盾构同步注浆及二次注浆方案

专项施工方案15-广州轨道交通二二二、八号号线延延伸线工工程盾构区间5标盾盾盾构工程程盾构同步注浆机机机及二次次注浆方案编制单位:上海吉原原公公司编制日期::二○○七年一月月工程概况【会石区间轨排排排井～广广州新新客站】和和【江江泰路站站～跃跃进村站站】两两个盾构构区间间，分别别位于于番禺区区和海海珠区。【会会石区间轨排排井～广州新新客站盾构区区间】线路从从会石区间轨轨排井开始后后向西南延伸伸，下穿密集集鱼塘群、过过石壁站，继继续向西南穿穿越浅埋密集集鱼塘群，后后到达广州新新客站，盾构构机解体、吊吊出、转场至至江泰路站；；【江泰路站站～跃进村站站盾构区间】线线路从江泰路路站出发沿江江南大道向北北至跃进村站站。【会石区间轨排排排井～广广州新新客站盾盾构区区间】里里程范范围为：：左线线长730..2262mm+2290..0993m(含长链0.12266m)；右线长729..881m++2994.442mm。【江泰泰路路站～跃跃进村村站盾构构区间间】里程程范围围为：右右线长长721..771m，左线ZCK长722..2287mm(含长链0.57777m)。整个标标段段线路平平面最最小曲线线半径径为600m，最大纵纵坡坡为25‰。【会石区间轨排排排井～广广州新新客站盾盾构区区间】地地处珠珠江三角角洲后后缘地带带，为为珠江水水网交交错的平平原区区，根据据场地地地貌成成因及及形态特特征，区区间地貌貌单元元主要表表现为为珠江三三角洲洲海陆冲冲积平平原地貌貌；区区间沿线线为农农田、苗苗圃、鱼鱼塘，塘深2～3m，沿线建建筑筑物少，场场地地开阔，地地下下没有管管线的的铺设，周周边边正处于于规划划开发阶阶段。【江泰路站～跃跃跃进村站站盾构构区间】沿沿线线地形较较平坦坦，地面面高程程为13.44m～17.88m，地貌单单元元属珠江江三角角洲冲积积平原原，微地地貌单单元有河河流冲冲淤积阶阶地、河河床（槽槽）、微微丘台地地。衬砌背后注浆的的的目的盾构施工中，随随随着盾构构的向向前推进进，当当管片脱脱离盾盾尾后，在在土土体与管管片之之间会形形成一一道宽度度为115～140mmm左右的环环行行空隙。若若不不将这一一空隙隙及时充充填则则管片周周围的的土体将将会松松动甚至至发生生坍塌，从从而而导致地地表沉沉降等不不良后后果。为为此必必须采用用注浆浆手段及及时将将盾尾建建筑空空隙加以以充填填。同时时，背背衬注浆浆还可可提高隧隧道的的止水性性能，使使管片所所受外外力能均均匀分分布，确确保管管片衬砌砌的早早期稳定定性。衬砌背后注浆的的的方式和和定义义同步注浆与即时时时注浆同步注浆是通过过过同步注注浆系系统及盾盾尾的的注浆管管，在在盾构向向前推推进盾尾尾空隙隙形成的的同时时进行。浆浆液液在盾尾尾空隙隙形成的的瞬间间及时起起到充充填作用用，从从而使周周围岩岩体获得得及时时的支撑撑，可可有效地地防止止岩体的的坍陷陷，控制制地表表的沉降降。在在地层稳稳定性性差，采采用EPB模式掘进进时时，同步步注浆浆的重要要意义义更为明明显。即时注浆是通过过过管片上上注浆浆孔将浆浆液注注入管片片背后后的方法法。其其浆液充充填时时间滞后后于掘掘进一定定的时时间。一一般运运用于自自稳能能力较强强的地地层。二次补强注浆为提高背衬注浆浆浆层的防防水性性及密实实度，考考虑前期期注浆浆效果不不佳以以及浆液液固结结率的影影响，必必要时在在同步步注浆结结束后后进行补补强注注浆。补补强注注浆一般般在管管片与岩岩壁间间的空隙隙充填填密实性性差，致致使地表表沉降降得不到到有效效控制的的情况况下才实实施。