盾构法壁后注浆工艺.docx
- 文档编号:27807493
- 上传时间:2023-07-05
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:304.59KB
盾构法壁后注浆工艺.docx
《盾构法壁后注浆工艺.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《盾构法壁后注浆工艺.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
盾构法壁后注浆工艺
盾构法壁后注浆工艺
3.15.1工艺概述一、定义
1、同步注浆
同步注浆与盾构掘进同时进行,通过同步注浆系统及盾尾的注浆管,在盾构向前推进管片背后空隙形成的同时进行。
同步注浆在管片背后空隙形成的极短的时间内将其充填密实,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。
2、二次补强注浆
为提高背衬注浆层的防水性及密实度,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。
二、总体施工方案
盾构掘进期间采用同步注浆方式用拌制好的水泥砂浆填充管片壁后,同时采用地表沉降监测进行信息反馈,结合洞内超声波或人工开孔等方法探测背衬后有无空洞的方法,综合判断是否需要进行二次补强注浆;二次补强注浆根据水文地质情况,及同步注浆效果等现场实际情况,有针对性的选择注浆材料,通过管片注浆孔(吊装孔)由外置注浆机注入管片壁后。
3.15.2作业内容
材料准备→浆液拌制→浆液运输与贮存→浆液注入→注浆系统清洗
3.15.3质量标准及验收方法
根据GB50299-1999《地下铁道工程施工及验收规范》(2003版)中第8.7.4条规定:
注浆时壁后空隙应全部填充密实,注浆量应控制在130%~180%。
表3.15.3-1同步注浆基本性能参数表
序号
项目
要求
01
固结体强度
1天不小于0.2Mpa,28天不小于2.5Mpa
02
浆液结石率
大于95%,即浆液固结收缩率小于5%
03
浆液稠度
8~12cm
04
浆液稳定性
浆液倾析率为5%左右
3.15.4
工艺流程及管理程序图一、施工流程图
图3.15.4-1同步注浆施工流程图图3.15.4-2二次补强注浆施工流程图二、管理程序图
图3.15.4-3注浆管理程序图
3.15.5主要工序步骤及质量控制说明一、同步注浆工序步骤
1、材料准备
(1)砂要求采用细度模量1.6~2.3的细砂,不允许夹杂有5mm以上的豆石或杂物,需要时需对砂子进行过筛处理;
(2)水泥、膨润土不能有结块现象。
2、浆液拌制
(1)浆液配合比严格按工程师通知配合比配制;
(2)原材料计量误差要控制在规范要求范围内;
(3)投料顺序按水、水泥、砂依次进行;
(4)搅拌时间控制在2分钟左右;
(5)浆液配合比
同步注浆与二次补强注浆配合比见下表:
表3.15.5-1同步注浆配合比
编号
浆液配合比
施工地段
施工要求
水灰比
C:
F:
S:
B:
W
外加剂
P1
0.9
1:
3.3:
6.8:
0.47:
4.07
(C+F)
×0.3%
施工进度慢
要求浆液胶凝时间长,
防止堵管
P2
0.9
1:
3.18:
6.5:
0.45:
3.9
无
施工进度快
根据施工进度,缩短浆液胶凝时间;为使管片获得早期稳定
P3
0.9
1:
2.1:
4.85:
0.35:
2.89
无
到站段
为防止漏浆,要求浆液尽早凝结
表3.15.5-2同步注浆浆液性质表
编号
初凝时间
终凝时间
析水率
固结率
备注
P1
5h-20min
10h-30min
5%
95%
该表数据均为试验数据,现场施工时胶凝时间将会有所延长
P2
4h-30min
8h-45min
4%
97%
P3
3h-00min
5h-50min
4%
97%
说明:
C(Cement)――水泥,F(Flyash)――粉煤灰,S(Sand)――砂,B(Bentnint)――膨润土,W(Water)――水;
外加剂为上海麦斯特公司提供的RH1100CA引气剂(兼有缓凝作用)。
3、砂浆运输
