盾构法施工同步注浆技术探讨
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盾构法隧道施工同步注浆技术盾构法隧道施工同步注浆技术1. 引言1.1 背景1.2 目的1.3 范围2. 盾构法隧道施工概述2.1 盾构法简介2.2 盾构法在隧道施工中的应用2.3 盾构法施工流程3. 同步注浆技术介绍3.1 同步注浆技术原理3.2 同步注浆技术在盾构法隧道施工中的作用3.3 同步注浆技术的优势4. 施工前的准备工作4.1 土质勘察与分析4.2 注浆材料及设备的准备4.3 施工方案制定5. 注浆施工过程5.1 土压平衡盾构机的操作5.2 注浆材料的选择与混合5.3 注浆工艺参数的设定5.4 同步注浆与盾构施工的配合6. 质量控制6.1 注浆质量检验与验收标准6.2 施工过程中的质量监控措施6.3 施工结束后的质量评估7. 安全措施7.1 盾构法隧道施工的风险分析7.2 注浆施工过程中的安全要求7.3 突发情况应急预案8. 施工完成后的工程验收8.1 工程验收标准与程序8.2 盾构法隧道施工同步注浆技术的验收指标9. 总结与展望附件:相关图表和数据表格法律名词及注释:1. 盾构法:隧道施工中一种利用盾构机械进行推进和开挖的方法。
2. 注浆技术:将注浆材料注入隧道围岩中,强化地层结构的方法。
盾构法隧道施工同步注浆技术1. 引言1.1 背景1.2 目的1.3 范围2. 盾构法隧道施工概述2.1 盾构法简介2.2 盾构法在隧道施工中的应用2.3 盾构法的优势与限制3. 同步注浆技术介绍3.1 同步注浆技术原理3.2 同步注浆技术的目的与作用3.3 同步注浆技术在盾构法隧道施工中的应用场景4. 盾构法隧道施工同步注浆技术的具体实施步骤4.1 地质勘察与分析4.2 注浆材料的选择与准备4.3 注浆设备的安装与调试4.4 注浆施工方案的制定4.5 注浆施工过程的实施5. 施工过程中的质量控制5.1 注浆材料质量的监控与检验5.2 注浆施工过程的监测与测试5.3 质量控制措施的应用与调整6. 安全管理与应对突发情况6.1 注浆施工过程中的安全要求6.2 突发情况的预防与应急预案6.3 盾构法隧道施工的安全检查与评估7. 工程验收与质量评估7.1 工程验收标准与程序7.2 注浆工程的验收指标与要求7.3 施工质量评估的方法与指标8. 盾构法隧道施工同步注浆技术的总结与展望附件:相关图表和数据表格法律名词及注释:1. 盾构法:隧道施工中一种利用盾构机械进行推进和开挖的方法。
圆园19年第24期(DEVELOPMENT GUIDE TO BUILDING MATERIALS)盾构隧道管片壁后同步注浆的机理与方法探讨关占印(中铁工程装备集团盾构再制造有限公司天津300450刘天成(中铁十一局集团第五工程有限公司重庆400037乔清源(中建隧道建设有限公司重庆401320)摘要:盾构隧道施工过程中,管片脱离盾尾会导致岩土体和管片外壳之间形成类似环形柱状的建筑空隙,扰动隧道围岩,从而引起上方地表沉降或隆起。
该文结合盾构隧道开挖引起地表变形的过程、注浆填充沉降阶段浆体与岩土体的作用机理,以某土压平衡式盾构在泥岩砂岩互层地区施工为工程实例,详细论述隧道盾构管片壁后同步注浆的具体方法,旨在为同步注浆填充建筑空隙控制地表变形和保障周边环境安全提供相应的理论支撑。
关键词:地铁;盾构隧道;壁后注浆0引言地铁隧道工程具有隐蔽性,不确定性影响因素多样复杂,施工可能会引起地表沉降或隆起,进而影响到近接建筑物和构筑物,壁后同步注浆可以有效控制盾构隧道施工引起的地表变形和保障周边环境安全。
在盾构隧道壁后注浆研究方面,叶飞等[1]综述了盾构隧道壁后注浆的研究现状和未来的发展方向,指出当前对注浆效果的评估和注浆参数控制的应用研究还有待加强。
蔡德国等[2]通过室内模型试验系统研究了砂性地层盾构隧道壁后注浆浆体扩的散机理。
黄宏伟等[3-4]介绍了盾构隧道壁后注浆分布的探地雷达探测方法,并用模拟试验对注浆效果进行了解释。
这些研究对盾构隧道壁后注浆研究具有一定的理论参考价值,结合盾构隧道开挖引起地层变形的过程、理论分析和工程应用实例,对隧道盾构管片壁后同步注浆的具体方法进行论述,以期为有效控制地铁盾构隧道施工引起岩土体变形和保障周边环境安全提供借鉴。
1盾构施工引起地表沉降的时空效应1.1时间效应根据盾构法隧道各个施工阶段影响因素的不同,可以把隧道施工引起的地表沉降细分为以下5个阶段:1.1.1预沉降阶段当盾构隧道开挖达到预先设定的监测断面之前,盾构开挖会扰动前方岩土体,产生地表沉降量极小,地质条件较好的隧道施工前期地表甚至是零沉降。
盾构法施工同步注浆技术探讨摘要:随着城市地下管廊、地下隧道的兴建,盾构施工技术日趋成熟和完善,本文结合工程实际,对盾构施工中的同步注浆技术进行分析和探讨,期望对今后的盾构施工有所帮助和技术发展有所推进。
关键词:盾构;同步注浆;土压平衡;注浆压力1引言盾构法隧道具有施工进度快,安全性高,地质适应性强等特点。
