盾构机盾尾密封漏浆的原因分析及对策
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浅谈盾构施工中盾尾密封装置受损的原因分析及防治措施饶彪劳繁发布时间:2021-07-23T10:28:05.353Z 来源:《建筑科技》2021年8月上作者:饶彪劳繁[导读] 在当前的隧道密封结构中,由于管片变形,管片破裂,管道不对中,灌浆压力控制和密封问题等,导致密封尾部泄漏并影响密封的正常运行。
为此,本文提出了相应的对策并加以防范。
由于泥浆压力过大,密封尾油脂量不足导致密封尾部泄漏,此时应采用相应的处理方法。
希望通过本文的介绍,为同行提供经验,以确保隧道盾构结构的进度和质量。
佛山市铁路投资建设集团有限公司饶彪劳繁摘要:在当前的隧道密封结构中,由于管片变形,管片破裂,管道不对中,灌浆压力控制和密封问题等,导致密封尾部泄漏并影响密封的正常运行。
为此,本文提出了相应的对策并加以防范。
由于泥浆压力过大,密封尾油脂量不足导致密封尾部泄漏,此时应采用相应的处理方法。
希望通过本文的介绍,为同行提供经验,以确保隧道盾构结构的进度和质量。
关键词:盾构施工;盾尾刷;防治措施盾尾刷一般由三道钢丝刷密封和六道弹簧钢板密封组成,用以防止地层中的泥水、地下水和衬砌外围注浆材料从盾尾间隙漏入盾构机。
配备有盾尾刷注脂装置,推进时在每两道密封之间自动注入密封用油脂,以提高密封效果,并减少钢丝刷密封件与隧道管片外表面之间的磨擦,延长密封件的寿命。
盾尾密封是为了防止周围地层的土砂、地下水及背后的填充浆液、掘削面上的泥水、泥土从盾尾间隙流向盾构掘削舱而设置的密封措施。
对泥水盾构,盾尾密封装置尤为重要。
因为盾构外壁充满压力泥水,一旦密封装置损坏或密封不良,压力泥水便会从盾尾内与衬砌环结合处大量涌入盾构内,使盾构无法操作。
由于盾构不断顶进,盾尾内壁与衬砌环外圈间摩擦力很大,极易将密封损坏。
盾尾密封由盾尾钢丝密封刷和盾尾油脂组成。
盾尾密封形式很多。
尾封通常使用钢丝刷、尿烷橡胶或者两者的组合。
尾封性能的好坏对管片的拼装精度的影响较大,通常要求即使在错位和曲线部位等管片易发生偏心的场合下,也必须保证尾封的质量。
隧道工程施工:盾构掘进质量通病—盾尾密封装置泄漏怎么
办
1、现象
地下水、泥及同步注浆浆液从盾尾的密封装置渗漏进入盾尾的盾壳和隧道内,严重影响工程进度和施工质量,甚至对工程安全带来灾难。
2、原因分析
(1)管片与盾尾不同心,使盾尾和管片间的间隙局部过大,超过密封装置的密封界限。
(2)密封装置受偏心的管片过度挤压后,产生塑性变形,失去弹性,密封性能下降。
(3)盾尾密封油脂压注不充分,盾尾钢刷内浸入了浆液并固结,盾尾刷的弹性丧失,密封性能下降。
(4)盾构后退,造成盾尾刷与管片间发生刷毛方向相反的运动,使刷毛反转,盾尾刷变形而密封性能下降。
(5)盾尾密封油脂的质量不好,对盾尾钢丝刷起不到保护的作用,或因油脂中含有杂质堵塞泵,使油脂压注量达不到要求。
3、预防措施
(1)严格控制盾构推进的纠偏量,尽量使管片四周的盾尾空隙均匀一致,减少管片对盾尾密封刷的挤压程度。
(2)及时、保量、均匀的压注盾尾油脂。
(3)控制盾构姿态,避免盾构产生后退现象。
(4)采用优质的油脂要求有足够的粘度、流动性、润滑性、密封性能。
4、治理方法
(1)对已经产生泄漏的部位集中压注盾尾油脂,恢复密封的性能。
(2)管片拼装时在管片背面塞入海绵,将泄漏部位堵住。
(3)有多道盾尾钢丝刷的盾构可将最里面的一道钢刷更换,以保证盾尾刷的密封性。