(1)同步注浆砂浆搅拌好后,下放到编组列车中的砂浆运输罐与其他车辆同时进入掘进工作面;
(2)砂浆运输时间不宜过长(不至发生初凝),若需运输时间较长时,则考虑加缓凝剂;
(3)砂浆运输罐应有搅拌功能,防止发生沉淀、离析现象,;
(4)砂浆在运输过程中不得随意加水。
4、砂浆的输送及贮存
(1)砂浆运输进入掘进工作面,随后通过拖车上的砂浆泵将运输罐中的浆液注入盾构配套贮浆罐。
(2)砂浆在贮浆罐中应持续搅拌直至砂浆注完,贮存时间不宜过长。
5、砂浆注入
(1)同步注浆通过盾构上配置的注浆泵将砂浆注入,在每个注浆管出口设置分压器,以便对各注浆管的注浆压力和注浆量进行检测控制,从而获得对管片背后的对称均匀压注;
(2)同步注浆在地层均匀和盾构机姿态较好时,4个注浆孔应均衡注入;
图3.15.5-1同步注浆示意图
(3)注浆量
管片背后注浆量的确定是以管片建筑空隙量为基础并结合地层、线路及掘进方式等考虑适当的注浆率,以保证达到充填密实的目的。
可用以下公式进行计算实际的注浆量:
Q=V×α
Q实际的注浆量
V刀盘开挖尺寸与管片外径之间的空隙量
α注浆率
根据施工实际这里的注浆率包括由注浆压力产生的压密系数、取决于地质情况的土质系数、施工消耗系数、由掘进方式产生的超挖系数等。
一般情况下,可主要考虑土质系数和超挖系数。
土质系数取决于地层性质,不同的地质地层其土质系数也不同,一般取值为1.1~1.5。
在完整性好、自稳能力强的硬质地层中,浆液不易渗透到衬砌周围的土体中去,可取较小的土质系数甚至不用考虑。
但在裂隙发育的岩质地层或以砂、砾石为主的大渗透系数地层,浆液极易渗透到衬砌周围的土体中,因此在这样的地层应考虑较大的土质系数,可取1.3~1.5。
在以粘土、粉砂为主的小渗透系数地层,浆液在注入压力的作用下也会对土体产生劈裂渗透,故也应考虑1.1~1.3的土质系数。
超挖系数是正常情况下盾尾建筑空隙的修正系数。
超挖系数一般只在曲线施工中产生(直线段盾构机机体与隧道设计轴线有较大夹角时也会产生,其值一般较小可不予考虑),其具体数值可通过几何计算得出。
以上系数在考虑时需累计为最后的注浆率。
(4)注浆压力
注浆压力的确定也是注浆施工中很重要的一个方面,其值过大可能会损坏管片和尾刷直至进入前部土仓,而反之浆液又不易注入,故应综合考虑地质情况、管片强度、设备性能、浆液性质、土仓压力等以确定出能完全充填且安全的最佳值。
根据施工实际其值一般可取0.2~0.4Mpa。
(5)注浆应与盾构掘进同步进行,视掘进速度调整注浆压力与泵送次数,保证浆液均匀、密实填充管片壁后。
6、注浆系统清洗与保养
(1)注浆作业完毕后,搅拌机、运输罐、泵、注浆管路一定要及时清理干净,一般每一工作班最少应清理一次。
(2)
若发生特殊情况,浆液在泵、注浆管路中停滞时间较长时,为避免堵管就必须进行管路清理或用膨润土充满管路。
(3)
每天操作人员必须对注浆设备进行彻底的清理、检查,要保证注浆泵和管路内无残积的浆液,并保证其正常工作。
二、二次注浆工序步骤
1、材料准备及运输
(1)二次补强注浆一般采用以水泥净浆为A
液、水玻璃为B液的双液浆进行
(2)注浆所使用的水泥为32.5#~42.5#普通硅酸盐水泥,水玻璃浓度为30~40Be’
(3)在洞内注浆时,水泥与水玻璃放置在列车编组的管片车上,运输进工作面。
2、浆液拌制
(1)二次补强注浆浆液在工作面附近进行拌制,水泥浆采用双液注浆机自备的搅拌桶拌制。
(2)浆液配合比
表3.15.5-3二次补强注浆配合比
水玻璃浓度
Be′=30
Be′=35
Be′=40
W:
C(重量比)
凝结时间
水泥浆
:
水玻璃
1:
0.5
27″
29″
34″
0.6:
1
1:
1.0
50″
56″
1′07″
1:
0.5
31″
37″
42″
0.8:
1
1:
1.0
56″
1′12″
1′32″
1:
0.5
40″
47″
52″
1:
1
1:
1.0
1′12″
1′26″
1′52″
3、注浆头安装
(1)双液注浆通过管片注浆孔进行,注浆前应用冲击钻或钢筋钎子将管片注浆孔击穿,并安装注浆头。
(2)注浆头为管片吊装螺栓改造而成,前端带丝可拧入管片注浆孔中,后端带丝扣,可接球阀与注浆管。
