同步注浆技术PPT课件

-,1,盾构法隧道施工-同步注浆技术,同步注浆技术,同步注浆总述,注浆常见问题及解决方法,注浆工艺,注浆参数及设备,拌浆,1、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。,一、同步注浆总述,一、同步注浆总述,2、同步注浆的目的和作用,通过注浆对建筑空隙进行充填，以达到以下目的：控制地面沉降稳定隧道结构（包括减少隧道后期沉降、改善隧道衬砌防水等）辅助纠偏,控制地面沉降,一、同步注浆总述,2、同步注浆的目的和作用,减少隧道沉降量,一、同步注浆总述,2、同步注浆的目的和作用,增加衬砌接缝的防水功能,一、同步注浆总述,2、同步注浆的目的和作用,改善衬砌的受力状况,一、同步注浆总述,2、同步注浆的目的和作用,有利于盾构纠偏,目标轴线,实际轴线,一、同步注浆总述,2、同步注浆的目的和作用,一、同步注浆总述,3、同步注浆的演变,惰性浆液，该浆液主要由粉煤灰、膨润土、砂和水组成，实际应用中该浆液虽然有不易堵塞注浆管等优点，但是也具有含水量高、抗液化强度低、充填效果差、容易引起地表沉降和隧道后期沉降等缺点。为了克服惰性浆液的缺点，有人对浆液进行了改良，如果在原有浆液的基础上加入水泥和其他外加剂。改良后的浆液（可硬性浆液）在地层内会固结并具有一定强度，较好地解决了使用惰性浆液带来的缺点。,拌浆,浆液运输,推进同步注浆,一、同步注浆总述,4、同步注浆工作流程,浆液运输,掘进同步注浆,1、拌浆间布置,二、拌浆,应远离生活区；应便于卸料；应布置在井口附近；选择的拌浆机其拌合能力能满足进度要求。,2、原材料,黄沙,水泥,膨润土,粉煤灰,外加剂,二、拌浆,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,3、原材料要求,二、拌浆,4、拌浆设备,二、拌浆,5、浆液配合比,做好隧道同步注浆，应加强对浆液质量的控制，严格控制浆液配比，根据所处土质、施工环境选择适合本地区的浆液配比。一般来说，设计图纸中对于浆液指标（泌水率、浆液1天强度、28天强度等）均有明确规定，进行浆液配比时须满足图纸要求。,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,二、拌浆,6、质量控制,做好进场拌浆材料的控制，杜绝不合格品进场,二、拌浆,做好拌浆记录，便于控制浆液质量,做好稠度抽检，控制浆液质量,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、泄漏损失（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。,三、注浆参数及设备,（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。,1、注浆量的计算,三、注浆参数及设备,2、注浆压力的计算,对于863盾构而言，盾构机在盾尾处设有4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。,压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定，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,三、注浆参数及设备,2、注浆压力的计算,三、注浆参数及设备,注浆压力主要根据压浆点处的水土压力、管道中的压力损失、地面超载等各方面来确定。对于顶部的注浆孔，主要考虑上部水土压力、地面超载和管道中的压力损失确定注浆压力；对于中部和中下部的注浆孔，还需考虑侧向土压力的影响；,可同时对四个注浆口进行注浆，一般采用上部两个注浆口同步注浆。,包括储浆罐、注浆泵和控制面板三部分,采用不间断加压方法来进行注浆,采用了注浆压力自动控制系统，一面使压力保持不变，一面直接向盾尾建筑空隙注浆。通过电磁流量计在监测流量的同时进行自动注浆。,浆罐带有搅拌轴和叶片，注浆过程中可以对浆液不停的搅拌，保证浆液的流动性，减少材料分离现象。,3、注浆设备,三、注浆参数及设备,1、盾构始发段同步注浆,四、注浆工艺,1、盾构始发段同步注浆,四、注浆工艺,同步注浆孔,洞门防水铰链板（袜套）,1、盾构始发段同步注浆,四、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，尽量做到填充而不是劈裂。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）根据设计要求、地面沉降、隧道后期变形信息，对管片的建筑空隙进行壁后二次注浆，压浆量的控制根据变形信息确定。,四、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，由此可能会造成较大的管片变形和隧道位移。（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。,四、注浆工艺,4、盾构掘进浅覆土段同步注浆,在浅覆土地段的施工中，如果盾尾建筑空隙不能及时得到填充，则会立即造成地面或地下建（构）筑物的沉降，因此要进行充分的注浆管理以控制地层变形，同步注浆宜使用初凝时间较短的注浆材料，并应通过沉降监测及时进行壁后注浆。另外，要通过实验确定注浆压力及注浆量，注浆压力不宜过高，以免顶破上覆土层。,四、注浆工艺,5、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。,四、注浆工艺,6、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，当盾构切口进入井内时停止同步注浆，盾构机快速推进拼装，待盾构机整体进入井内，洞门封死后马上进行洞门的补压浆，填充进洞段建筑空隙，减少地面沉降。,四、注浆工艺,7、壁后二次注浆,（1）盾尾建筑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，有可能再次扰动土体，引起地面隆起和压实沉降等问题。所以正常情况下基本上不进行二次注浆（设计规定的除外）。只有在地面出现过大沉降或出现管片漏水等现象时，根据实际情况，选择适合的浆液类型（单液浆或双液浆），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。,四、注浆工艺,8、几个关键点,盾尾后间隙一旦形成，应立即进行压浆，并保持一定的压力；压浆对盾尾密封要求较高，要有一个不易漏浆的盾尾密封装置，施工中保持盾尾油脂压力（下坡段推进时尤显重要）；有封堵的措施及备有相应的设备和材料；时刻关注监测报表，保证动态信息传递，及时调整施工措施；施工中密切注意推进速度、注浆量、注浆压力等各施工参数是否匹配，若有不足及时调整。,四、注浆工艺,1、浆液质量不符合质量标准,五、注浆常见问题及解决方法,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。,1、浆液质量不符合质量标准,五、注浆常见问题及解决方法,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