(4)从盾尾内清除密封装置钢刷内杂物。
土压平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防措施摘要:随着社会经济的不断发展和进步,科学技术的发展也得到了飞跃。
城市作为人类生活的空间,交通设施建设的重要性也就不言而喻了,城市的飞速发展及现代化,隧道在城市中的建设施工也越来越多。
而在隧道盾构法的施工过程中,如果土压平衡盾构机发生了地下水、泥浆、油脂等污物渗漏的情况,必然会对施工中的掘进工作带来不良的影响,极大地影响盾构施工进度,特别是这些污物如果通过盾尾和隧道中安装的管片间间隙的泄漏,必然会对隧道盾构机的施工安全和使用寿命造成极大的威胁。
不仅如此,盾尾渗漏的现象还会影响隧道的防水性能,而且造成地表土壤的沉降和隆起现象。
本文就土压平衡盾构机盾尾渗漏的原因进行分析和探讨,并结合具体的施工工作提出一些可供参考的意见和措施,保证隧道盾构法施工的工程质量安全和使用寿命。
关键词:土压平衡;盾构机;盾尾渗漏;原因分析;预防措施中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:一、土压平衡盾构机的施工原理土压平衡盾构机的原理实际上是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘来运行工作的,土压平衡盾构机全断面切削刀片通过将正面土体切削下来进入刀盘后面的贮留密封舱内达到使舱内具有一定的压力来实现与开挖面水土压力平衡的作用,从而以减少盾构推进对地层土体的扰动方式来达到控制地表沉降良好效果,土压平衡盾构机在出土时则是由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续不断的将土渣排出。
螺旋运输机一般是利用转速的控制来控制出土量的多少,因此,出土量与土压平衡盾构机前面的全断面切削刀片速率配合的十分紧密,从而有力的保证了密封舱内合理的泥土容量,使密封舱内有足够的泥土而又不会出现饱满导致问题发生的状况。
土压平衡盾构机的利用避免了局部气压盾构主要缺点及问题的出现,也极大地节约了投资成本,就是节约了用于泥水加压盾构投资较大的控制系统、泥水输送系统和泥水处理等设备的投资和使用。
特别需要注意的是在盾构在进行掘进工作时,如果土压平衡盾构机的掘进速度超出出土速度,必然会导致地表土壤的隆起;反之,土压平衡盾构机的绝掘进速度小于出土速度时,就导致土压力降低、地面沉降降幅加大的现象。
成都富水砂卵地层中盾尾漏水漏浆的控制及处理措施【摘要】成都地铁建设中盾构施工过程中,盾尾漏水漏浆一直是一个难以避免的问题。
本文从问题背景和意义入手,分析了盾尾漏水漏浆的原因,提出了相应的控制措施和处理技术,总结了预防方法和处理经验。
结合成都富水砂卵地层特点,探讨了对该问题的认识和未来研究方向,并展望了可能的解决方案。
通过本文的研究,可以更好地认识和处理成都地铁施工中的盾尾漏水漏浆问题,为相关工程提供参考和借鉴。
【关键词】成都、富水砂卵地层、盾尾漏水、盾尾漏浆、控制措施、处理技术、预防方法、经验总结、研究背景、问题意义、认识、未来研究方向、总结与展望。
1. 引言1.1 研究背景成都富水砂卵地层中盾尾漏水漏浆是盾构施工中常见的问题之一,对于保隧道工程的安全和质量具有重要影响。
在盾尾区域发生漏水漏浆会导致地表沉降、地基沉陷、地下水位波动等问题,严重影响周边建筑物和地下设施的安全。
通过对成都富水砂卵地层中盾尾漏水漏浆问题进行深入分析和探讨,可以为今后类似工程的设计和施工提供参考和指导,为实现地下空间的安全开发和利用提供技术支撑。