在适应地质的各种环境下,盾构机的种类也非常繁多,敞开式,半敞开式,土压平衡式,泥水平衡式等各种盾构机类型,又有各种刀盘选型。
但不管盾构机的种类多少,地质种类有哪些,所有的盾构施工都是在盾构机在掘进时通过把提前预制好的钢筋砼管片拼装起来形成隧道。
盾构机掘进时刀盘对土体的切削形成一个孔洞,而管片在尾盾里拼装起来后,管片的外径比刀盘的外径要小,而这个衬砌的建筑空隙,为防止土层的坍塌势必要填充起来,这就是同步注浆。
图1 同步注浆结构示意图2同步注浆步骤分析同步注浆,顾名思义就是掘进的同时进行管片壁后注浆,即时的填充管片环周空隙保证成型隧道特别是覆土地面的安全稳定性。
以海瑞克土压平衡式盾构机为例说明同步注浆方法,此盾构机同步注浆系统由四个液压柱塞泵把台车同步注浆浆液罐里的砂浆通过尾盾平均分布的四个管路注入到因推进而形成的盾构环型间隙里。
每一个注浆管路各一个压力传感器来监测本管路的注浆压力。
3同步注浆技术参数分析3.1注浆方量的确定注浆方量必须根据计算的建筑空隙和地质土层的扩散系数而定了,即:Q=Vλλ-注浆率/地层注浆扩散系数(根据地质不同一般范围为1.3-2)理论的环型间隙所占方量根据刀盘外径和管片外径、长度即可算出,公式:V=π(D2-d2)L/4V-盾构理论空隙(m3)D-刀盘切削外径md-管片外径mL-管片长度m在完整性好、自稳定强的硬质地层中,浆液不易渗透到周围的土层里去,可以取较小的扩散系数甚至不用考虑,但在裂隙发育的岩层或者是以砂、砾为主的大渗透地层浆液极易渗透到周围的土层中,这样的地层应考虑较大的渗透系数,可取1.4-1.8。
盾构隧道同步注浆技术及工艺优化措施摘要:随着近年来大量盾构隧道工程的兴建,盾构法施工技术也逐步趋于成熟和完善。
文中主要介绍了同步注浆的目的及原理,通过分析注浆材料的选择,详细介绍了盾构施工的注浆工艺,并提出了几点施工工艺的优化措施,以供同行参考。
关键字:盾构法;注浆工艺;隧道施工;工艺优化引言在盾构法施工过程中,引起隧道变形的因素很多,但主要是由于开挖引起土层损失从而导致地面沉降。
及时充分地进行衬砌背后注浆,可有效地减少这种土层损失,提高隧道在盾构施工过程中的稳定性。
盾构施工同步注浆技术是盾构工法的关键性环节,是控制隧道结构稳定和周围环境保护的关键。
盾构同步注浆工艺是在盾构掘进的同时,通过注浆泵的泵压作用,把填充材料注入盾尾的管片环外空隙之中,达到填充管片环外空隙、固定管片环位置、减小地面沉降、充当环外第一道防水层等目的。
1.同步注浆的目的和原理1.1同步注浆目的盾构的刀盘开挖直径为6250mm,管片外径为6000mm,当管片在盾尾处安装完成后盾构向前推进管片与土层之间形成建筑间隙,快速采用浆液材料填充环形间隙的工艺即为同步注浆工艺。
其目的在于:防止和减少地层沉陷,保证环境安全;保证地层压力较为均匀地径向作用于管片,限制管片位移和变形,提高结构的稳定性;作为隧道第一防水层,加强隧道防水。
1.2同步注浆的原理同步注浆的基本原理是将具有长期稳定性及流动性并能保证适当初凝时间的浆液,通过压力泵注入管片背后的建筑空隙,浆液在压力和自重作用下流向空隙各个部位并在一定时间内凝固,从而达到充填空隙、阻止土体塌落的目的。
2.注浆材料的选择2.1良好的和易性浆液和易性包括流动性、黏聚性和保水性。
浆液和易性关系到浆液在拌制、运输、泵送及后期注浆效果,是浆液材料最重要的指标之一,其控制参数一般采用坍落度(稠度)、常压泌水率进行测定。
2.2适当的初凝时间鉴于盾构法隧道的施工特点,浆液在地面(或拌站)拌制后,需要经过一定时间与距离进行运输、储存,因此,要求浆液必须具备较长的可使用时间,以满足盾构施工需要。
盾构施工中同步注浆施工技术同步注浆是在盾构推进时进行的,是盾构法隧道施工过程中的一道关键工序,对成环隧道结构的稳定、周围土体的变形控制起到关键作用,掌握其施工技术十分重要。
01注浆材料、配合比1、注浆材料采用水泥砂浆作为同步注浆材料,其具有固结率高、固结体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。
水泥采用32.5矿渣硅酸铵水泥,以提高注浆固结体的耐腐蚀性,减弱地下水对管片混凝土的腐蚀。
2、浆液配合比在施工中,根据地层条件、地下水情况及周边条件等,通过现场试验及实验室优化确定浆液配合比。
02同步注浆工艺壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件等组成,安装在第一节台车上。
当盾构掘进时,注浆泵将储浆槽中的浆液泵出,通过4条独立的输浆管道,通到盾尾壳体内的4根同步注浆管,对管片外表面的环行空隙中进行同步注浆,在每条输浆管道上都有一个压力传感器,在每个注浆点都有监控设备监视每环的注浆量和注浆压力,且每条注浆管道上设有2个调整阀。
盾尾密封采用3道钢丝刷加注盾尾油脂密封,确保周边地基的土、砂和地下水、衬背注浆材料、开挖面的水和泥土不会从外壳内表面和管片外周部之间缝隙流入盾构里,确保壁后注浆的顺利进行。