(3)安装好后应将球阀与注浆管接上,并关闭球阀。
4、浆液注入
(1)将双液注浆机上的两跟吸浆管分别放置在水泥浆与水玻璃中,打开注浆头球阀,关闭混合器泄压阀。
(2)注浆开始后,两种浆液被吸入,通过混合器在最前端管路中混合并注入管片壁后。
(3)注浆停止后,应先关闭注浆头球阀,再打开混合器泄压阀,待管内压力释放后,方可拔除注浆管。
(4)注浆顺序
①补强注浆应先压注可能存在大的空隙一侧、或软岩、或节理裂隙较发育的一侧。
②如需整环补强注浆,注浆应由下至上、左右均衡选择注浆孔进行。
(5)注浆量
二次补强注浆量主要由注浆压力控制
二次补强注浆时应特别注意注浆压力的控制,尽量控制在0.5Mpa以内,又尤其在衬砌环
的封顶块位置注浆时。
因为注浆压力过大易使连接螺栓被剪断。
5、注浆机清洗与保养
(1)每次注浆结束后,应用清水对管路进行清洗。
(2)注浆管拔出后,将两根吸浆管同时放入清水桶中,打开注浆机用清水清洗管路,要求达到从注浆管口压出的水中无水泥浆或双液浆结块杂质。
(3)全部注浆完毕,洗泵后移出吸浆管,使泵运转一分钟(以便将泵内残存液体排出),然后切断电源停机。
(4)拆开吸浆阀门、排浆阀门及注浆缸,清理干净积水及污物,然后涂抹防锈油,重新组装好封存备用。
三、注浆施工质量控制
1、同步注浆坚持“掘进必须注浆”的原则;按照《质量计划》要求,注浆是按特殊过程控制程序进行控制:
人员须培训后上岗;所用设备、计量器具等需经过鉴定;所用各种原材料的检验执行《采购产品的检验和试验控制程序》;施工过程施行连续监控,并形成记录;
2、注浆前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,保证所选浆材配比、强度、耐久性等物理力学指标符合业主和设计要求;
3、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,分析注浆效果,反馈指导下次注浆,并及时报告业主和现场工程师;
4、进行信息反馈,修正注浆参数设计和施工方法,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,保证注浆作业顺利连续不中断进行;
7、盾尾漏浆:
一般采取堵漏的方法,用棉纱和木楔进行封堵;
8、掌子面漏浆:
由于围岩稳定性差,造成盾壳与岩面间空隙过大或注浆压力过大,注浆时浆液会顺着盾壳外壁漏进掌子面,遇这种情况,须利用泡沫注入系统,向盾壳与岩壁间注入一膨润土隔环,防止浆液流入掌子面。
并控制注浆压力,使注浆压力低于土仓设定压力0.2bar。
9、拌料时,水、膨润土、水泥、砂要按照正确的顺序进行投料;
10、注浆设计压力是指注浆管孔口压力,而不是泵的工作压力;
11、要保证注浆泵能正常工作,注浆管路畅通,压力显示系统准确无误;
12、浆液要从管片的对称位置注入,防止产生偏压使管片发生错台或损坏;
13、注浆过程中要密切关注管片的变形情况,若发现管片有破损、错台、上浮等现象应立即停止注浆;
14、注浆过程中,若在不提高注浆压力而注浆量很大,或注浆量突然增大时应检查是否发生了泄漏或注入掌子面,若发生上述现象应停止注浆,妥善处理后再继续注入;
15、注浆过程中若发生管路堵塞,应立即处理以防止管中浆液凝结;
16、作业完毕后,搅拌机、运输罐、泵、注浆管路一定要及时清理干净,原则每一工作班清理一次;
17、在需要长时间停机时,必须以膨润土浆液(其配合比一般为:
水灰比0.8,水泥:
膨润土=1:
1)填充注浆管路。
18、二次补强注浆每次结束要立即用水清洗注浆管;
19、若遇有水涌出的孔位,则应调整双液浆的配比,缩短胶凝时间,达到迅速阻水的目
的;
3.15.6
施工机械及工艺装备
一、同步注浆设备
1、搅拌站:
自行设计建造砂浆搅拌站一座
2、同步注浆系统:
配备SWINGKSP12液压注浆泵2台(盾构上已配置),注浆能力2×12m3/h,8个盾尾注入管(其中4个备用)及其配套管路。
3、运输系统:
自制砂浆罐车(6m3),带有自动搅拌功能和砂浆输送泵。
随编组列车一起运输。
图3.15.6-1SJ6B砂浆运输车
二、二次补强注浆设备
1、注浆泵