这也是本文所要探讨的重要议题之一。
1.2 问题意义成都富水砂卵地层中盾尾漏水漏浆是一种常见且严重的地质工程问题,给隧道施工和地下工程安全造成了一定的影响。
解决盾尾漏水漏浆问题,不仅能够保障工程的顺利进行,还能够提高工程的质量和可靠性,降低工程的风险和成本。
研究如何有效地控制和处理盾尾漏水漏浆问题,具有重要的实际意义和工程应用价值。
在成都富水砂卵地层中,盾尾漏水漏浆问题常常由于地层的特殊性质以及施工过程中的一些因素所引起。
深入探讨盾尾漏水漏浆问题的原因,制定科学有效的控制措施和处理技术,对于改善施工环境,提高施工效率,保障工程安全具有重要的现实意义。
通过总结盾尾漏水漏浆的处理经验,可以为今后类似工程提供参考和借鉴,进一步完善相关技术和方法,提高工程质量和安全性。
加强对成都富水砂卵地层中盾尾漏水漏浆问题的研究,对于推动地下工程建设水平的提高具有重要的意义。
泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防泥水平衡盾构机在施工过程中,可能会出现盾尾渗漏的问题。
盾尾渗漏指的是水泥浆渗入隧道管片和接头之间的空隙中,如果不及时处理和预防,会给盾构机施工带来一系列问题,如影响隧道的围岩稳定性、减小盾构机的推进力和导致隧道水平偏移等。
本文将从原因分析和预防措施两方面对泥水平衡盾构机盾尾渗漏进行分析。
一、原因分析1.管片质量不合格:管片是盾构机隧道施工的重要部分,如果管片质量不合格,会导致管片与接头之间的间隙过大,从而造成泥浆的渗漏。
2.注浆压力不稳定:注浆压力过大或过小都会导致渗漏的问题。
注浆压力过大可能会将泥浆迫入间隙中,注浆压力过小则会导致泥浆无法填充间隙,都会造成渗漏问题。
3.管片与接头的连接不牢固:如果管片与接头的连接不牢固,会造成间隙过大,从而导致泥浆的渗漏。
这可能是由于施工操作不当或材料质量问题造成的。
4.盾尾注浆管故障:盾尾注浆管在施工过程中可能会发生故障,使得泥浆无法正常流出,从而出现渗漏的问题。
二、预防措施1.加强管片质量控制:在生产管片时,应加强质量控制,确保管片的尺寸精确、表面光洁,以及管片与接头的连接牢固。
可以采取加强对原材料质量检测、严格遵循施工工艺规范等方法。
2.做好注浆压力控制:在施工过程中,需要控制好注浆压力,使其保持稳定。
可以通过监测注浆管的压力、合理调整注浆设备的工作参数等方法来实现。
3.进行管片连接部位的检测:在管片连接部位,应进行定期的检测,确保连接部位牢固。
可以采用超声波检测、压力测试等方法进行检测。
4.加强盾尾注浆管的维护和检修:盾尾注浆管在施工过程中需要定期的维护和检修,确保其正常工作并及时处理故障。
综上所述,泥水平衡盾构机盾尾渗漏问题的发生可能是由多种原因造成的,为了预防和解决这个问题,我们可以加强管片质量控制、稳定注浆压力、做好管片连接部位的检测以及加强盾尾注浆管的维护和检修等措施。
通过合理的施工和严格的质量控制,可以有效地预防和解决盾尾渗漏问题,保证盾构机施工的安全和顺利进行。
隧道盾构法施工期间盾尾密封系统渗漏风险分析及应对措施摘要:盾构施工方法目前广泛应用于大型隧道施工中。
在盾构施工方法一般采用土压平衡模式,这使得盾构施工优势显著,在施工过程中是较为先进的技术。
但是,在实际的隧道施工过程中,盾构施工也会出现一些问题,如盾尾密封刷失效、渗漏等。
这问题不仅会影响作业进度,还会带来难以估量的安全危害。
针对这一工程现象,本文充分分析了盾尾密封刷失效、渗漏原因,并提出了相对应的治理措施以及预防措施。