03同步注浆施工(1)检查浆液拌制、运输、注入等设备的运行情况及原材料的质量状况。
(2)根据天气、环境温度等外界条件确定投料顺序后,按现场试验人员的配合比通知单进行浆液拌制,拌和时间根据施工实际情况确定。
(3)拌制好的浆液经现场试验人员测试合格后,立即通过预设管路输送到浆液运输设备中,并运送至盾构机壁后注浆装置中,进行二次搅拌。
(4)注浆操作手选择注浆工作模式。
随掘进开始,启动注浆泵进行注浆。
根据掘进速度,通过速度调节器调整注浆速度。
注浆过程中,要时刻注意注浆压力及注浆流量。
(5)每环掘进结束后,立即检查同步注浆量及注浆压力,当上部注浆压力在0.15~0.18MPa之间,最小注浆量达到设定值时即可停止注浆,否则应继续注浆,以满足设定注浆压力或最小注浆量要求。
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨摘要:盾构法作为一种常用于城市地铁区间隧道施工的重要方法,不仅施工速度快,而且施工安全性更有保障,因而得到了广泛应用。
基于此,本文将对地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术进行分析。
关键词:地铁隧道;盾构法;同步注浆技术1 同步注浆施工技术简介盾构施工同步注浆的具体步骤包括盾构掘进、浆体注入、脱出盾尾、浆体失去流动性。
作为暗挖法中的施工形式之一,在实际施工过程中,盾构同步注浆技术的实施必须借助盾构掘进机才能顺利完成。
与其他施工技术相比,在地铁工程项目建设中应用盾构同步注浆施工技术,具有十分显著的优势,首先,全机械化的施工过程能够大大提高施工效率,减少施工人力的投入,降低整体工程项目成本的同时,也有效保障了施工人员在盾构隧道掘进过程中的人身安全;其次,因为地铁工程项目的施工场所大多是在市区,人群十分密集,施工过程中,如果产生比较剧烈的振动或者噪音就会严重影响到人们的日常工作生活和休息,盾构隧道掘进过程中,同步注浆技术的应用,就能够有效解决上述问题,因为同步注浆施工技术施工过程中大多是在竖井口的位置附近产生的,施工阶段对噪音和振动的管理控制工作更容易;最后,盾构隧道掘进过程采用同步注浆施工技术,会根据实际情况和不同的埋深控制注浆压力及注浆量,进而有效控制整体施工成本。
除此之外,同步注浆技术的应用,能够有效减少盾构隧道掘进过程中的施工风险,保障施工安全。
地铁盾构同步注浆技术作为一种先进施工技术,所采用的机械主要为掘进机,保证整个施工过程处在全机械化的水平层面上,具体可按照掘进、注浆等各个流程进行科学设置,减少对地面交通的影响,并且使用此技术还能有效减少施工噪声,缓解地表沉降,控制地下水渗漏的程度,准确契合工程费用管控的需求,降低施工风险。
2 同步注浆技术的原理和作用盾构施工是暗挖工法的其中一种,是一种集机械、土木、信息、自动化等许多学科为一体的现代化地下工程施工方法。
盾构法隧道同步注浆技术标准在现代工程建设中,隧道工程是一项极为重要的基础设施建设,其重要性不亚于道路和桥梁建设。
而盾构法隧道作为隧道工程中的一种建设方式,其施工技术的标准化和规范化工作显得尤为重要。
其中,同步注浆技术是盾构法隧道施工中最为重要和关键的技术之一。
同步注浆技术是指在盾构施工过程中,通过钻孔注浆技术将环型隧道衬砌与地下周边土体有效地粘结在一起,从而形成一种牢固的地下隧道结构。
此外,同步注浆技术还可以有效地填充隧道周边土体,增加隧道的安全性和稳定性。
由于同步注浆技术对于盾构隧道施工质量和隧道安全性的影响极大,因此,同步注浆技术的标准化和规范化也成为了盾构隧道施工的重点工作。
在同步注浆技术的标准化过程中,需要充分考虑隧道工程所面临的地质环境和工程条件等因素。
首先,需要通过对地质环境和地下水流的分析研究,确定注浆技术的配合比和注浆深度等工艺参数。
在确定注浆参数时,应该充分考虑隧道周边土体的地质特征,以及隧道施工过程中地下水流的变化情况。
其次,需要对钻孔注浆的具体施工过程进行规范化。
在注浆过程中,应该注意施工的顺序和速度,确保注浆效果的均匀性和一致性。
此外,注浆设备和注浆材料的选择也是关键因素之一,需要根据地质环境和工程条件进行选择和配置。
最后,同步注浆技术需要进行质量监控和检验。
在注浆施工结束后,应该对注浆效果进行检验和评估,确保注浆质量符合规范要求。
在质量监控方面,应该建立完善的监控体系和质量检验标准,以确保隧道工程的质量和安全性。
总之,同步注浆技术是盾构隧道施工中最为重要和关键的技术之一,其标准化和规范化工作也是隧道工程中不可或缺的一环。
通过对同步注浆技术的标准化和规范化工作的深入研究和实践,可以提高隧道工程的质量和安全性,为城市化进程和经济发展提供更加可靠和安全的基础设施保障。
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。
在城市地下交通建设过程中经常使用的技术之一就是盾构法,这种技术具有的主要特点就是可以减少施工的时间,降低对周边交通的影响。
