同步注浆施工技术.ppt

,同步注浆施工技术,一、同步注浆的原理,随着盾构的推进，在管片和土体之间会出现建筑间隙。为了填充这些间隙，就要在盾构机推进过程中，保持一定压力（综合考虑注入量）不间断地从盾尾直接向壁后注浆，当盾构机推进结束时，停止注浆。这种方法是在环形建筑空隙形成的同时用浆液将其填充的注浆方式。,同步注浆施工技术,二、同步注浆施工流程,拌 浆,浆液运输,推进同步注浆,同步注浆施工技术,同步注浆施工技术,浆液运输,同步注浆施工技术,掘进同步注浆,同步注浆施工技术,三、同步注浆作用,1、防止地表变形,同步注浆施工技术,三、同步注浆作用,2、减少隧道沉降量,同步注浆施工技术,三、同步注浆作用,3、增加衬砌接缝的防水功能,同步注浆施工技术,三、同步注浆作用,4、改善衬砌的受力状况,同步注浆施工技术,三、同步注浆作用,5、有利于盾构纠偏,目标轴线,实际轴线,同步注浆施工技术,四、同步注浆材料,1、原材料,黄 沙,水 泥,膨润土,粉煤灰,水玻璃,同步注浆施工技术,四、同步注浆材料,2、材料要求,和易性要好。要易搅拌，易输送，在运输过程当中能保持不离析、不沉淀、要具有能填充空隙的流动性,凝结时间要合适。初凝要快，即压出去的浆体在短时间内达到初凝，使浆体不易流失，保证压浆质量；终凝要慢，即要求压出的浆体在较长时间内应具有塑性，这样可防止破坏盾尾密封装置,要有一定的强度。压浆的作用之一是支护地层，不使地层产生沉降变形，所以要求浆体在凝固前有一定的早期强度，而凝固后的强度要略高于原状土,收缩率要小。浆体凝固时产生的体积收缩要小，其目的也是为了减少地表变形,同步注浆施工技术,五、拌浆设备与压浆设备,同步注浆施工技术,五、拌浆设备与压浆设备,2、压浆设备,同步注浆施工技术,六、浆液配合比,压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定。,惰性浆液在主要成分加量不变的情况下，只需调节添加剂的加量就能有效地控制、调节浆液的性能。在施工过程中，可以比较方便地对浆液的性能进行调整，以适应不同地层、不同掘进进度对浆液性能的要求,同步注浆施工技术,七、注浆工艺参数的确定,1、注浆量的计算,要保证有足够的浆液能很好的填充管片与地层之间的空隙。注浆量根据盾构施工环形间隙注浆量经验计算公式确定,（1）计算基本原则,浆液压注要及时、均匀、足量，确保其建筑空隙得以及时和足量的充填。压浆量的多少，将直接影响到地表变形量的大小。,同步注浆的注入量受浆液向土体中的渗透、泄露损失（浆液流到注入区域之外）、小曲率半径施工、超挖、壁后注浆所用浆液的种类等多种因素的影响。,同步注浆施工技术,七、注浆工艺参数的确定,1、注浆量的计算,（2）计算公式,实际施工注浆量应通过监测地表变形情况而定。,同步注浆施工技术,七、注浆工艺参数的确定,2、注浆压力的计算,一般来说，土压平衡盾构机在盾尾处设有四个浆液注入点，盾尾同步注浆的压力因浆液注入点位置的不同而不同。,同步注浆施工技术,七、注浆工艺参数的确定,2、注浆压力的计算,则a1、a4点处注浆压力理论计算值为： 拱顶水土压力+管道中的压力损失 最大注入压力为 （拱顶水土压力+管道中的压力损失）1.25 最小注入压力为 （拱顶水土压力+管道中的压力损失）0.75 a2和a3点处注浆压力理论计算值为 拱顶水土压力+管道中的压力损失+侧压力系数h+水h 则最大注入压力为： （拱顶水土压力+管道中的压力损失+侧压力系数h+水h)1.25 最小注入压力为： （拱顶水土压力+管道中的压力损失+侧压力系数h+水h）0.75,实际操作过程中，可根据以上理论计算所得结果分别设定a1、a2、a3、a4点的注浆压力。