关键词:盾构;盾尾密封系统;渗漏;风险源;策略前言在我国经济繁荣发展的快车道上,城际轨道、城市地铁、越江隧道、公路、铁路、引水工程、城市排水、电力通信、供气工程等均处于大规模的规划建设。
盾构法施工已成为隧道建设的重要手段之一。
在实践过程中,当采用土压平衡盾构法施工时,其速度快,安全可靠,不受气候季节的影响,自动化程度高。
节约人力资源和经济成本,且对生态环境影响较小,尤其适用于隧道埋深较大、洞线较长等情形,为地下深层开发做出巨大的贡献。
但在大部分的隧道建设存在于沿海城市,沿海城市多为冲积、洪积平原,软土淤泥质、淤泥质粉细砂层发育较为广泛。
而在采用土压平衡模式盾构掘进施工期间,常见的盾尾密封装置以钢丝刷为主,实现盾尾密封系统维护达到防水效果[1]。
但由于轨道施工过程中,面临多维的风险源,盾构使用方法不对、盾尾密封膏量不足、钢丝刷使用年限较长出现部分磨损或者相邻管片外部不出现摩擦等情况,都易导致盾尾出现渗漏。
盾尾渗漏后,必然会影响盾构正常使用掘进,还可能引发其他施工安全风险,诸如漏泥、漏水,严重的会导致地层沉降,隧道变形等。
为规避盾尾渗漏风险,本文就渗漏风险源进行分析,以保障施工质量,推进施工进度。
一、隧道施工中盾构及盾尾密封渗漏风险源分析(一)管片变形问题盾构及盾尾密封渗漏风险主要是由管片变形引起的,管片变形就会使得尾部密封泄露。
而管片变形主要包括管片破裂、管片位置发生偏移等,管片之所以变形,很大可能是因为实际施工过程中管片拼装不达标。
盾构机尾盾渗漏原因分析及应对措施摘要:盾构机尾盾泄露危害较大,引起泄露因素很多,本文通过多方面对泄露原因进行分析整理,并对造成泄露的原因提出针对性预防和应对措施,以期从设计、制造、检测到施工阶段明确指标和操作规程,避免盾尾泄露现象的发生。
关键词:盾尾泄露、环境因素、设备因素、施工因素、应对措施前言随着国家对新基建的投入日益增多,国内地铁建设如火如荼,盾构机作为地下轨道交通建设的主要机械化设备,其对地面影响小,施工效率高的优点被广泛应用。
盾构机是在地下隧道内掘进,施工环境特殊,对设备可靠性要求较高,尤其是刀盘、驱动和尾盾,这些部件如发生损坏,需要维修或更换,其成本和风险都比较高。
通常所说的“保头护尾”,主要也是指盾构机头部刀盘和驱动、尾部的密封和尾盾设计要有充足的冗余度,保证盾构机掘进过程的安全性。
尾盾渗漏如不及时处理,将严重影响施工进度及施工质量,造成安全隐患,严重时会造成灾难性后果。
某施工项目因盾尾密封失效造成隧道涌水涌泥、地面塌陷,并造成多人伤亡。
一、尾盾渗漏的危害尾盾渗漏对周围施工环境、盾构机设备、隧道施工质量、施工效率及施工人员人身安全有较大影响,主要表现为以下方面:1、地层水土流失造成地面过度沉降,影响地表建筑物、构筑物安全;2、造成隧道内环境过度潮湿,甚至泥水直接淋到电气设备上,影响设备运行安全;3、隧道内泥水不及时排出,造成管片吊运、拼装无法进行,有时甚至坡底给水过多,电瓶车无法通过;4、隧道内出现涌水、涌砂,严重时造成隧道坍塌,设备被埋没风险,直接影响隧道内施工人员人身安全。
二、盾尾渗漏的原因尾盾渗漏,直接表现为盾尾密封失效,造成密封失效的原因很多,按照影响因素分析,主要分为三大类:环境因素、盾构设备因素和施工因素。
1、环境因素主要是隧道本身设计及地理环境的影响。
隧道设计埋深较深,地下水丰富且渗透性好,无隔水地层,造成地下水压力较高,击穿盾尾密封,造成尾盾渗漏。