根据盾构施工相关应用研究发现,刀盘切削、盾构机振动等均会对岩体造成直接与影响,同时管片和岩体之间如果长时间的存在间隙,就会出现地表下沉的情况,进而为施工周边带来安全隐患,所以使用这种技术需要注意在管片背后进行注浆。
本文就地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术展开探讨。
关键词:地铁;盾构隧道;同步注浆技术引言现阶段,地铁施工过程中盾构法得到了广泛使用,主要是因为其施工效率快,对附近环境造成的扰动较小。
通过大量实践可发现,土体会受到来自盾构机振和刀盘切削的影响,加上其和管片间有缝隙,容易出现地表沉降的状况,从而引发安全隐患。
因此,实际施工中完善壁后注浆工作意义重大。
1地铁盾构同步注浆技术原理盾构施工技术中,其中盾构掘进机是经常使用的设备,通过这样能实现施工过程中的机械化,各个环节具体的流程主要分为:掘进→ 注入浆体→盾尾脱出→浆体失去流动性。
将盾构施工技术合理的应用在地下交通建设中,不会对施工周围的交通产生影响,同时使用这种技术还可防止地下水渗出,避免地表出现下沉的情况,减少施工过程中产生的噪声,把振动集中在竖井口周边,将隧道进行深埋,可保障工程造价在预算范围之内,从而大幅提升建设安全性。
从地铁盾构施工设计图中可明确地看出,一般情况下,盾构机刀盘的直径都大于管片衬砌外的直径,如果盾尾中的管片脱离,管片与土体中就会存在一定的缝隙,通常长度最短为 8cm,最长不超过 16cm,这时土体周围就会出现移位的现象,如此就会使地表出现下沉的情况,从而为地下隧道施工带来一定的安全隐患。
针对这种情况,可以合理地运用壁后注浆技术及时处理。
2盾构施工中应用同步注浆技术的目的在盾构施工中应用同步注浆技术具有重要意义,主要表现为:(1)注浆水工可以减少盾尾间隙,因此可以降低地表沉降等问题发生,并降低地铁项目施工对周围建筑物的影响。
盾构同步注浆及二次补浆施工方案一、引言盾构隧道是一种地下工程施工方法,常用于城市地铁、供水管道等项目中。
在盾构隧道施工中,为了加固地层、防止地表沉陷,常使用注浆技术。
本文将探讨盾构同步注浆及二次补浆的施工方案。
二、盾构同步注浆方案1. 盾构施工流程在盾构施工中,首先需要确定隧道的布设位置,并进行地质勘探,以便了解地下地质情况。
然后进行盾构机的安装和调试,确定施工参数。
接着进行盾构机的开挖和推进,同时进行同步注浆作业。
2. 同步注浆的意义同步注浆是指在盾构机推进的同时对隧道周围的土层进行注浆加固,可以有效地防止地下水的渗透,增强地基的承载能力,确保施工安全。
3. 注浆材料与设备在同步注浆过程中,通常使用水泥浆、膨润土浆等材料,通过注浆设备将材料注入地层中。
注浆设备包括注浆泵、注浆管道等。
4. 同步注浆施工流程同步注浆施工的流程包括准备工作、注浆方案确定、材料搅拌与输送、注浆施工、质量监控等环节。
在施工过程中,需要密切监测注浆效果,及时调整施工参数。
三、二次补浆施工方案1. 二次补浆的必要性在盾构同步注浆完成后,仍然需要进行二次补浆。
因为同步注浆只是针对隧道周围土层进行加固,而土层深处可能存在未被加固的空隙,通过二次补浆可以填补这些空隙,提高隧道的整体稳定性。
2. 二次补浆材料与设备二次补浆通常选用高强度水泥浆等材料,通过专用的补浆设备进行注入。
补浆设备包括灌浆管、泵送设备等。
3. 二次补浆施工流程二次补浆的施工流程包括隧道拱顶清理、取样测试、材料搅拌、补浆注入等环节。
在施工过程中,需要注意补浆厚度、补浆速度等参数的控制,确保施工质量。
四、总结盾构同步注浆及二次补浆是盾构隧道施工中的重要环节,能够有效提高隧道的整体稳定性和安全性。
施工方案的制定和执行需要严格按照标准操作,确保施工质量和安全。
以上是关于盾构同步注浆及二次补浆施工方案的介绍,希望能对相关工程技术人员提供一定的参考和帮助。
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨摘要:在地铁的盾构隧道施工过程中,由于挖掘面与管片存在着一定的缝隙,在隧道的掘进工作中如若同步注浆不够密实,或浆液调配比例不合理都可能会引起地铁挖掘地面的沉降,从而影响地面表部的建筑物的安全性以及稳定性。
因此注浆施工技术的研究则显得尤为重要,注浆材料的调配数量及注浆的配比,对于隧道同步注浆施工后的效果都具有一定的影响。
关键词:地铁盾构;隧道掘进;同步注浆工艺前言:盾构法由于其独特的稳定性以及安全性,是城市地下交通系统建设最为常用的工艺技术手段之一。
盾构法的使用能够相应的简短地铁隧道挖掘的工期,同时能够减轻隧道的挖掘对其他交通手段的影响。
根据盾构法的基本原理,在隧道的掘进工作中如若同步注浆不够密实,浆液调配比例不合理会引起地铁挖掘地面的沉降,需要着重注意同步注浆施工技术的使用。
1.在地铁隧道掘进过程中同步注浆施工的原理地铁盾构隧道挖掘手段,是暗挖法的一个分支,盾构施工工艺采用的基础设施时盾构掘进机,通过进行掘进、管片组装、同步注浆、盾尾脱出以及注浆浆体失去流动性等一系列流程操作,以达到施工过程的器械化。