根根据地表表沉降降监测的的反馈馈信息，结结合合洞内超超声波波探测所所得的的背衬后后空洞洞情况，综综合合判断是是否需需要进行行补强强注浆。同步注浆注浆材料及配比比比设计注浆材料采用水泥砂浆作作作为同步步注浆浆材料，该该浆浆材具有有结石石率高、结结石石体强度度高、耐耐久性好好和能能防止地地下水水浸析的的特点点。水泥泥采用用42.5抗硫酸盐盐水水泥，以以提高高注浆结结石体体的耐腐腐蚀性性，使管管片处处在耐腐腐蚀注注浆结石石体的的包裹内内，减减弱地下下水对对管片混混凝土土的腐蚀蚀。浆液配比及主要要要物理力力学指指标根据盾构施工经经经验，同同步注注浆拟采采用表表1所示的配配比比。在施施工中中，根据据地层层条件、地地下下水情况况及周周边条件件等，通通过现场场试验验优化确确定。同同步注浆浆浆液液的主要要物理理力学性性能应应满足下下列指指标:表1同步注浆浆材料料配比和和性能指指标表表水泥（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）砂（kg）水（kg）外加剂80～140381～2411160～50710～93444460～47000按需要根据试验验验加入胶凝时间:一般般般为3～10h，根据地地层层条件和和掘进进速度，通通过过现场试试验加加入促凝凝剂及及变更配配比来来调整胶胶凝时时间。对对于强强透水地地层和和需要注注浆提提供较高高的早早期强度度的地地段，可可通过过现场试试验进进一步调调整配配比和加加入早早强剂，进进一一步缩短短胶凝凝时间。固结体强度:一一一天不小小于0.2MMPPa，28天不小于2.5MMPPa。浆液结石率:>>>95%，即固结结收收缩率<5%。浆液稠度:8～～～12cm。浆液稳定性:倾倾倾析率（静静置置沉淀后后上浮浮水体积积与总总体积之之比）小小于5%。同步注浆主要技技技术参数数注浆压力注浆压力略大于于于该地层层位置置的静止止水土土压力，同同时时避免浆浆液进进入盾构构机的的土仓中中。最初的注浆压力力力是根据据理论论静止水水土压压力确定定的，在在实际掘掘进中中将不断断优化化。如果果注浆浆压力过过大，会会导致地地面隆隆起和管管片变变形，还还易漏漏浆。如如果注注浆压力力过小小，则浆浆液填填充速度度赶不不上空隙隙形成成速度，又又会会引起地地面沉沉陷。一一般而而言，注注浆压压力取1.1～1.2倍的静止止水水土压力力，最最大不超超过3.0～4.0bbaar。由于从盾尾圆周周周上的四四个点点同时注注浆，考考虑到水水土压压力的差差别和和防止管管片大大幅度下下沉和和浮起的的需要要，各点点的注注浆压力力将不不同，并并保持持合适的的压差差，以达达到最最佳效果果。在在最初的的压力力设定时时，下下部每孔孔的压压力比上上部每每孔的压压力略略大0.5～1.0bbaar。注浆量根据刀盘开挖直直直径和管管片外外径，可可以按按下式计计算出出一环管管片的的注浆量量。V=π/4×KK×LL×（D2--DD22）式中:V——一环注浆浆量量（m3）L——环宽宽（m）D1——开挖挖直径（m）D2——管片片外径（m）K——扩大系系数取11.5～2代入相关数据，可可得:V=π/4×((1..5～2)×11..5×（39.44--36）=6.0～8.0mm3/环根据上面经验公公公式计算算，注注浆量取取环形形间隙理理论体体积的1.5～2倍，则每每环环（1.5m）注浆量Q=6..0～8.0mm3。注浆时间和速度度度在不同的地层中中中根据需需不同同凝结时时间的的浆液及及掘进进速度来来具体体控制注注浆时时间的长长短。做做到“掘进、注注浆浆同步，不不注注浆、不不掘进进”，通过控控制制同步注注浆压压力和注注浆量量双重标标准来来确定注注浆时时间。