2、盾构设备因素主要是盾构机在设计、制造过程中由于对隧道施工环境理解不充分造成的设计不合理、不匹配,导致设计不能满足施工条件要求,或是设备制造成过程中产品质量不合格引起的尾盾质量无法达到应对隧道水文条件,造成尾盾渗漏。
成都富水砂卵地层中盾尾漏水漏浆的控制及处理措施1. 引言1.1 研究背景成都富水砂卵地层位于四川盆地西部,是成都市地铁建设中常见的地质条件。
在盾构隧道施工过程中,盾尾漏水漏浆是一个常见现象,其严重程度对隧道施工和运营安全都有一定影响。
控制和处理盾尾漏水漏浆问题成为当前隧道工程中亟待解决的难题。
研究盾尾漏水漏浆的原因和处理方法,可以有效提高隧道施工的安全性和效率,减少事故发生的可能性,保隧道工程的顺利进行。
本文旨在通过对成都富水砂卵地层中盾尾漏水漏浆问题的控制和处理措施进行深入分析和研究,为相关隧道工程的设计和施工提供参考,提高工程质量,保障施工安全。
通过总结成功的案例和未来的发展方向,进一步完善相关技术和方法,推动盾尾漏水漏浆问题的解决和隧道工程的发展。
1.2 研究意义盾尾漏水漏浆是盾构施工中常见的问题,直接影响着隧道的施工进度和质量。
而在成都富水砂卵地层中,由于地质条件复杂,盾尾漏水漏浆问题更加突出。
针对这一问题进行研究具有重要的实际意义和科学价值。
研究盾尾漏水漏浆的控制及处理措施可以提高盾构施工的效率和质量,保证隧道的安全施工。
通过分析盾尾漏水漏浆的原因,找出合理的控制措施,可以减少施工中的不良现象,提高工程质量,同时降低施工成本。
了解成都富水砂卵地层的特点,能够为盾尾漏水漏浆问题的处理提供更为科学的依据。
地质条件是导致盾尾漏水漏浆的主要原因之一,因此深入了解地层特点可以更好地制定相应的控制和处理措施,提高施工的成功率和效率。
研究盾尾漏水漏浆的控制及处理措施对提高盾构隧道施工的质量和效率具有重要的意义,也为相关领域的发展提供了有益的指导和借鉴。
2. 正文2.1 盾尾漏水漏浆原因分析1. 地质条件:成都富水砂卵地层为含水量较高的地质层,地层中存在着许多水脉和裂缝,容易导致盾尾漏水漏浆现象。
2. 施工参数:盾构施工参数的选择与控制直接影响盾尾漏水漏浆情况。
如盾构机的推进速度、泥浆注入量、注浆压力等参数的不合理配置会导致漏水漏浆的产生。
土压平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防措施汇报人:2023-11-22•引言•盾尾渗漏原因分析•预防措施目录•案例分析与实践经验分享•结论与展望引言01土压平衡盾构机是一种通过保持挖掘面的土压平衡来实现隧道掘进的设备。
其工作原理是通过推进系统、刀盘系统、排土系统等部分的协同作用,实现挖掘、支护、出土等一体化作业。
定义与工作原理土压平衡盾构机广泛应用于城市地铁、水利隧道、公路隧道等地下工程建设中,具有掘进效率高、地表沉降小等优点。
应用领域土压平衡盾构机概述盾尾渗漏可能导致隧道结构失稳,引发坍塌等严重安全事故,对施工人员和周边环境造成极大威胁。
安全隐患盾尾渗漏问题会影响盾构机的正常掘进,增加工程时间和成本,严重影响工程进度。
工程延误盾尾渗漏问题的重要性本次汇报的目的是分析土压平衡盾构机盾尾渗漏的原因,提出针对性的预防措施,降低盾尾渗漏事故的发生概率,保障地下工程的安全和进度。
首先介绍土压平衡盾构机及其盾尾渗漏问题的重要性,然后详细分析盾尾渗漏的各种原因,最后提出相应的预防措施和建议。
汇报目的和流程汇报流程汇报目的盾尾渗漏原因分析02设计因素如果盾构机的密封结构设计存在缺陷,如密封件材料选择不当、密封槽尺寸设计不准确等,都可能导致盾尾渗漏。
盾尾间隙设计不当盾尾间隙的大小直接影响密封效果,间隙过大或过小都可能导致渗漏问题。