而同步注浆工艺的原理则是将具有长时间的稳定性结构以及流动性质,具有适当凝结时间的浆液,通过器械压力泵,注入到地铁盾构隧道掘进的过程中出现的管片与建筑之间的空隙之中,注入浆液在空隙中存在的压力作用下,受到自重作用的影响,流淌进空隙中的每个部位,并在一定的时间内凝结固化,从而实现填充空隙、避免地面以及建筑塌陷的目的[1]。
2.在地铁隧道掘进过程中同步注浆施工的技术要点2.1 同步注浆的压力设定在地铁盾构掘进的过程中进行同步注浆施工,应当充分考虑到施工现场的具体情况,以实际情况为基准,通过精准的测算确定合适的压力值的设定。
合适的压力值是确保同步注浆施工后施工效果的前提保证。
适当的压力值能够确保地层间缝隙的有效填充,同时也能够在后续的施工工作中避免再次出现地面沉降的现象,即便是日后地铁隧道施工完成,地铁投入使用,也能够保持地面的稳定性,能够确保地铁运营过程中建筑物所在地表以及地下底层保持稳定。
盾构法隧道施工同步注浆技术盾构法隧道施工同步注浆技术1盾构法隧道施工盾构法隧道施工历史回顾盾构法是在软土地基中修建隧道的一种先进的施工方法,用此法修建隧道在欧洲、美国己有160 年的历史。
盾构机最早是由法国工程师于1825 年从观察蛀虫在木头中钻洞,并从体内排出粘液加固洞穴的现象,从仿生学角度研制发明的。
并于1843 年由改进的盾构在英国伦敦泰晤士河下修建了世界上第一条矩形盾构(宽11.4m,高6.8m )隧道,全长458m。
其后,P于1865 年用直径2.2m 圆形盾构又在泰晤士河下修建一条圆形截面隧道。
1874年,第一次采用气压盾构,并第一次开始在衬砌背后进行压浆,修建了伦敦城南线地铁。
1880?1890年间,用盾构法在美国和加拿大的圣克莱(河下建成一条直径6.4m,长1870m的Sarnia水底隧道。
仅在纽约,从1900年后,使用气压盾构法先后成功地修建了25条重要的水底隧道。
盾构隧道在用于修建地下铁道,污水管道时,得到了广泛的应用。
前苏联自1932 年开始用直径 6.0m 及直径9.5m 的盾构前后在莫斯科、列宁格勒等地修建地下铁道的区间隧道及车站。
在德国慕尼黑和法国的巴黎的地下铁道修建中,均使用了盾构掘进法。
日本于1922 年开始用盾构法修建国铁羽线折渡隧道。
从六十年代起,盾构法在日本得到了飞速发展,土压平衡盾构就是七十年代发明的。
我国第一个五年计划期间,在东北阜新煤矿,用直径2.6m 的盾构进行了疏水巷道的施工。
1957 年起在北京市区的下水道工程中采用过直径2.0m 及直径2.6m 的盾构。
上海从1 960年起开始了用盾构法修建黄浦江水底隧道及地下铁道的实验研究,从1963 年开始在第四纪软弱饱和地层中先后用直径4.2m、5.6m 等十一台盾构机进行了实验隧道,地铁区间隧道扩大实验工程、地下人防通道、引水及排水隧道工程等的施工。
近年来又用国际上先进的土压平衡盾构(EPB修建了地铁一、二号线,标志着中国的盾构隧道施工水平跨入了世界先进水平。
盾构机同步注浆及二次注浆施工技术总结材料一、引言盾构机同步注浆及二次注浆施工技术是一种常用的地铁隧道施工方法。
通过将注浆材料喷射到土层中,可以提高隧道的稳定性和密封性。
本文将对盾构机同步注浆及二次注浆施工技术进行总结,旨在提供一份完整、系统的技术参考。
二、盾构机同步注浆技术1.注浆材料选择在盾构机同步注浆施工过程中,常用的注浆材料包括水泥浆、化学浆液和膨润土浆液。
根据具体的地质条件和工程要求,选择合适的注浆材料进行施工。
2.注浆设备和工艺在工艺方面,盾构机同步注浆一般采用循环注浆和伴设注浆两种方式。
循环注浆是将注浆材料通过管道进行循环注入,在地层中形成注浆带。
伴设注浆是将注浆材料与盾构机同步施工,并通过盾构机注浆管道喷射到土层中。
根据具体情况选择合适的注浆方式。
3.注浆控制技术盾构机同步注浆施工过程中,需要对注浆进行有效控制,以保证注浆效果。
常用的注浆控制技术包括注浆压力控制、注浆流量控制和注浆速度控制等。
通过合理控制这些参数,可以实现同步注浆施工,提高隧道的稳定性和密封性。
三、盾构机二次注浆技术1.二次注浆的目的盾构机施工完成后,为了进一步提高隧道的密封性和稳定性,常常需要进行二次注浆。
二次注浆的主要目的是填充盾构机与管片之间的空隙,并加固土体,防止水和土颗粒的进入。
2.二次注浆的方法盾构机二次注浆常常采用钢管法和帷幕法两种方法。
钢管法是将注浆钢管插入管片与土体之间的空隙,注入注浆材料。
帷幕法是在隧道顶部和侧壁上钻孔,并喷射注浆材料,形成一定厚度的注浆帷幕。
3.二次注浆的控制技术盾构机二次注浆需要进行注浆流量、注浆压力和注浆时间的控制。
合理的控制参数可以提高注浆效果,加固隧道结构。
四、总结盾构机同步注浆及二次注浆施工技术是一种常用的隧道施工方法。
通过合理选择注浆材料,采用适当的注浆设备和工艺,并有效控制注浆参数,可以提高隧道的稳定性和密封性。
二次注浆可以进一步加固隧道结构,提高隧道的安全性。
在实际施工过程中,需要根据具体情况进行技术选择和施工控制,以保证工程质量和安全。
