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1、盾構(gòu)施工注漿工法的應(yīng)用中國中鐵一局集團(tuán)城市軌道交通工程有限公司9/2/2021一、盾構(gòu)注漿的目的二、注漿系統(tǒng)的分類三、漿液的選擇四、注漿設(shè)備五、注漿管理六、注漿施工中常見問題及對策9/2/2021一、盾構(gòu)注漿的目的1、減小地層損失所發(fā)生的變形盾尾脫離管片后,土體與管片存在著間隙,此時漿液迅速及時填充空隙,可立即彌補土層損失,從而減少地表的變形。9/2/20212、提高隧道抗?jié)B性能盾尾注漿液凝固后,一般有一定抗?jié)B性能,可作為隧道的第一道止水防線,從而提高隧道抗?jié)B性能。3、確保管片襯砌的早期穩(wěn)定具備一定早期強度的漿液及時填充盾尾間隙,可以確保管片襯砌的早期和后期穩(wěn)定。
2、盾構(gòu)隧道是一種管片襯砌與圍巖共同作用的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的構(gòu)造物,管片背面空隙均勻、密實地注入、充填是確保土壓力均勻作用的前提條件。9/2/20214、通過超前注漿預(yù)防地層變形。對于前方地質(zhì)軟弱或異常(如溶洞、土洞等情況),采用超前注漿等方式預(yù)先加固起到預(yù)防地層變形效果。也為開倉檢查創(chuàng)造條件。5、通過二次注漿起到以下作用:(1)糾偏、進(jìn)一步加固或抗?jié)B漏效果。(2)堵截盾構(gòu)機(jī)后方的水源,減少噴涌發(fā)生的機(jī)會。(3)保證盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出站安全。9/2/2021二、盾尾注漿系統(tǒng)分類1、根據(jù)盾尾注漿與盾構(gòu)掘進(jìn)的關(guān)系,從時效性上可將盾尾注漿分為三大類:(1)同步注漿:超挖間隙形成的同時,立即
3、注漿,使?jié){液即時填充超挖間隙的方式。(2)及時注漿:掘進(jìn)了一環(huán)或數(shù)環(huán)后,盾尾已存在大量間隙空間,才對超挖間隙進(jìn)行注漿的方式。這種注漿方式由于不能迅速對超挖間隙進(jìn)行填充,增大了對土的擾動性,不利于地面沉降控制,而且由于早期管片脫出盾尾后處于懸空狀態(tài),受力狀態(tài)較差,容易發(fā)生錯臺。因此,僅在地質(zhì)情況良好、對地表沉降要求較低時才能使用。(3)二次注漿:一次注漿效果不理想時,需要通過二次注漿對前期注漿進(jìn)行補充。一般在隧道發(fā)生偏移、地表沉降異常及一些特殊地段使用。9/2/20212、根據(jù)盾尾注漿的位置不同,可將盾尾注漿方式分為兩類:(1)通過安裝在盾構(gòu)機(jī)盾尾上的注漿管注漿:這
4、種注漿方式大多采用同步注漿,注漿管的埋設(shè)形式,從數(shù)量上有兩種。9/2/2021日本盾構(gòu)機(jī)在軟土地層的注漿管布置(凸出式)海瑞克盾構(gòu)機(jī)的注漿管布置(內(nèi)嵌式)從注漿管與盾殼的關(guān)系上,分為兩種9/2/2021可實施雙液注漿的同步注漿系統(tǒng)同步注漿裝置后體沖洗管開關(guān)千斤頂沖洗水注漿材料清掃孔活塞9/2/2021注漿時開注漿材料后體同步注漿系統(tǒng)動作說明圖沖洗時關(guān)沖洗水9/2/2021B)同步注漿系統(tǒng)A液箱B液箱水箱閥單位同步注漿裝置9/2/2021只能實施單液注漿的同步注漿系統(tǒng)檢查、疏通孔9/2/2021(2)通過管片上的注漿孔注漿:這種注漿方式既可進(jìn)行同步注漿,也可進(jìn)行及時
5、注漿和二次注漿。9/2/2021兩種主要注漿方式的比較比較項目通過盾尾注漿管的注漿通過管片注漿孔的注漿適用性所有地層。對于裂隙水豐富的巖層、斷裂帶、極軟地層,填充效果會受到限制。所有地層。并可用于糾偏、封堵盾尾水源、加固等注漿形式利用盾構(gòu)機(jī)本身的注漿系統(tǒng),多采用同步單液注漿,也可實施同步雙液注漿??梢岳枚軜?gòu)機(jī)的注漿系統(tǒng),也可以單獨配置注漿系統(tǒng),多實施及時注漿或二次注漿,也可實施同步注漿。可操作性因注漿管路已安好,注漿操作容易。自動化程度高,施工控制相對簡單。每組裝一環(huán)管片,需要向管片注漿孔連接管路,拆除管路,操作困難。實施同步注漿的施工控制復(fù)雜。注漿效果可以通過
6、調(diào)整不同注漿管的壓力和注漿量使?jié){液均勻地分布于地層中。漿液不易分布均勻。漿液的可選性多選用單液漿可靈活選用單液、雙液或聚合物等??赡艹霈F(xiàn)的問題管片壁后注漿材料在管道內(nèi)堵塞,注漿困難。在軟弱地層中掘進(jìn),如果管片壁后注漿延遲,容易引起地層沉降超量。泥水平衡式盾構(gòu)機(jī),管片壁后注漿材料流向開挖面,引起土倉內(nèi)泥水劣化及泥水壓力變動。同左在盾尾密封內(nèi)的注入材料泄漏,一方面推進(jìn)阻力增大,另一方面地下水向盾構(gòu)機(jī)內(nèi)泄漏。同左9/2/20213、根據(jù)漿液的輸送形式,盾尾注漿分為:(1)直接壓送式:由坑外拌漿設(shè)備直接把漿液壓送到管片等注入口處的注入方式。盾構(gòu)直徑小、推進(jìn)距離短時使用。(
7、2)中繼設(shè)備式:由坑外辦漿設(shè)備把漿液壓送到放置在后方臺車上的中繼設(shè)備上,由裝在臺車上的注漿泵注入的方式。推進(jìn)距離長、盾構(gòu)直徑較大的場合使用。(3)坑內(nèi)運輸式:坑外拌漿設(shè)備壓入到放置在臺車上罐中,經(jīng)坑內(nèi)運輸,用坑內(nèi)注漿泵注入的方式。不用擔(dān)心輸漿管堵塞和水清洗,適于定量注入。(4)坑內(nèi)拌漿:各種漿液材料搬到裝在坑內(nèi)后方臺車上的坑內(nèi)拌漿設(shè)備上,然后混拌注入。9/2/20211、漿液種類:(1)單液漿:由粉煤灰、砂、膠凝材料、水、外加劑等在攪拌機(jī)等攪拌器中一次拌合而成。根據(jù)凝膠材料的加入情況,單液漿又可分為惰性漿液和硬性漿液。惰性漿液即漿液中沒有摻加水泥等凝膠物質(zhì),早期強
8、度和后期強