注注浆量量和注浆浆压力力达到设设定值值后才停停止注注浆，否否则仍仍需补浆浆。同步注浆速度与与与掘进速速度匹匹配，按按盾构构完成一一环掘掘进的时时间内内完成当当环注注浆量来来确定定其平均均注浆浆速度。注注浆浆结束标标准及及注浆效效果检检查采用注浆压力和和和注浆量量双指指标控制制标准准，即当当注浆浆压力达达到设设定值，注注浆浆量达到到设计计值的85%以上时，即即即可认为为达到到了质量量要求求。注浆效果检查主主主要采用用分析析法，即即根据据压力-注浆量-时间曲线线，结结合管片片、地地表及周周围建建筑物量量测结结果进行行综合合评价。对对拱拱顶部分分采用用超声波波探测测法通过过频谱谱分析进进行检检查，对对未满满足要求求的部部位，进进行补补充注浆浆。同步注浆方法、工工艺壁后注浆装置由由由注浆泵泵、清清洗泵、储储浆浆槽、管管路、阀阀件等组组成，安安装在第第一节节台车上上。当当盾构掘掘进时时，注浆浆泵将将储浆槽槽中的的浆液泵泵出，通通过四条条独立立的输浆浆管道道，通到到盾尾尾壳体内内的4根同步注注浆浆管，对对管片片外表面面的环环行空隙隙中进进行同步步注浆浆，见“图1同步注注浆浆示意图”，在每条条输输浆管道道上都都有一个个压力力传感器器，在在每个注注浆点点都有监监控设设备监视视每环环的注浆浆量和和注浆压压力；；而且每每条注注浆管道道上设设有两个个调整整阀，当当压力力达到最最大时时，其中中一个个阀就会会使注注浆泵关关闭，而而当压力力达到到最小时时，另另外一个个阀就就会使注注浆泵泵打开，继继续续注浆。盾尾密封采用三三三道钢丝丝刷加加注盾尾尾油脂脂密封，确确保保周边地地基的的土砂和和地下下水、衬衬背注注浆材料料、开开挖面的的水和和泥土从从外壳壳内表面面和管管片外周周部之之间缝隙隙不会会流入盾盾构里里，确保保壁后后注浆的的顺利利进行。图1同步注浆浆浆示意图注浆量和注浆压压压力的大大小可可以实现现自动动控制和和手动动控制，手手动动控制可可对每每一条管管道进进行单个个控制制，而自自动控控制可实实现对对所有管管道的的同时控控制。注注浆工艺艺流程程及管理理程序序见“图2管片片衬衬砌背后后同步步注浆工工艺流流程及管管理程程序”。nononoyesyes注浆系统准备参数设计设定控制方式注浆注浆工况分析继续注浆注浆完成注浆效果检查下一循环数据采集与管理采取补强注浆措施调整控制方式和参数清洗设备和管路noyes配制浆液检验试验运输浆液信息反馈图2管片衬砌砌砌背后同步步注注浆工艺艺流程程及管理理程序序同步注浆的注意意意事项在开工前制定详详详细的注注浆作作业指导导书，并并进行详详细的的浆材配配比试试验，选选定合合适的注注浆材材料及浆浆液配配比。制订详细的注浆浆浆施工设设计和和工艺流流程及及注浆质质量控控制程序序，严严格按要要求实实施注浆浆、检检查、记记录、分分析，及及时做做出P（注浆压压力力）－Q（注浆量量）－－t（时间）曲曲曲线，分分析注注浆速度度与掘掘进速度度的关关系，评评价注注浆效果果，反反馈指导导下次次注浆。成立专业注浆作作作业组，由由富富有经验验的注注浆工程程师负负责现场场注浆浆技术和和管理理工作。根据洞内管片衬衬衬砌变形形和地地面及周周围建建筑物变变形监监测结果果，及及时进行行信息息反馈，修修正正注浆参参数和和施工工工艺，发发现情况况及时时解决。做好注浆设备的的的维修保保养，注注浆材料料供应应，定时时对注注浆管路路及设设备进行行清洗洗，保证证注浆浆作业顺顺利连连续不中中断进进行。环形间隙充填不不不够、结结构与与地层变变形不不能得到到有效效控制或或变形形危及地地面建建筑物安安全时时、或存存在地地下水渗渗漏区区段，在在必要要时通过过吊装装孔对管管片背背后进行行二次次补强注注浆。