铁修建的主要设备之一,其以修建速度快、具备一次性成型、安全系数高、对地面交通及设施影响小等诸多优点得以广泛应用。
同步注浆作业是盾构法施工的关键作业环节之一,同步注浆作业施工直接关系到地面及构筑物的安全。
注浆过量容易将地面顶起,造成路面鼓包或建筑物开裂;注浆不足容易造成路面塌陷或建筑物下沉,危及行车及居民居住安全,因此控制好注浆作业是盾构法隧洞施工的关键之一。
本文对盾构法隧洞同步注浆作业进行分析,梳理其控制的要点,为盾构法隧洞施工提供参考。
关键词:盾构;同步注浆;控制为了控制盾构法隧洞同步注浆作业效果,保证隧洞在施工过程中地面不产生塌陷或隆起,确保施工作业安全,对盾构机同步注浆系统进行分析,梳理其同步注浆作业的工作原理,剖析同步注浆作业控制要点。
在施工的过程中进行针对性控制,实践验证其控制的可靠性,为盾构法隧洞同步注浆作业提供参考。
1盾构机同步注浆系统分析同步注浆系统是盾构机的主要组成系统之一,其作用为将提前搅拌好的水泥浆液通过同步注浆泵输送至盾尾,填充至盾构机开挖和管片之间的缝隙,防止在盾构机掘进的区域地面下沉。
同步注浆量欠缺,容易造成地表下陷;同步注浆量超标,容易造成地表隆起。
同步注浆系统主要由驱动电机、液压泵、控制阀块、注浆泵集成阀、注浆泵以及相关的管道和电气系统组成。
同步注浆系统注入水泥浆液的速度,主要通过控制阀块的开度进行调节,控制阀块开度大,通过的液压油流量大,注浆泵的运行频率高,注浆量大,反之则小。
同步注浆泵工作是靠注浆泵集成阀自动控制。
同步注浆泵控制及组成主要由启动控制阀、插装阀1、抽料控制缸、插装阀2、输料控制油缸、液压换向阀、液压换向阀2、液压换向阀3等组成。
同步注浆泵处于工作状态时,人工将启动控制阀打至右侧工位,高压油进入泵送缸无杆腔,泵送缸推出,液压换向阀2处于下侧工位工作。
高压油流经液压换向阀1进入抽料控制缸的有杆腔和输料控制缸无杆腔,开启混凝土抽料缸与注浆管路之间的连通,切断混凝土抽料缸与注浆罐之间的连通,高压油控制液压换向阀3,使其处于下侧工位工作,保证泵送油缸一直处于推出运动状态,保证同步注浆机处于输料状态。
盾构施工双液浆同步注浆应用技术研究

盾构施工双液浆同步注浆应用技术研究文档一:一:引言1.1 研究目的和背景1.2 研究方法和数据来源1.3 研究意义和应用价值二:盾构施工双液浆同步注浆的工作原理2.1 盾构施工工艺概述2.2 双液浆的组成和性能特点2.3 同步注浆的原理和实现方式三:双液浆的配方设计与优化3.1 目标功能和性能参数3.2 配方设计方法3.3 配方优化与试验验证四:同步注浆工艺与施工流程4.1 同步注浆工艺概述4.2 注浆系统的设计与选择4.3 施工流程及操作要点五:盾构施工双液浆同步注浆的应用案例研究5.1 案例一:某盾构隧道工程5.2 案例二:某地铁隧道工程5.3 案例三:某水利隧洞工程六:施工中存在的问题与对策6.1 施工过程中的常见问题6.2 问题原因分析6.3 对策及解决方案七:结论与展望7.1 研究成果总结7.2 存在的不足与改进方向7.3 对未来的展望附件:相关数据表格、统计图、实验结果、图片等信息。
法律名词及注释:1. 盾构施工:指在地下进行的隧道开挖工程,借助于盾构机进行推进。
2. 双液浆:指由两种液体组成的注浆材料,通常由胶凝材料和稳定剂组成。
3. 同步注浆:指在盾构施工过程中,将双液浆与土层同步注入,以加固土层并提高施工安全性。
