盾构壁后注浆工艺的研究及应用

盾构壁后注浆工艺的研究及应用 摘要:盾构技术已有近190年的历史，从最开始的手工盾构到后来的半机械化盾构到现在的全机械化的盾构。近30年来，盾构工法的发展具有盾构隧道长距离、大直径、多样性的趋势。而作为盾构施工不可缺少的一道施工工序壁后注浆也发展迅速，人们对于注浆材料的研究也越来越重视。在注浆施工中，注浆压力及注浆速度等一系列的关键参数对于盾构施工质量具有很大的影响。本文主要是对盾构施工中由于注浆所引起的施工问题进行分析。 关键词:盾构 壁后注浆地面沉降地面隆起 U455 A 1.工程概况 本工程盾构区间掘进采用直径6250mm的海瑞克S481盾构机，第一段掘进方向从10#盾构井南侧端头井向南掘进，终点到4#吊出井西侧端头井吊出，区间全长为2636.062m。然后从11#盾构井北端头开始想北掘进，终点到4#吊出完成整个工程掘进施工。 2.壁后注浆 由于盾构机刀盘的开挖直径大于管片外径，管片拼装完毕并脱出盾尾后，与土体间形成一环形间隙。为了避免或减少盾构后部的沉降，在掘进隧道进行中，必须回填此环状空隙。施工间隙如果不及时得到填充或者填充不到位，势必造成地层变形，使相邻地表的建筑物、构筑物沉降或隧道本身偏移。因此，衬砌背后注浆是盾构法中一项重要的施工工序，保证合理的壁后注浆参数是盾构掘进施工中重要的一环。 3.本段浆液 本工程盾构掘进浆液采用单液浆，惰性浆液。单液浆是指多由粉煤灰、砂、水泥、水、外加剂等在搅拌机等搅拌器中一次拌合而成的浆液。这种浆液又可分为惰性浆液和硬性浆液。惰性浆液即浆液中没有掺加水泥等凝胶物质，是早期强度和后期强度均很低的浆液。硬性浆液即在浆液中掺加了水泥等凝胶物质，具备一定早期强度和后期强度的浆液。 4.注浆目的 1、控制地表沉降 衬背注浆的最重要目的就是及时填充施工间隙，防止因间隙的存在导致地层发生较大变形或坍塌。盾构直径大于隧道衬砌外径，当盾构向前推进，脱出盾尾的衬砌与土层之间形成的环形间隙，过了一定的时间土层会变形来填充这一空隙，使地表产生沉降，如果用合适的材料及时填充空隙，使地层有了支撑就不易产生沉降变形，所以说压浆可有效地控制地表沉降。 2、减少隧道的沉降量 当管片出了盾尾，管片与土体之间产生空隙，使管片下部失去支撑，由于管片的自重，就产生了下沉，这将使原来成环良好的轴线受到影响，用具备一定早期强度的浆液及时填充施工间隙，可确保管片衬砌早期和后期的稳定。而压浆后能使管片卧在压浆的材料上，就好象隧道有了一个垫层，也就防止或减少了隧道的沉降，保证了隧道轴线的质量，满足工程使用。 3、增加衬砌接缝的防水性能 隧道是由预制管片拼装而成的，所以有众多的纵、环向缝隙，而这些缝隙正是防水的薄弱环节，设想如果在衬砌外壁均匀地铺设一定厚度能防水的材料，对提高整条隧道的防水效果是可想而知的，压浆正起到了这作用。盾尾注浆液凝固后，一般有一定抗渗性能，可作为隧道的第一道止水防线，提高隧道抗渗性能。 4、改善衬砌的受力状况 压浆后防止了地层变形和地层压力的增加，浆体便附在衬砌圆环的外周，使两者共同变形，从而改善了衬砌的受力状况。盾构隧道是一种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物，均匀、密实地注入和充填管片背面空隙是确保土压均匀作用的前提条件。 5.壁后注浆常见问题 1、地表沉降 注浆工艺的选择或使用不当。在不用的地质条件下应该选择不同的注浆工艺。 掘进过程仅以注浆量为控制指标，限定每环的注浆量范围，而不能依据实际情况的改变而调整注浆量，这将导致注浆量偏少，不能有效地对施工间隙进行填充。这种情况大多发生在以下情况:?某些特殊地段或较小的转弯半径上，土层损失加大;?由于地质条件或其他特殊原因，掘进过程某环出土量剧增，而没有相应增大注浆量;?地层特性变化，如从黏土变为砂土、从黏土变为裂隙水丰富的风化岩层等情况，却没有相应调整注浆量;?盾构机在黏性较高的黏土层掘进时，盾壳外壁会附着一层较厚的固结土体，与盾构机同步前进，无形中增大了施工间隙。 没有与监测紧密结合，以监测结果指导施工。从盾构机掘进过程的地表沉降规律来看，一般盾构机前方地表沉降量在5mm内时，盾尾穿越这个位置时沉降不会超出允许的30mm。因此，当监测结果显示前方沉降量超过5mm，又没有及时采取有效注浆措施时，沉降量超出规范允许范围的可能性相当大。 2、地表隆起 注浆压力过大，注浆量偏高。这主要在土质软弱的地层出现。 隧道顶部有渗水通道连至地表。比如，原地质勘探孔，如果没有封堵或封堵效果不佳，浆液会沿着该孔喷出或渗出，不仅严重污染地面环境，还可能造成地表隆起。 3、注浆系统管路堵塞 管路堵塞是注浆过程中最常见、最易发生的问题。注浆系统管路堵塞包括注浆管路堵塞、输浆管路堵塞等，主要是由于浆液初凝时间偏短、强度高、工序衔接不合理等原因造成的。采用长距离管路输送的，尤其容易发生管路堵塞现象，浆液在管路中的损失量较大。 4、管片破碎，隧道变形。 当注浆压力和注浆量没有得到控制时，在很高的注浆压力下，会使管片发生破损，甚至断裂。这种情况尤多发生于二次注浆过程中。 5、隧道管片上浮 浆液初凝时间和强度是造成隧道上浮的最主要原因。通常情况下，由于盾构机在掘进过程中都进行了同步注浆，当浆液固结之后，隧道管片就会受到很好的约束。好的注浆效果不仅将盾构机的超挖空间都充填饱满，而且对隧道管片的防水和结构都起到加强作用。但是有施工资料显示，凡隧道在中风化或微风化的地层中通过，只要采用了单液同步注浆法的，隧道管片都有不同程度的上浮。 同步注浆是盾构施工中一道重要的工序，它直接关系到盾构施工后期管片成型的质量。因此，做好同步注浆是保证盾构安全质量的一条重要工作。 文档资料:盾构壁后注浆工艺的研究及应用 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载 感谢你的阅读和下载 *资源、信息来源于网络。本文若侵犯了您的权益，请留言或者发站内信息。我将尽快删除。*