施工操作不规范在施工过程中,如果操作人员没有按照规范进行操作,如过度紧固密封件、损坏密封表面等,都可能引起盾尾渗漏。
地质条件影响土压平衡盾构机在穿越不同地质层时,会遇到不同的地层压力和地下水条件,这些因素可能导致盾尾受力不均,进而引发渗漏。
施工因素设备老化与维护因素下降,引发盾尾渗漏。
维护保养不到位:如果设备的维护保养工作不到位,如未及时更换磨损严重的密封件、未清理密封表面的杂质等,都可能导致盾尾渗漏。
针对以上原因,可以采取相应的预防措施,如优化密封结构设计、选择合适的密封材料、加强施工操作规范、根据地质条件调整盾构机参数、定期更换老化密封件、加强设备维护保养等,以降低土压平衡盾构机盾尾渗漏的风险。
海瑞克盾构机盾尾密封漏浆的原因分析及对策摘要:结合深圳地铁罗宝线土建六标区间隧道的施工,详细介绍海瑞克盾构机盾尾密封漏浆的常见原因和处理方法,盾构机盾尾漏浆涉及到盾构施工的注浆压力、注浆量、盾构机的掘进姿态、地质状况、盾尾油脂、管片拼装等多种因素,该工程中盾构机盾尾漏浆的主要原因是由于管片拼装变形和错台而在管片纵缝处形成了漏浆通道,采用在每块管片两头止水条下部粘贴海绵条封堵漏浆管道,取得了较好效果。
一、工程概况深圳地铁罗宝线土建六标有2个区间,即新安站—宝安中心站和宝安中心站—宝体公园站,单线总长1315.188m。
区间最大埋深15.91m,最小埋深10.86m。
隧道主要穿过砂层、粉质黏土、砂质黏土、砾质黏土层。
隧道顶多在砂层范围,基础底主要落在黏性土上,部分在全风化花岗岩上。
盾构区间圆形隧道外径6m,内径5.4m,管片宽1.5m,厚300mm。
管片分割数是“3+2+1”,即每环3个标准块A1、A2、A3,2个邻接块分别为B、C型,1个封顶块为K块。
采用2台海瑞克公司生产的EPB 6250mm盾构机在左右线分别进行隧道掘进施工。
在施工中右线盾构机掘进到4环时开始同步注浆,发现盾尾多处漏浆,掘进到20环时漏浆严重,注浆压力很低,注浆量也很少。
后利用海绵堵塞盾尾漏浆处,掘进到36环时停机检查更换2道盾尾刷中的部分损坏的盾尾刷后,仍然漏浆严重。
由于盾尾的漏浆使注浆量不足,注浆压力偏低,地表沉降超限,影响了施工进度和施工质量。
经过认真分析和查找原因,采取了切实可行的措施,有效地解决了盾尾漏浆的问题,保证了工程顺利进行。
二、盾构机盾尾注浆系统和盾尾密封系统的结构盾构机盾尾密封及注浆结构示意如图1所示。
从图1可以看出,盾尾有3道密封刷,盾尾密封刷之间的间隙通过注入盾尾密封油脂,保证盾尾管片背后同步注浆的浆液不会从管片和盾构机之间的间隙漏出,同时防止地下水渗漏到盾构机内。
如果盾尾刷损坏,导致盾尾漏浆,地表下沉严重,同时地下水流入隧道,后果将不堪设想。
图1盾构密封及注浆结构示意三、盾尾注浆的目的及分类1、注浆目的1.1控制地层变形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,与土体间形成一个环形间隙,简称盾尾间隙(图2)。
盾尾间隙如果不及时得到填充,势必造成地层变形,使相邻地表、建(构)筑物沉降或隧道本身偏移。
盾尾注浆的最重要目的就是及时填充盾尾间隙,防止因盾尾间隙的存在导致地层发生较大变形。
盾尾脱离管片后,土体与管片存在着间隙,此时浆液迅速及时填充空隙,可大大减小土层的移动,从而减少地表的变形。
图2管片和成洞洞体间隙示意(单位:mm )1.2提高隧道的抗渗性盾尾注浆液凝固后,一般都有一定抗渗性能,可作为隧道的第一道止水防线,从而提高隧道抗渗性能。