文档二:一:引言1.1 研究目的和背景1.2 研究方法和数据来源1.3 研究意义和应用价值二:盾构施工双液浆同步注浆的工作原理2.1 盾构施工工艺概述2.2 双液浆的组成和性能特点2.3 同步注浆的原理和实现方式三:双液浆的配方设计与优化3.1 目标功能和性能参数3.2 配方设计方法3.3 配方优化与试验验证四:同步注浆工艺与施工流程4.1 同步注浆工艺概述4.2 注浆系统的设计与选择4.3 施工流程及操作要点五:盾构施工双液浆同步注浆的应用案例研究5.1 案例一:某隧道工程5.2 案例二:某地铁工程5.3 案例三:某堤坝工程六:施工中存在的问题与对策6.1 施工过程中的常见问题6.2 问题原因分析6.3 对策及解决方案七:结论与展望7.1 研究成果总结7.2 存在的不足与改进方向7.3 对未来的展望附件:相关数据表格、统计图、实验结果、图片等信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
盾构机同步注浆系统改造研究张勇(中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司)摘要:以苏州轨道交通2号线盾构施工同步注浆采用“准厚浆”为依托,为安全穿越标段大量房屋建筑群,着力对同步注浆系统进行了升级改造,采用德国施维英注浆泵替换原有的注浆泵,取消原有的清洗管路,增加一路注浆备用管路。
通过对注浆系统的改造升级,确保了“厚浆”注入的时效性。
关键词:苏州地铁;盾构隧道;清洗管路;施维英注浆泵准厚浆;1 引言苏州地区为太湖冲积平原区,属典型的软土地质,其最大的特点是砂质富水。
特殊的水文地质条件对盾构施工时的地面沉降控制和后期运营期间隧道沉降控制都带来了极大的挑战。
如具有类似地质条件的上海一号线自1995年4月正式建成投入运营以来最大累计沉降量超过20cm,年度最大差异沉降量可达3cm。
采用新型改良性浆液(准厚浆)作为同步注浆浆液的优点比较显著,该浆液的各项性能指标比较均衡,尤其是在富水砂质地层中应用时的优势更加明显,有取代传统双液浆、惰性浆或其他薄浆的趋势。
新研制的“准厚浆”具有良好的长期稳定性、良好的填充性能、固结体积收缩小等优点,同时该浆液粘稠度较高、流动性相对较差、注浆设备条件要求高等特点,为了满足新型改良型浆液的拌制要求,确保盾构掘进过程提供充足优质的同步注浆浆液,施工单位采用了德国进口的施维英注浆泵进行注浆,规避了注浆时存在的易堵管、排查难度大、清洗时间长等众多难题。
2 同步注浆系统的优化改造(1)、注浆泵原日本小松TM634PMX盾构机同步注浆泵为PA30C泵,根据苏州2号线盾构的施工要求,原来的PA30C无法满足施工要求。
施工单位在新购置盾构机上将同步注浆泵更改为德国施维英泵。
该泵同PA30C泵的性能对比表及优缺点对比见表1、2。
表1 日本PA-30C与德国施维英注浆泵的技术性能对照表序号PA-30C 德国施维英泵送缸数量(只) 1 2 泵送冲程长度(mm ) 500 500 泵送缸直径(mm )180180最大输出量时冲程(次/min ) 8.25(伸缩式,85%泵缸充满)2×8.73(挤压式,90%泵缸充满)最大可调输出浆量 (m3/h) 12.78 12 最大理论输送压力(bar ) 55 60 最大可调输出时连续工作压力 (bar ) 30 30 功率 (kw) 30 2×18.5 出口料通径(mm ) 100 100 入口料通径 (mm )100150监控装置带4路监测和报告4点注浆压力系统,报警系统连接压力传感器,通过冲程计数器提供泵的输送信息带4路监测和报告4点注浆压力系统,报警系统连接压力传感器,通过冲程计数器提供泵的输送信息表2 日本PA-30C 与德国施维英注浆泵的优缺点对照表序号 日本PA-30C德国施维英1两个进管球阀,两个出口球阀,易造成堵塞,盾构司机不易察觉,注浆压力变小,清理程序繁琐,清理时间长(约4个小时);吐出侧的阀为弯曲式,便于进行内部检查和清扫保养,维修约20分钟;2注浆箱到注浆泵的进浆管为弯曲式,且入料口直径较小(10cm ),容易堵浆;注浆箱到注浆泵的进浆管方向上部直接向下,且入料口直径变大变粗(15cm ),不易堵浆;3 柱塞泵的活动模式为活塞式,活塞泵伸缩时均进行注浆,吐出压力变小;柱塞泵的活动模式为单挤压式,在缩回同时浆液被吸到泵体,再由泵挤压至浆管,泵吐出压力变大,针对厚浆效果明显;4一台注浆泵,只有一个独立控制吐出量的出口; 有两台注浆泵,有两个独立控制吐出量的出口,功率增倍;图1日本PA30C 同步注浆泵 图2 德国施维英同步注浆泵出口球阀阀体 进浆球阀阀体,易堵塞,拆卸困难,维修时间长下料口细长,弯曲,易堵管下料口变粗变短弯曲式吐出阀,维修时可轻松拆卸,仅需20分钟。
压浆出口柱塞泵由金属更改为橡胶管,泵在回缩时可将浆液吸入到泵体(2)、注浆管路①、在盾尾注浆壳内增加两路通径为85mm 备用注浆管,防止浆液堵管而造成停机。
②、将注浆小平台上的出浆口由原来的一出四改为二出二,增大了浆液注入量控制和压力控制的灵活性。
③、增大浆液吸浆口尺寸,利于粘 稠度大的浆液吸入。
④、全新的PLC 程序,以满足新同步注浆系统的操作需求。
新老盾构机注浆管路的优缺点对比见表3。
图3 老盾构机同步注浆管路 图4改造后的同步注浆管 表3 日本PA-30C 与德国施维英注浆泵注浆管的优缺点对照表序号 日本PA-30C德国施维英1 每个盾尾注浆管配有清洗回路,但浆管堵塞时盾构机盾构机必须停止推进修理注浆管;反之则易造成注浆不均匀; 每个盾尾注浆管配有备用注浆管,浆管堵塞时刻切换至备用浆管;2 注浆管“乌机壳”厚度为12cm ,盾构进出洞时易造成翻板损坏;注浆管“乌机壳”厚度为8cm ,降低盾构进出洞时风险;3一个注浆主管分四路注浆分管,注浆压力及流量统一设定;两个注浆主管各分两个注浆分管,注浆压力及流量可分别设定;(3)、同步注浆清洗系统①、如停机时间较长,采用膨润土浆通过施维英泵直接置换残留在注浆管路中的浆液,取代原水力冲洗方式;②、各注浆点增设2路通径为85mm 的备用浆管并配置球阀及堵头,应急使用时,堵头可在注浆压力下脱离;③、盾尾处注浆包管乌龟壳的体积尺寸相应缩小。
(4)、新同步注浆系统的优点注浆管注浆管清洗回路注浆管备用注浆管①、当浆管堵塞时启用备用浆管注浆。
对注浆管的日常维修及保养不影响正常盾构推进。
②、双泵分流注浆,双泵分别管控1、4号及2、3号注浆管,可实现不同注浆压力及注浆方量。
③、增大浆液吸浆口尺寸,改善泵送时浆液进泵量,当需要注入粘稠度较大的浆液时可轻松注入管道内。
3 搅拌设备及水平运输设备基于新型改良型浆液(准厚浆)比重大、粘稠度大的特性,早期引进盾构机上配置的同步注浆系统及配套设备仅适用于双液浆或其他薄浆,已远远不能满足施工的要求,故需对浆液的拌制系统、储运系统等配套系统进行相应的改造,以使其能适应新型改良型浆液的注浆需求。
(1)、浆液拌制系统为了满足新型改良型浆液的拌制要求,确保盾构掘进过程提供充足优质的同步注浆浆液,施工单位采用了JS750型自动拌浆设备,该设备可实现自动筛选、运料、拌制、泵送,按比例添加浆液所需各种骨料及水,并精确控制搅拌时间,对各种原料进行充分搅拌,从而大大节省劳动力,提工作效率。
表4 JS750 厚浆搅拌站技术参数表(2)、水平运输系统施工单位投入2列25t直流牵引电瓶机车作为盾构施工时的水平运输系统,均为5节编组,一列为“3+2”模式即三节土箱、两节管片,另一列为“2+2+1”模式即两节土箱、两节管片、一节浆箱。
图5 同步注浆流程简图4、储浆罐(1)、由于自动拌浆系统每次出料容量为0.75m3,为保证浆液具有较好的流动性,在自动搅拌站下部布置一台6m3储浆罐,用于储存自动拌站生产的浆液;(2)、储浆罐电机功率为11kw,配备搅拌叶和变速器,同时配备PA30螺杆泵将浆液输送至浆车上。