盾构同步注浆施工工法盾构同步注浆施工工法一、前言随着城市建设的发展,地铁、隧道等地下工程的建设越来越多,盾构机作为一种主要的施工设备,在地下工程中得到广泛应用。
盾构同步注浆施工工法是一种结合了盾构技术和注浆技术的施工方法,能够在地下工程中保证工程的质量和安全。
二、工法特点盾构同步注浆施工工法的主要特点包括以下几点:1. 高效快捷:盾构机具有高度自动化和连续化的特点,能够在地下工程中快速推进,大大缩短了施工周期。
2. 注浆均匀:通过盾构机的同步注浆系统,可以在推进过程中实时注入注浆材料,保证地下工程的稳定性和安全性。
3. 减少地面沉降:盾构同步注浆施工工法可以通过控制注浆压力和注浆量,减少地面沉降,保护地上建筑物。
4. 施工质量可控:通过实时监测和控制系统,可以对盾构机和注浆系统进行调整和控制,保证施工质量达到设计要求。
三、适应范围盾构同步注浆施工工法适用于各类地下工程,特别是在软土、黏土等地质条件较差的地区,具有广泛的适应范围。
四、工艺原理盾构同步注浆施工工法的工艺原理主要包括以下几点:1. 盾构机推进:盾构机推进是工程的关键环节,通过控制刀盘的旋转和推进速度,推进盾构机的前进,同时实时监测地下的土压力和沉降情况。
2. 同步注浆:在盾构机推进的同时,通过注浆管道将注浆材料注入地下,形成土体胶结,增加地下工程的稳定性和安全性。
3. 排土处理:盾构机在推进过程中会产生大量土方,通过排土系统将土方排出,保证施工现场的顺利进行。
五、施工工艺盾构同步注浆施工工法的施工过程主要包括以下几个阶段:1. 配置机具设备:根据施工需要,配置盾构机、注浆设备、排土设备等机具设备。
2. 地表准备工作:清理施工现场,做好地表临时支撑和施工平台的搭设。
3. 盾构机推进:启动盾构机,根据设计要求进行推进,同时进行土压力和沉降的实时监测。
4. 同步注浆:通过注浆系统将注浆材料注入地下,形成土体胶结。
5. 排土处理:将盾构机排出的土方通过排土系统进行处理,避免对施工现场和周围环境的影响。
盾构法施工中的同步注浆和二次同步双液注浆技术一、盾构法施工中同步注浆和二次双液注浆的目的1、控制管片的稳定性 , 提高管片与围岩的共同作用力 , 防止隧道管片偏移。
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 , 用浆液均匀、密实地注入和填充管片背面空隙可以确保管片衬砌早期和后期的稳定性 , 是确保土压均匀作用的前提条件。
2、控制地表沉降。
及时填充管片拼装完毕拖出盾尾后与土体间形成的环形间隙 , 防止因间隙的存在导致地层发生较大变形或坍塌。
3、预防盾尾水源进入土仓而形成的喷涌。
在盾构法施工中 , 如果管片与土体之间的环形间隙没有得到良好的填充 , 与地下水系连成一体 , 该水系通过盾壳与土体之间的缝隙流至土仓 , 将会对掌子面形成较大的水压 , 造成喷涌。
4、提高隧道的抗渗性。
盾尾注浆液凝固后 , 会有一定的抗渗性能 ,可提高隧道的抗渗性。
5、隧道曲线超限修正。
根据管片姿态测量的结果 , 针对偏移量或上浮下沉量超限的管片进行注入单液浆或双液浆 , 依靠注浆压力 , 使管片向隧道设计曲线趋近。
二、注浆浆液的选择注浆浆液一般分为单液浆和双液浆两大类1、单液浆是指由粉煤灰、砂、水泥、外加剂等在搅拌机中一次拌合而成的浆液。
又可分为惰性浆液和硬性浆液。
惰性浆液中没有水泥等凝胶物质 , 是早期强度和后期强度都很低的浆液。
硬性浆液在浆液中掺加了水泥等凝胶物质 , 具备一定的早期强度和后期强度。
2、双液浆是指由水泥和水搅拌成的 A 液和由水玻璃等组成的 B 液混合而成的浆液。
3、单液浆和双液浆优缺点比较。
单液浆由于其施工工艺简单,易于控制 , 且不宜堵管、造价低,浆液扩散均匀等优点 ,广泛应用于管片背后同步注浆系统。
双液浆由于工艺复杂 ,易堵管 ,但凝结迅速早强 , 一般用于止水式、补救性注浆。
三、同步注浆同步注浆是管片背后注浆的一种形式 , 是整个盾构施工的一道关键工序 , 作为盾构隧道的掘进施工是必不可缺的环节。
盾构双液同步注浆施工工法盾构双液同步注浆施工工法一、前言盾构双液同步注浆施工工法是一种在盾构施工中应用的先进技术,能够有效解决地下工程中的地基固结和渗水问题,提高施工质量和工效。
本文将详细介绍该工法的工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施以及经济技术分析,并提供一个工程实例。
二、工法特点盾构双液同步注浆施工工法的特点主要体现在以下几个方面:1. 通过盾构和双液注浆同步施工,能够有效控制盾构进尺,减少不良地质的影响,并提高施工速度。
2. 注浆材料采用双液注浆,能够有效固结地层,防止地层松散导致的塌方和沉陷。
3. 通过双液注浆施工,能够在地下工程中形成坚固的注浆围护体,提高工程的抗渗性能。
4. 工法灵活多样,适应范围广,可用于不同地质条件下的地下工程。