1.3确保隧道的稳定性盾构法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,管片背面空隙均匀密实地注入、填充浆液是确保土压力均匀作用的前提条件。
具备一定早期强度的浆液及时填充盾尾间隙,可确保管片衬砌的早期和后期稳定性。
2、注浆系统分类2.1根据注浆与盾构掘进的关系,从时效性上可将盾尾注浆分为三大类(1)同步注浆盾尾间隙形成的同时,立即注浆,使浆液即时填充盾尾间隙。
(2)及时注浆掘进1环或数环后,盾尾已存在大量间隙空间,才对盾尾间隙进行注浆。
这种注浆方式由于不能迅速对盾尾间隙进行填充,增大了对土体的扰动性,不利于地面沉降控制,而且由于早期管片脱出盾尾后处于悬空状态,受力状态较差,容易发生错台。
因此,该方式仅在地质情况良好、对地表沉降要求较低时才能使用。
(3)二次注浆一次注浆效果不理想时,需要通过二次注浆对前期注浆进行补充。
一般在隧道发生偏移、地表沉降异常时或在一些特殊地段(盾构进出站、联络通道附近)使用。
2.2根据注浆的位置不同,可将盾构注浆方式分为两大类(1)通过安装在盾构机盾尾上的注浆管注浆如图1所示,这种注浆方式大多采用同步注浆。
注浆管的埋设形式有2种,可分为内凹式和外凸式,如图3所示。
2种不同形式主要是从盾构机设计上考虑的。
外凸式注浆管减小了盾尾内部的占用空间,可一定程度地减小盾构外径,从而减小盾尾间隙,有利于减小土体扰动和控制掘进过程的地面沉降。
但由于盾壳的非圆性,不利于盾构进、出洞,且在较硬土层容易磨损,一旦磨损后无法修复。
而内凹式注浆管则在一定程度上增大了盾构外径和盾尾间隙,相对而言,增加了盾构掘进过程对周围土体的扰动,但由于不易磨损,其地层适应性更为广泛。
(2)通过管片上的注浆孔注浆如图4所示这种注浆方式既可进行同步注浆,也可进行及时注浆和二次注浆。
图3注浆管布置形式图4通过管片注浆孔注浆3、注浆液的选择3.1尾注浆浆液分类(1)单液浆由粉煤灰、砂、水泥、水、外加剂等在搅拌机中一次拌和而成,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,早期强度和后期强度均很低的浆液。
而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。
对于惰性浆液,浆液强度、初凝时间、泵送性能和含水量密切相关,含水量大,则强度低,泵送性好,含水量少,则反之;对于硬性浆液,浆液强度、初凝时间、泵送性能和水灰比密切相关,水灰比高,则强度低,泵送性好,水灰比低,则反之。
(2)双液浆双液浆为由水泥砂浆等搅拌成的A液与由水玻璃等组成的B液混合而成的浆液。
双液浆又可根据初凝时间不同分为缓结型(初凝时间30-60s)和瞬凝型(初凝时间<20 s)。
胶凝时间越长,越容易发生向土仓泄漏和向土体内流失的情况,限定范围的填充越困难,而且在没有初凝前,容易被地下水稀释,产生材料分离,因此,目前多采用瞬凝型浆液注浆。
但胶凝时间过短,也会造成注入还没结束,浆液便失去了流动性,导致填充效果不佳。
3.2浆液的应用作为盾构注浆浆液,必须具备良好的和易性,不易离析、不易被地下水稀释,且要有一定的早期强度,浆液硬化后收缩率和渗透系数小,无公害。
单液浆由于其施工工艺简单、易于控制、不易堵管等优点,较广泛地应用于盾尾同步注浆系统。
其中惰性浆液初凝时间长,制备成本低,在长江三角洲软弱地层为主的地区应用较为广泛,但由于其强度较低,不利于隧道衬砌的早期稳定。