5、转驳泵由于新型改良型浆液具有比重大、粘度稠的特性,原有的适应于薄浆及可硬性浆液的水平运输系统已无法满足施工的需要,需对转驳泵及电瓶车浆料箱进行改造,转驳泵拟采用国产JYB-11KW-1型挤压泵。
转驳泵的相关性能指标见表5。
表5 转驳泵性能表型号JYB-11KW-1最大理论流量(m3/min)0.8流量调整范围0~6档公称通径(mm)75功率(kw) 116、电瓶车料浆箱(1)、由于采用卧式JYB-11KW-1型挤压泵作为转驳泵,其进料口接近机架底部,浆料箱高度作相应调整;(2)、电瓶车浆箱容量为4m3,并配置功率为15KW的搅拌系统;图6 电瓶车料浆箱及挤压泵7、总结(1)、德国施维英注浆泵的吐出侧的阀采用弯曲式,且进浆管方向上部直接向下,方便了内部检查和清扫保养,大大节约了维修清理时间;(2)、德国施维英注浆泵同步注浆管在堵塞时可切换至备用注浆管,有效的防止盾构停机清洗管路的现象;(3)、同步注浆管“乌机壳”厚度减小为8cm,降低盾构机进洞时风险;(4)、同步注浆浆液采用准厚浆,坍落度控制在25cm~26cm之间,初凝时间长,流动性和保水性好,可完全适应盾构同步注浆系统。
同步注浆浆液在拌制过程中水应分三次加入,防止膨润土水化不充分形成疙瘩,影响浆液质量。
(5)、鉴于准厚浆的粘稠度较大,储浆罐、转驳浆箱、台车浆箱使用一段时间后,会在浆箱的四壁凝结成较厚的硬块。
一旦硬块脱落入浆液,对转驳泵和同步注浆泵的损害较大,同时影响浆液注入。
建议每班交班对浆箱用水清洗,每5天对浆箱进行彻底清理。
(6)、准厚浆配比中黄砂的掺入量较大,该浆液遇水易沉淀,同步注浆管路采用清水冲洗容易,浆液容易在管壁上沉淀结块,一段时间后会淤积堵塞,影响浆液注入。
建议采用膨润土浆液冲洗管路。
参考文献1 周文波.双圆隧道施工对环境的影响[J].上海建设科技,2004,12(6):36-37.ZHOU Wen-bo.Environmental Effect of the DOT Shield Construction[J]. Shanghai Construction Scienceand Technology,2004,12(6):36-37.2 张云,殷宗泽,徐永福.盾构法隧道引起的地表变形分析[J].岩石力学与工程学报,2002,21(3):388-392.ZHANG Yun,YIN Zong-ze,XU Yong-fu.Analysis of Three-Dimensional Ground Surface Deformations Due to Shield Tunnel[J].Chinese Journal of Rock Mechanic sand Engineering,2002,210):388-392.3 沈培良,张海波,殷宗泽.上海地区地铁隧道盾构施工地面沉降分析[J].河海大学学报:自然科学版,2003,31(5):556-559.SHEN Pei-liang,ZHANG Hai-bo,YIN Zong-ze.Ground Settlement Due to Shield Construction in Shang hai Metro Tunnel Project[J].Journal of Ho hai University:Natural Sciences,2003,31(5)-:556-559.4 陈学军,邹宝平,等.盾构隧道下穿深圳滨海大道沉降控制技术[J] .铁道标准设计,2010,(3):92~95.Chen xuejun,zou baoping.Control Technology for Settlement of Shielding Tunnel Undergoing through Binhai Road in shenzhen [J].Railway Standard Design,2010,(3):92~95.。