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盾构同步注浆料-隧道二次补浆方法

发布时间:2020-05-24 09:00人气:

                                                    盾构同步注浆料-隧道二次补浆方法
3.1 同步注浆的方式与定义
同步注浆是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管,在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行。浆液在盾尾空隙形成的瞬间及时起到充填作用,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。在地层稳定性差,采用模式掘进时,同步注浆的重要意义更为明显。
3.2 盾构同步注浆
当管片脱离盾尾后,在土体与管片之间会形成环形空隙。同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早与地层共同作用,防止地面变形过大而危及周围环境安全,同时作为管片外防水和结构加强层。
(1)注浆材料及配比设计
1)注浆材料
采用水泥砂浆作为同步注浆材料,该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。水泥采用42.5 抗硫酸盐水泥,以提高注浆结石体的耐腐蚀性,使管片处在耐腐蚀注浆结石体的包裹内,减弱地下水对管片混凝土的腐蚀。
2)浆液配比及主要物理力学指标根据盾构施工经验,同步注浆拟采用表3.2-1 所示的配比。在施工中,根据地层条件、地下水情况及周边条件等,通过现场试验优化确定。同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标:
A.胶凝时间 : 一般为 3~10h,根据地层条件和掘进速度,通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段,可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂,进一步缩短胶凝时间。
B.固结体强度:一天不小于0.2,28 天不小于 2.5 。
C.浆液结石率: >95%,即固结收缩率 <5%。D.浆液稳定性:倾析率(静置沉淀后上浮水体积与总体积之比)小于5%。
(2)同步注浆主要技术参数
1)注浆压力
注浆压力略大于该地层位置的静止水土压力,同时避免浆液进入盾构机的土仓中。最初的注浆压力是根据理论静止水土压力确定的,在实际掘进中将不断优化。如果注浆压力过大,会导致地面隆起和管片变形,还易漏浆。如果注浆压力过小,则浆液填充速度赶不上空隙形成速度,又会引起地面沉陷。一般而言,注浆压力取1.1~1.2 倍的静止水土压力,最大不超过3.0 ~4.0 。由于从盾尾圆周上多点同时注浆 ,考虑到水土压力的差别和防止管片大幅度下沉和浮起的需要,各点的注浆压力将不尽相同,并保持合适的压差,以达到最佳效果。在最初的压力设定时,下部每孔的压力比上部每孔的压力略大0.5 ~1.0 。
2)注浆量
根据刀盘开挖直径和管片外径,可以按下式计算出一环管片的注浆量。
π/4 ×K×L×(D1222)式中 :
V —— 一环注浆量( m
3)
L —— 环宽( m)
D1—— 开挖直径( m)
D2—— 管片外径( m)
K—— 扩大系数取 1.5 ~2
代入相关数据,可得 :
π/4 ×(1.5 ~2)×1.5 ×(39.4-36 )
=6.0 ~8.0m3/ 环
根据上面经验公式计算每环( 1.5m)注浆量 6.0 ~8.0m3。
3)注浆时间和掘进速度
在不同的地层中需根据不同凝结时间的浆液及掘进速度来具体控制注浆时间的长短。做到“掘进、注浆同步,不注浆、不掘进”,通过控制同步注浆压力和注浆量双重标准来确定注浆时间。注浆量和注浆压力达到设定值后才停止注浆,否则仍需补浆。同步注浆速度与掘进速度匹配 ,按盾构完成一环掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。
4)注浆结束标准及注浆效果检查
采用注浆压力和注浆量双指标控制标准,即当注浆压力达到设定值,注浆量达到设计值的 85%以上时,即可认为达到了质量要求。注浆效果检查主要采用分析法,即根据压力—注浆量 时间曲线,结合管片、地表及周围建筑物量测结果进行综合评价。必要时,对拱顶部分可采用超声波探测法通过频谱分析进行检查,对未满足要求的部位,进行补充注浆。
(3)同步注浆方法、工艺
壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件,继续注浆。盾尾密封采用三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空隙流入盾构机内部,确保壁后注浆的顺利进行。

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