根据以往上海地铁的施工经验，泵送出口处的压力一般控制在0.3mpa左右，并根据施工情况（隧道埋深、地面建筑物特点等）确定。,同步注浆施工技术,八、注浆工艺,1、盾构始发段同步注浆,同步注浆孔,洞门防水铰链板 （袜套）,同步注浆施工技术,八、注浆工艺,1、盾构始发段同步注浆,同步注浆施工技术,八、注浆工艺,2、盾构掘进正常段同步注浆,（1）每环开始推进前，先拌制足够一环使用的浆液打入注浆罐。当开始掘进后，保证注浆罐储存的浆液能够满足同步注浆要求，保证施工的连续性。 （2）严格控制同步注浆量和浆液质量，通过同步注浆及时填充建筑空隙，减少施工过程中土体的变形。做好地面变形情况及地表监测分析，及时调整注浆量 （3） 要合理控制注浆压力，尽量作到填充而不是劈裂。注浆压力过大，管片外的土层将会被浆液扰动而造成较大的沉降，并易造成跑浆。同时，注浆压力过小填充速度过慢，填充不足，也会使变形增大。 （4）在管片脱出盾尾5环后，对管片的建筑空隙进行壁后二次注浆，整个区间每隔5环注浆一次，压浆量的控制根据变形信息确定。,同步注浆施工技术,八、注浆工艺,3、盾构掘进小半径曲线段同步注浆,（1） 小半径曲线施工时，管片从盾尾脱出后如果不能立即与周围土体形成一体，盾构推进就不能充分取得反力，导致产生较大的管片变形和隧道位移的危险性。 （2） 同步注浆浆液应选择体积变化小，早期强度高的注浆材料。 （3） 曲线段推进必然导致土体损失的增加。由于设计轴线为圆滑曲线，而盾构是一定长度的直线，故在实际推进过程中，实际掘进轴线必然为一段段折线，且曲线外侧出土量又大，这样必然造成曲线外侧土体的损失，并存在施工空隙。因此在曲线段推进过程中同步注浆必须加强对曲线段外侧的压浆量，以填补施工空隙，加固外侧土体，使盾构顺利沿设计轴线推进。注入量的多少还是以地表沉降监测为指导。,同步注浆施工技术,八、注浆工艺,4、盾构掘进浅覆土段同步注浆,浅覆土地段的壁后注浆，由于盾尾建筑空隙会立即影响到地面或地下建（构）筑物，要进行充分的壁后注浆管理以控制地层变形，同步注浆宜使用有早期强度的壁后注浆材料，同时，要通过实验确定注浆压力及注浆量。,同步注浆施工技术,八、注浆工艺,5、盾构掘进大坡度段同步注浆,大坡度施工中的壁后注浆材料，宜采用体积变化小，早期强度高的 瞬结性材料。下坡度时，容易出现漏浆现象。出现漏浆现象可采取以下措施预防解决这一问题： （1）同步注浆的同时应当注意盾尾油脂的及时填充，盾尾刷及盾尾油脂的配合使用能起到阻挡浆液倒流，避免漏浆。 （2）在盾尾油脂压注到位的情况下，盾尾漏浆大多是由于注浆压力过高或注入速度过快造成，可以通过控制推进速度，调整同步注浆流量及调整注浆压力，防止浆液击穿盾尾漏浆 （3）在出现漏浆的情况下，应当立即停止压浆，压注盾尾油脂，在管片间隙漏浆处塞上海绵条等防漏材料，待漏浆结束后在推进过程中适当加大注浆量，填补漏失的浆液，同时，根据监测报表决定是否进行壁后二次注浆,同步注浆施工技术,八、注浆工艺,6、盾构穿越建筑物及重要管线同步注浆,（1）穿越建筑物及重要管线前，应当对建筑物的桩基基础类型、埋深、建造年代及管线的口径、埋深、走向等进行详细的勘查，综合考虑该处的地质情况确定同步注浆参数。 （2）同步注浆的浆液在填补建筑空隙时可能会存在一定间隙，且浆液的收缩变形也存在地面沉降的隐患，因此在隧道掘进的同时，根据地面监测情况，必要时进行二次壁后注浆，浆液视情况采用单液浆或双液浆。浆液通过管片的注浆孔注入地层，并在施工时采取推进和注浆联动的方式，注浆未达到要求，盾构暂停推进，以防止土体变形。