三、适应范围盾构双液同步注浆施工工法适用于以下地下工程:1. 地铁隧道、地下管道和矿井等地下交通工程。
2. 城市地下综合管廊、排水系统和储罐基坑等市政工程。
3. 水利水电工程中的水坝基础、河道堤防和渠道衬砌等水工建筑。
四、工艺原理盾构双液同步注浆施工工法的工艺原理是在盾构推进过程中,通过双液注浆体系,实现地层的固结和止水效果。
具体来说,该工法采取以下技术措施:1. 在盾构前端设置注浆钻杆,将双液注浆剂注入地层,形成注浆帷幕,提供支撑和固结地层。
2. 同时在盾构推进时,通过注浆管道将双液注浆剂输送到隧道的后方,形成注浆体系,保持隧道稳定性。
3. 在盾构完成后,对隧道进行后续注浆,增加围岩的整体强度和抗渗性能。
五、施工工艺盾构双液同步注浆施工工法包含以下施工阶段:1. 盾构准备阶段:包括盾构机的组装调试、设置注浆系统、材料准备、工地布置等。
2. 盾构推进阶段:盾构机启动后,进行正常推进,同时将双液注浆剂通过前端注浆钻杆和注浆管道注入地层。
3. 注浆固结阶段:盾构推进过程中,不断注浆,形成注浆帷幕和注浆体系,固结地层。
4. 盾构验收阶段:盾构完成后进行验收,并进行后续的补充注浆。
盾构法施工同步注浆技术探讨摘要:随着城市地下管廊、地下隧道的兴建,盾构施工技术日趋成熟和完善,本文结合工程实际,对盾构施工中的同步注浆技术进行分析和探讨,期望对今后的盾构施工有所帮助和技术发展有所推进。
关键词:盾构;同步注浆;土压平衡;注浆压力1引言盾构法隧道具有施工进度快,安全性高,地质适应性强等特点。
在适应地质的各种环境下,盾构机的种类也非常繁多,敞开式,半敞开式,土压平衡式,泥水平衡式等各种盾构机类型,又有各种刀盘选型。
但不管盾构机的种类多少,地质种类有哪些,所有的盾构施工都是在盾构机在掘进时通过把提前预制好的钢筋砼管片拼装起来形成隧道。
盾构机掘进时刀盘对土体的切削形成一个孔洞,而管片在尾盾里拼装起来后,管片的外径比刀盘的外径要小,而这个衬砌的建筑空隙,为防止土层的坍塌势必要填充起来,这就是同步注浆。
图1 同步注浆结构示意图2同步注浆步骤分析同步注浆,顾名思义就是掘进的同时进行管片壁后注浆,即时的填充管片环周空隙保证成型隧道特别是覆土地面的安全稳定性。
以海瑞克土压平衡式盾构机为例说明同步注浆方法,此盾构机同步注浆系统由四个液压柱塞泵把台车同步注浆浆液罐里的砂浆通过尾盾平均分布的四个管路注入到因推进而形成的盾构环型间隙里。
每一个注浆管路各一个压力传感器来监测本管路的注浆压力。
3同步注浆技术参数分析3.1注浆方量的确定注浆方量必须根据计算的建筑空隙和地质土层的扩散系数而定了,即:Q=Vλλ-注浆率/地层注浆扩散系数(根据地质不同一般范围为1.3-2)理论的环型间隙所占方量根据刀盘外径和管片外径、长度即可算出,公式:V=π(D2-d2)L/4V-盾构理论空隙(m3)D-刀盘切削外径md-管片外径mL-管片长度m在完整性好、自稳定强的硬质地层中,浆液不易渗透到周围的土层里去,可以取较小的扩散系数甚至不用考虑,但在裂隙发育的岩层或者是以砂、砾为主的大渗透地层浆液极易渗透到周围的土层中,这样的地层应考虑较大的渗透系数,可取1.4-1.8。
如果这样的地层地下水丰富的话土层的扩散系数还要加大。
在以黏土、粉质黏土为主的小渗透系数地层,浆液在有压力的情况下也会对土体产生劈裂渗透,故应考虑扩散系数为1.2-1.5。
超挖系数是正常情况下盾尾建筑空隙的修正,一般只在曲线掘进施工中产生(直线段盾构机盾头与隧道轴线有较大夹角时也会产生,一般较小不予考虑),其数值可以通过计算得出。
上述的同步注浆量的确定计算公式虽然结合了地质的扩散系数,但还是不能完全反映实际施工过程中的确定方法。
盾构掘进是一个复杂的过程,趋向于设计轴线前进的同时拼装管片完成隧道衬砌,这个过程中同步注浆液会不会不冲击到盾构机前方土仓,刀盘切削土体过程中还有不可预知的土体掉落情况,掘进是否超挖欠挖。
这又涉及到盾构机的掘进姿态的好坏和盾构机刀盘、盾体等是否适应完整,止浆板是否作用足够。
在分析这些影响因素之后,在实际的盾构生产中同步注浆量再做现场调整。
3.2注浆速度与压力注浆速度和注浆压力的确定也不能完全依托文献、规范。
当然在工程设计中特别是注浆压力肯定有一个安全范围。
结合实际,综合考虑覆土深度、地基条件、管片强度、土仓压力、浆液特性和设备性能来确定,避免过大的注浆压力影响地表建筑物、地下管线、损坏盾尾密封、破坏隧道成型的衬砌管片。
4质量控制措施同步注浆是盾构施工中关键部分,是保证施工质量、施工安全和周边建筑物、地下管线稳定安全的重要的一个环节。
因此应严格控制,并依据地层特点及监测量测结果及时调整各种注浆参数,确保盾构质量和安全。
在质量控制上,应制定详细的工艺流程和质量控制措施,“狠抓源头、强控过程,重视结果”。
4.1“狠抓源头”同步注浆材料为水泥砂浆,由水泥、砂、粉煤灰和水,外加剂为膨润土。
一是控制材料质量和等级,水泥一般使用P.O42.5普通硅酸盐散装水泥,强度高、水化热大、抗冻性好、干缩小,为砂浆提供可靠的胶凝材料,散装水泥计量精度高,机械自动化程度高,节约成本。