采用KBY-80/70型双液注浆泵参数如下:
公称流量(L/min):
80
公称压力(Mpa):
0.5-7
驱动功率(KW):
15
额定往复次数(min-1):
20容积效率(%):
85
总效率(%):
72
外形尺寸(mm):
2000*1050*850质量(kg):
460
2、搅拌机
图3.15.6-2KBY-80/70双液注浆
LJ―300型搅拌机是一种立式筒型结构的专用机械。
主要由电机、摆线针轮减速器、筒体、搅拌翼、进料隔栅、排浆阀门等组成。
容量:
300L
转速:
85r/min
排浆口外径:
60mm
额定往复次数(min-1):
20
外形尺寸(mm):
1165*770*1385
质量(kg):
155
-281-
图3.15.6-3LJ-300型搅拌机
3.15.7作业组织
一、同步注浆人员及设备配置
表3.15.7-1同步注浆人员配置表
序号
工种
数量
班次
备注
1
搅拌站司机
1人/班
2
2
搅拌站配料工
2人/班
2
3
电瓶车司机
2人/班
2
4
调车员
2人/班
2
5
注浆司机
1人/班
2
6
值班工程师
1人/班
2
表3.15.7-2同步注浆机械配置表
序号
机械种类
单位
数量
备注
1
砂浆搅拌站
座
1
2
SWINGKSP12液压注浆泵
台
2
3
自制砂浆罐车(6m3)
台
2
二、二次补强注浆人员及设备配置
表3.15.7-3二次补强注浆人员配置表
序号
工种
数量
班次
备注
1
注浆机操作手
1人/班
2
2
配料工
2人/班
2
3
电瓶车司机
2人/班
2
4
调车员
2人/班
2
5
杂工
2人/班
2
安装注浆头、泄压、拔管等
6
值班工程师
1人/班
2
表3.15.7-4二次补强注浆机械配置表
序号
机械种类
单位
数量
备注
1
KBY-80/70双液注浆泵
台
1
含管路
2
LJ-300自动搅拌机
台
1
3
注浆头、球阀、便捷接头
套
2
4
管钳
把
2
装卸注浆头
5
电动冲击钻
把
1
开孔
3.15.8生产效率与材料消耗
同步注浆效率与盾构掘进保持一致,其材料消耗与施工配合比以及地层岩土性状机每环
的宽度有关,根据实际设定。
二次补强注浆效率与材料消耗由管片壁后空洞程度、浆液配合比以及注浆压力决定。
3.15.9安全生产及环境保护一、施工安全措施
1、安全管理措施
(1)建立严密的安全制度:
确保安全施工,以此作为项目经理的主要考核目标;
(2)实行安全生产目标控制管理:
在布置施工任务的同时布置安全生产指标和要求,考核工作成绩的同时也考核安全指标的完成情况;
(3)进行安全教育:
对所有进场的职工,必须进行安全生产的消防意识的教育工作,坚持特种作业持证上岗的制度;
(4)项目设兼职安全员:
严格制止违章指挥和违章作业,加强对安全生产检查和考评工作,凡发现安全隐患,必须及时整改;
(5)认真编制安全生产措施:
在各分项工程施工前,班组长必须进行书面的安全技术交底,做到交底内容明确,针对性和实用性要强,操作人员必须按交底要求和安全操用规程进行施工。
2、安全技术措施
(1)清洗管路时首先停止注浆,并释放管道及设备中的压力。
(2)在清洗和拆装管接头的过程中严禁管接头直接对准人,管道的残余压力有可能对人员造成伤害。
(3)在人员进入贮浆罐清洗时应彻底关掉电源,并悬挂明显的标示,同时应有专人负责罐内工作人员的作业安全。
(4)由于浆液对人体有腐蚀,禁止用手直接接触浆液。
(5)注浆工具及管接头的摆放位置应稳妥,以免掉落而发生危险。
(6)使用高压清洗机清洗设备时应严格按照清洗机操作规程进行操作。
(7)施工中正确佩戴安全防护用品,配料人员佩戴橡胶手套、空气过滤面罩,拆装注浆头、管路人员应佩戴防护眼镜,防止浆液迸溅进入眼睛。
二、环境保护措施
(1)施工现场材料应堆放整齐,施工垃圾统一堆放并及时处理。
(2)施工产生的污水要经过滤沉淀后,方可入市政管道。
(3)搅拌站要设置顶棚及过滤装置,防止固体颗粒物排放超标。
(4)建立环境监控机制,定期检查施工场地范围各项环境指标。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 盾构 法壁后注浆 工艺