而硬性浆液制备成本相对较高,初凝时间一般在12-16 h,早期具有一定强度,对于隧道衬砌的稳定较为有利,在珠江三角洲地区地铁施工中,一般采用硬性浆液。
双液浆施工工艺相对复杂,制备成本高,但浆液初凝时间短、凝固后强度较高,对隧道稳定较为有利,适用于各种地层的盾构施工,尤其是在断裂带、极软土层需要进行特殊处理的地段,采用双液浆是最佳之选。
四、引起盾尾漏浆原因分析1、盾构机始发前盾尾刷的油脂涂抹盾构机始发前要在盾尾刷钢丝内涂抹WR90油脂,涂抹标准为尾刷每根钢丝上要沾满油脂。
如果涂抹不到位,会影响尾刷的密封效果,严重时漏浆。
一般要涂抹WR90油脂4桶左右。
2、盾构机的姿态盾构机的姿态调整时纠偏量不能太大,一般1m纠偏量为5mm,纠偏过量容易使盾构机出现“蛇形”前进现象,致使盾尾间隙一边大一边小,间隙大的一边容易漏浆。
盾尾间隙一般不小于35cm。
如果小于35cm(标准是75cm)容易挤坏盾尾刷,造成尾刷钢丝超过其弹性变形,止浆失效而漏浆。
3、注浆压力注浆压力不能超过盾尾刷的最大承载压力0.5MPa。
在PLC上设定注浆最大压力时要根据地层的水土压力计算来确定注浆压力。
如果注浆压力过小,克服不了水土压力注浆注不进去,如果注浆压力过大,会击穿盾尾刷而漏浆。
4、注浆量根据地质性质和出土量确定注浆量,如果注浆量过大地表容易隆起,也易造成漏浆。
注浆量过小地表会出现沉降。
5、盾尾油脂量和压力不足在盾构掘进过程中,盾尾刷与管片的摩擦消耗的油脂与掘进速度成正比,速度过快则注入盾尾的油脂在单位时间内不能满足其消耗量,若不及时调整油脂泵注脂率,则盾尾刷内的油脂量和注入油脂的压力不够及时密封盾尾,势必造成密封效果减弱,形成盾尾漏浆。
6、盾尾密封损坏或质量有缺陷盾尾刷密封装置受偏心管片过度挤压后产生塑性变形而失去弹性,或盾尾刷制造时质量有缺陷,承载力不够,致使盾尾刷密封性能下降,在注浆压力作用下导致浆液从盾尾漏出。
7、管片拼装出现椭圆形管片拼装后标准为圆形,由于管片拼装操作手的熟练程度不够,将管片拼装成横向的椭圆形,致使管片和盾尾部分地方间隙超标造成漏浆。
另一方面由于管片拼装成椭圆形,增大了管片之间止水条外缘纵缝的宽度(理论设计值为6mm),实际在管片拼装过程中将出现两腰的管环之间的外缘纵缝开口>6mm,上下部分纵缝<6mm。
在盾构机掘进一环至1.4m左右时,尾刷末端正好到达上一环管片,此时尾刷就正处在该环管片上,由于注浆压力都很大,而纵缝开口度d>6mm,纵缝处的油脂无法承受浆液的压力,就形成一个渗漏通道,造成盾尾漏浆。
盾尾和管片椭圆的关系如图5所示。
图5盾尾变形(单位:mm )8、管片错台由于工人对管片拼装不熟练,造成管片错台严重,特别是在纵缝错台产生后,使得盾尾刷无法紧密包裹在整环管片,很容易形成浆液渗漏通道。
虽然盾构推进时盾尾油脂仓内有盾尾油脂填充纵缝,但在较高的注浆压力作用下,极有可能将油脂冲脱而击穿盾尾刷,造成盾尾漏浆。
盾尾与管片纵缝的错台关系如图6所示。
图6管片错台五、解决盾尾漏浆的对策根据以上盾尾漏浆的原因分析,进行了排查,最终发现由于管片拼装变形和错台而在管片纵缝处形成漏浆通道是造成盾尾漏浆的主要原因。
经在每块管片两头止水条下部粘贴海绵条封堵漏浆通道,效果比较明显,没有再发生漏浆现象,注浆压力和注浆量都正常了,地面沉降也得到了有效控制。
如图7所示。
图7止水条下部粘贴海绵条的管片六、结语盾构机盾尾漏浆涉及到盾构施工的注浆压力、注浆量、盾构机的掘进姿态、地质状况、盾尾油脂、管片拼装等多种因素。
因此,在施工实际中必须细心分析漏浆原因,采取切实可行的措施,才能少走弯路,减少损失,保证工程的施工进度和施工质量。