砂子一般使用中、细筛分河砂,无大颗粒石子和泥块,悬浊砂浆浆液不易沉淀和石子堆积,避免浆液离析和堵塞注浆管路,为凝固砂浆提供分布均匀的可靠骨架。
粉煤灰的使用节约了大量的水泥,改善了砂浆的和易性,增强了砂浆的可泵性,减少水化热,提高抗渗能力。
膨润土作为外加剂可提高浆液的粘滞性和润滑性,对控制浆液离析也有积极作用。
在原材料量进场时严格把关验收,并采用合适的砂浆配合比,初凝时间一般控制在5-10H,根据地层的不同初凝时间也要调整。
较硬岩层有一定的自稳能力在满足设计的情况下延长初凝时间(10-12H),以获得更为均匀的填充效果;较软弱的地层自稳能力较差,这类地层要需要浆液尽早凝固(6-8H),以便在较短的时间内加固地层,增强稳定性;富水地层要求浆液的保水性要好、不离析,尽早凝固(5-6H);在盾构始发和到达段,总体上要求缩短浆液凝结时间,以便在填充地层的同时尽早获得浆液固结体的强度,保证开挖面的安全和并防止浆液从洞门处泄露。
总之,要充分考虑多方面因素的影响,合理配合比设计,并根据现场实际情况优化调整,保证各项指标满足设计要求和施工要求,而且有良好的经济性,利于降低生产成本。
4.2“强控过程,重视结果”根据现场施工具体情况,制定详细的注浆工艺流程,严格按要求实施注浆、检查、记录。
及时分析注浆效果,反馈指导后续注浆。
为保证盾构施工质量和工程及影响范围的安全,同步注浆一定做到:掘进-注浆,不注浆-不掘进。
根据隧道内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果及时进行信息反馈,修正注浆参数和施工方法,发现情况及时解决。
在打开管片注浆孔检查中如果发现无浆、少浆等注浆效果不好时,及时进行二次补浆,以获得有效的填充效果,保证工程质量。
在生产过程中及时维护注浆设备,保证生产连续性。
5实例分析翻阅资料和文献,当前同步注浆技术相关文章对浆液材料研究较多,注浆参数控制和浆液扩散机制依然停留在理论阶段,而对注浆效果评估的研究依然不多。
先就本文结束之前,特别举某市2017年盾构隧道施工技术参数作为典型可供参考和研究。
图5-1地质纵剖图5.1实例简介地层主要为粉质黏土,少量底部有细沙和中砂,地下水位低于设计隧道,地面建筑物和地下管线没有明显特别的注意风险,隧道覆土埋深13-17米。
隧道长度810米,C55钢筋混凝土管片外径6米,内径5.4米。
使用的海瑞克土压平衡盾构机刀盘直径6.28米,尾盾连接为被动铰接油缸连接。
5.2实例工程参数介绍与技术数据分析此段同步注浆砂浆配合比(m3/Kg)为:表5-1砂浆配合比初凝时间为7H,收缩率为4%。
根据地层和注浆量的不同,取100环至150环和540环至590环为例说明掘进和注浆参数:5.2.1 100-150环技术参数分析100-150环隧道地层为全断面粉质黏土,成型隧道管片衬砌无明显变形,轴线相比设计无超限,管片无错台、无破损、无渗漏。
地面监测无异常,建筑物监测无异常。
超声波扫描衬砌壁后无空洞,人工打开管片注浆孔检查注浆都很饱满密实,取芯观察土体有轻微劈裂现象。
此50环盾构掘进施工参数(统计50环取范围值或平均数)如下:表5-2 隧道100-150环技术参数综合大数据参数同步注浆此段注浆量Q平均4.5m3,土层扩散系数λ为1.4。
注浆压力0.12-0.24MPa,在推进过程中注浆压力顶部是顶部土仓压力的1.0-1.4倍,底部是底部土仓压力的1.1-1.6倍。
此段同步注浆效果可以说是基本上达到了理想效果。
5.2.1 540-590环技术参数分析540-590环隧道地层为底部细中砂和粗砂占1/7-1/9,大部分仍为粉质黏土。
成型隧道管片衬砌无明显变形,轴线相对设计无超限,管片有个别错台(无超限)、有轻微极小破损、无渗漏。
地面监测无异常,建筑物监测无异常。
超声波扫描衬砌壁后无空洞,人工打开管片注浆孔检查注浆都很饱满密实,取芯观察土体有无明显劈裂现象。
此50环盾构掘进施工参数(统计50环取范围值或平均数)如下:表5-3 隧道540-590环技术参数综合大数据参数同步注浆此段注浆量Q平均5.3m3,土层扩散系数λ为1.6。
注浆压力0.13-0.26MPa,在推进过程中注浆压力顶部是顶部土仓压力的1.0-1.4倍,底部是底部土仓压力的1.1-1.6倍。
此段同步注浆效果也可以说是基本上达到了预想效果。
全部隧道成型后无一渗漏水,管片基本无破损,微量错台且在规定之内,同步注浆达到了非常理想的效果,拿这个工程做为实例加以参数分析给以后的盾构施工做一个有力的参考。
6 结语盾构施工是非常复杂的隧道施工方式,且对地下管线和地面建筑物影响颇大,施工质量控制是保证安全生产的重中之中。
同步注浆是盾构施工质量控制的关键,建立合理的同步注浆工艺和与工程情况相匹配的注浆量和注浆压力,在实践中具体调整,为今后的盾构施工更快更好的发展提供宝贵的经验。
参考文献:[1]程中行谢益民《盾构同步注浆系统几个问题的讨论》,铁道工程学报增刊,1998。