盾构姿态控制及同步注浆1124
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土压平衡盾构机困难状况下的操纵及纠偏董宇摘要:为了能使操纵手更熟练的操纵盾构机,本文根据自身工作实践对盾构困难状况下操纵及纠偏的理解与广大技术工作者探讨。
关键字:轴线;纠偏;趋势1 前言盾构机是一种很笨重的机具,操纵及纠偏是受很多技术参数制约的,怎样合理地把这些参数科学的统一起来,是影响盾构机操纵及纠偏的关键,下面就这些参数的调节及注意事项通过具体情况进行阐述。
2 盾构操纵及各影响参数推力对掘进的影响⑴如果推进过程中出现一侧推力比另一侧推力大,但推进油缸的行程显示却是推力小的一侧变化快,这种现象多出现在小半径施工,增加推力,使得压差变大,以满足转弯的需要,用降低掘进速度的办法来保证掘进的连续性,同时也避免刀盘被卡死。
⑵管片拼装的好坏会影响推进油缸的有效推力,所以要充分挖掘盾构机的有效推力,要避免不必要的推力损失,这也解释了为什么有时加大推力而速度依然无法获得提升。
铰接对掘进的影响在纠偏过程中一侧的铰接拉得太长是件很头痛的事情,收铰接会加大不利的趋势,严重时这环的纠偏可能前功尽弃,一定要做到收铰接时间不可太长,压力不要太高,尽量把趋势从正值纠到负值(或负值到正值),并使之过2个趋势点再收铰接,这样就会把姿态调到了有利的一侧,这时收铰接才会对姿态纠偏起到事半功倍的效果。
速度对掘进的影响⑴如果掌子面裂隙水丰富,或是在通过含水丰富地层时,要全速前进,在出土量有保证的前提下,尽可能提高掘进速度,这样做的好处是快速通过含水层,避免过多的水涌出。
⑵在掘进过程中脱顶现象是时有发生的事情,可通过增大速度的方法把脱顶的油缸伸出来,以达到所有推进油缸都顶在管片上,一次不行,可多次重复此方法,一定会见效的。
这种情况多出现速度不是很快,扭距忽大忽小的硬岩状况中。
速度不宜过快也不宜过慢,更不要走走停停,可以在扭距大的情况下减小速度达到减小扭距的办法,不要停机等扭距降下来在掘进。
刀盘转速及扭距对掘进的影响刀盘的转速要满足的条件便是与掌子面的充分切削,基本操作原则是黏土层用低转速,硬岩用高转速,同时注意推力的调整,以提高或降低刀盘对土体的惯入度。
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。
盾构法壁后注浆工艺3.15.1工艺概述一、定义1、同步注浆同步注浆与盾构掘进同时进行,通过同步注浆系统及盾尾的注浆管,在盾构向前推进管片背后空隙形成的同时进行。
同步注浆在管片背后空隙形成的极短的时间内将其充填密实,从而使周围岩体获得及时的支撑,可有效地防止岩体的坍陷,控制地表的沉降。
2、二次补强注浆- 274 -- 275 -为提高背衬注浆层的防水性及密实度,必要时在同步注浆结束后进行补强注浆。
补强注浆一般在管片与岩壁间的空隙充填密实性差,致使地表沉降得不到有效控制的情况下才实施。
二、总体施工方案盾构掘进期间采用同步注浆方式用拌制好的水泥砂浆填充管片壁后,同时采用地表沉降监测进行信息反馈,结合洞内超声波或人工开孔等方法探测背衬后有无空洞的方法,综合判断是否需要进行二次补强注浆;二次补强注浆根据水文地质情况,及同步注浆效果等现场实际情况,有针对性的选择注浆材料,通过管片注浆孔(吊装孔)由外置注浆机注入管片壁后。
3.15.2 作业内容材料准备→浆液拌制→浆液运输与贮存→浆液注入→注浆系统清洗3.15.3 质量标准及验收方法根据 GB50299-1999《地下铁道工程施工及验收规范》(2003 版)中第 8.7.4 条规定:注浆时壁后空隙应全部填充密实,注浆量应控制在 130%~180%。
表 3.15.3-1 同步注浆基本性能参数表3.15.4 工艺流程及管理程序图一、施工流程图图 3.15.4-1 同步注浆施工流程图 图 3.15.4-2 二次补强注浆施工流程图二、管理程序图每一循环图3.15.4-3 注浆管理程序图3.15.5主要工序步骤及质量控制说明一、同步注浆工序步骤1、材料准备(1)砂要求采用细度模量 1.6~2.3 的细砂,不允许夹杂有 5mm 以上的豆石或杂物,需要时需对砂子进行过筛处理;(2)水泥、膨润土不能有结块现象。
2、浆液拌制(1)浆液配合比严格按工程师通知配合比配制;(2)原材料计量误差要控制在规范要求范围内;(3)投料顺序按水、水泥、砂依次进行;(4)搅拌时间控制在 2 分钟左右;(5)浆液配合比同步注浆与二次补强注浆配合比见下表:- 276 -表3.15.5-1 同步注浆配合比表3.15.5-2 同步注浆浆液性质表C(Cement)――水泥,F(Flyash)――粉煤灰,S(Sand)――砂,B(Bentnint)―― 膨润土,W(Water)――水;外加剂为上海麦斯特公司提供的 RH1100CA 引气剂(兼有缓凝作用)。