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1、11:37盾構(gòu)施工注漿工法的應(yīng)用廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司廣州地鐵設(shè)計(jì)院盾構(gòu)技術(shù)研究所王暉wh3幻燈片1wh3121212121王暉,2004-11-111:37前言盾尾注漿的概念:由于盾構(gòu)機(jī)刀盤的開挖直徑大于管片外徑,管片拼裝完畢并脫出盾尾后,與土體間形成一個(gè)環(huán)形間隙,簡(jiǎn)稱超挖間隙。超挖間隙如果不及時(shí)得到填充,勢(shì)必造成地層變形,使相鄰地表建、構(gòu)筑物沉降或隧道本身偏移。填充超挖間隙、防止因超挖間隙的存在導(dǎo)致地層發(fā)生較大變形,是盾尾注漿的最重要目的之一。因此,盾尾注漿是盾構(gòu)工法中必不可少的關(guān)鍵性輔助工法,合理的施工工藝選擇是盾構(gòu)掘進(jìn)施工安全順利
2、的保證。11:37一、盾構(gòu)注漿的目的二、盾構(gòu)注漿的分類三、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(duì)策δ11:37一、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(shí)漿液迅速及時(shí)填充空隙,可立即彌補(bǔ)土層損失,從而減少地表的變形。盾構(gòu)機(jī)超挖間隙11:372、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(qiáng)度的漿液及時(shí)填充盾尾間隙,可以確保管片襯砌的早期和后期穩(wěn)定。盾構(gòu)隧道是一種管片襯砌與圍巖共同作
3、用的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的構(gòu)造物,管片背面空隙均勻、密實(shí)地注入、充填是確保土壓力均勻作用的前提條件。11:374、通過超前注漿預(yù)防地層變形。對(duì)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(cāng)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(huì)。(3)保證盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出站安全。11:37二、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(shí)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(shí),立即注漿,使?jié){液即時(shí)填充超挖間
4、隙的方式。(2)及時(shí)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(duì)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(duì)超挖間隙進(jìn)行填充,增大了對(duì)土的擾動(dòng)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(cuò)臺(tái)。因此,僅在地質(zhì)情況良好、對(duì)地表沉降要求較低時(shí)才能使用。(3)二次注漿:一次注漿效果不理想時(shí),需要通過二次注漿對(duì)前期注漿進(jìn)行補(bǔ)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。11:372、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:這種注漿方式大
5、多采用同步注漿,注漿管的埋設(shè)形式,從數(shù)量上有兩種。11:37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,分為兩種后體沖洗水可實(shí)施雙液注漿的同步注漿系統(tǒng)同步注漿裝置清掃孔注漿材料活塞沖洗管開關(guān)千斤頂11:37同步注漿系統(tǒng)動(dòng)作說明圖11:37沖洗時(shí)后體開注漿材料關(guān)注漿時(shí)沖洗水11:37B液箱閥單位B)同步注漿系統(tǒng)同步注漿裝置水箱A液箱11:37只能實(shí)施單液注漿的同步注漿系統(tǒng)檢查、疏通孔←←←←←←←—←←←←—←←←←11:37盾構(gòu)千斤頂盾構(gòu)外板1管片2旋塞切換3A液B液←盾構(gòu)千斤頂盾構(gòu)外板1
6、管片23A液B液旋塞切換←盾構(gòu)千斤頂A液B液(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(shí)注漿和二次注漿。盾構(gòu)外板1管片2旋塞切換3盾構(gòu)千斤頂盾構(gòu)外板1管片23A液B液旋塞切換←管片組裝掘進(jìn)開始,諸如開始掘進(jìn)40cm,注入旋切換掘進(jìn)結(jié)束,注入結(jié)束比較項(xiàng)目通過盾尾注漿管的注漿通過管片注漿孔的注漿適用性極軟地層,填充效果會(huì)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(shí)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(dú)配置注漿系統(tǒng),多實(shí)施及時(shí)注漿或二次注漿
7、,也可實(shí)施同步注漿??刹僮餍砸蜃{管路已安好,注漿操作容易。自動(dòng)化程度高,施工控制相對(duì)簡(jiǎn)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(shí)施同步注漿的施工控制復(fù)雜。注漿效果可以通過調(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11:37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(cāng)內(nèi)泥水劣化及泥水壓力變動(dòng)。同左在盾尾密封內(nèi)的
8、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。同左兩種主要注漿方式的比較11:373、根據(jù)漿液的輸送形式,盾尾注漿分為:(1)直接壓