在石壁站～广州州州新客站站区间间，由于于盾构构隧道埋埋深较较浅地质质较差差，在同同步注注浆时严严格控控制注浆浆压力力，防止止冒顶顶现象发发生。二次注浆盾构机穿越后考考考虑到环环境保保护和隧隧道稳稳定因素素，如如发现同同步注注浆有不不足的的地方，通通过过管片中中部的的注浆孔孔进行行二次补补注浆浆，补充充一次次注浆未未填充充部分和和体积积减少部部分，从从而减少少盾构构机通过过后土土体的后后期沉沉降，减减轻隧隧道的防防水压压力，提提高止止水效果果。二次注浆的注浆浆浆方式首先是先注水泥泥泥浆液（膨膨润润土、粉粉煤灰灰、黄沙沙、水水、水泥泥）对对背衬进进行填填充，然然后是是注水玻璃璃双双液浆对注注浆浆孔（开开孔位位置）进进行封封口。注浆浆液的配比比比二次注浆采用水水水泥浆以及及水玻璃双双液浆，二二次次注浆总总的配配比为：：（/m3）水泥浆膨润土：粉煤灰灰灰：黄沙沙：水水：水泥泥＝100kkgg：400kkg：680kkg：430kkg：160kkgg水玻璃双液浆水泥浆水灰比000.5，水泥浆浆和和水玻璃璃比例例1∶1。注浆量二次注浆的水泥泥泥浆注浆压压力力为0.2MMp～0.4MMp，浆液流流量量：10～15L//MMin，使浆液液能能沿管片片外壁壁较均匀匀的渗渗流，而而不致致劈裂土土体，形形成团状状加固固区，影影响注注浆效果果；水水玻璃双双液浆浆注浆压力力为0.3MMp～0.6MMp。二次注浆一般每每每5环注一次次。形形成有一一定范范围的环环箍，从从而限制制隧道道的变形形和沉沉降。注注浆孔孔位为支支撑块块和连接接块的的中心孔孔，长长区间如如遇邻邻接块注注浆孔孔封住时时，在在下一环环注浆浆。每5环注浆量一一般般约为2m3，并根据据实实际隧道道沉降降监测情情况调调整，以以保证证隧道线线形在在规范要要求范范围内。施工设备二次注浆使用专专专用的泥泥浆泵泵，注浆浆前凿凿穿管片片吊装装孔外侧侧保护护层，安安装专专用注浆浆接头头。设备数量液压注浆机1台灰浆输送泵1台储浆桶2个注浆管若干质量控制工程质量保证制制制度：成立工程项目经经经理负责责人质质量管理理小组组，完善善质量量保证体体系的的质量管管理责责任制，严严格格按照质质量体体系中规规定的的责权要要求运运行。定期召开质量分分分析会议议，组组织质量量教育育，严格格执行行“三检”制度，加加强强技术交交底工工作，强强化工工序控制制，由由责任化化强经经验丰富富的工工程师提提任质质量控制制人员员，配合合监理理工程师师实施施监督检检查，保保证工程程质量量。加强现场施工材材材料管理理，严严格执行行进料料检验程程序，保保证施工工材料料满足设设计和和规范要要求，不不合格材材料不不得进场场使用用，确保保工程程质量。配备好施工机具具具和计量量工具具以满足足施工工要求，建建立立健全各各种资资料、原原始记记录、使使之成成为评价价工程程质量的的重要要依据。加强与甲方，监监监理的配配合，认认真接受受指导导和监督督。工程质量措施：：：配料：采用经计计计量准确确的计计量工具具，严严格按照照以设设计配方方配料料施工。注浆：注浆一定定定要按程程序施施工，每每段进进浆要准准确，注注浆压力力一定定要严格格控制制，专人人操作作。当压压力突突然上升升或从从孔壁、地地面面溢浆时时，应应立即停停止注注浆，每每段注注浆量应应严格格设计进进行，跑跑浆时，应应采采取措施施确保保注浆量量满足足设计要要求。注浆完成后，应应应采用措措施保保证注浆浆水不不溢浆跑跑浆。每道工序均要按按按排专人人，负负责每道道工序序的操作作记录录。整个注浆施工应应应密切注注意和和防止地地面出出水溢浆浆、隆隆起等情情况，加加强对施施工地