根据施工中的变形监测情况，随时调整注浆量及注浆参数，壁后二次注浆根据地面监测情况随时调整，从而使地层变形量减至最小，达到保护建筑物及管线的目的。,同步注浆施工技术,八、注浆工艺,7、盾构盾构掘进进洞段同步注浆,进洞段同步注浆施工除了填充建筑空隙，控制地面沉降外，还应配合盾构轴线控制，采取灵活多变的注浆方式，确保盾构顺利进洞，当盾构机靠上盾构基座后停止同步注浆，待盾构机进入完全停靠在盾构基座，洞门封死后在进行洞门的补压浆，防止水土流失,同步注浆施工技术,八、注浆工艺,8、壁后二次注浆,（1）盾尾间隙已在盾构施工同步注浆时充分填充，如再超量进行注浆，有可能扰乱土体，引起地面隆起和压实沉降等问题。所以二次注浆基本上不需进行。如果出现管片漏水等现象时，则根据实际情况，对注浆方法和材料确定后，进行补充注浆。 （2）压浆时指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。 （3）为防止浆液在注浆系统内的硬化，定时对工作面注浆系统及地面上的拌浆系统进行清洗，清洗时间根据实际情况确定。 壁后二次补注浆浆液配比如下表：,壁后二次补注浆浆液配比(重量比),同步注浆施工技术,八、注浆工艺,8、壁后二次注浆,同步注浆施工技术,八、注浆工艺,9、其它,上海地层属于软土层，地下水位高，土质的含水量基本饱和，所以应一次注浆体材料，以防土体流失。盾尾后间隙一旦形成，应立即进行压浆，并保持一定的压力，压浆工艺对盾尾密封要求较高，要有一个不易漏浆的盾尾密封装置，并有堵浆的措施及备有堵浆的设备和材料。施工中如果发现注入量持续增多时，必须检查超挖、漏失等因素。而注入量低于预定注入量时，可以考虑是注入浆液的配比、注入时期、盾构推进速度过快或出现故障所致，必须认真检查采取相应的措施，一般可采取加大注浆压力或在盾构掘进后进行补浆,同步注浆施工技术,九、同步注浆常见问题及解决措施,1、浆液质量不符合质量标准,同步注浆施工技术,九、同步注浆常见问题及解决措施,1、浆液质量不符合质量标准,预防措施,（1）根据盾构的形式、压浆工艺、土质情况、环境保护的控制要求及经济效益正确设计浆液配比，并通过试验，使其符合施工要求； （2）应在满足合理的精度前提下，考虑使用简单可靠的计量器具。同时应保养好计量器具，定时作检定。发现计量器具精度误差超标，应及时校正或换新； （3）对拌浆材料的质量进行有效的管理。保证各种材料采购的渠道，并附有相应的质量保证单。应按规定对材料进行质量抽检； （4）拌浆设备的工作环境差，使用中要主要定期维修保养，经常清洗拌浆机。如在使用中机械发生故障应及时修复，不能让设备带病作业； （5）浆液的输送应视浆液的性能而定，选择合理的输送方法。用管路输送时，管子的直径要适当；用拌浆车输送时，拌浆车上的拌浆机应有充分的搅拌能力； （6）加强对拌制后浆液的检测，要确保浆液的质量符合施工所需。,同步注浆施工技术,九、同步注浆常见问题及解决措施,1、浆液质量不符合质量标准,治理方法,（1）不符合要求的浆液重新进行拌浆； （2）不符合质量要求的原材料不得使用； （3）如浆液经使用确认配比设计不合理，应及时作配合比的设计和试 验，最好决定出实际应使用的配合比； （4）更换浆液运输设备，以适应浆液性能及压浆工艺。,同步注浆施工技术,九、同步注浆常见问题及解决措施,2、沿隧道轴线地层变形量大,同步注浆施工技术,九、同步注浆常见问题及解决措施,2、沿隧道轴线地层变形量大,同步注浆施工技术,九、同步注浆常见问题及解决措施,2、沿