盾构掘进管片拼装及壁后注浆质量控制

PAGE第16页共9页盾构掘进、管片片拼装及壁壁后注浆质质量控制盾构掘进2.1.1掘进进进流程掘进流程见图222-1--1。2.1.2掘进进进模式用于本合同段掘掘掘进施工工的土土压平衡衡盾构构的开挖挖土仓仓由刀盘盘、切切口环、隔隔板板、土压压传感感器及膨膨润土土添加、泡泡沫沫注入系系统组组成。根根据本本合同段段隧道道地层条条件，需需选择土土压平平衡模式式进行行本合同同段区区间隧道道的掘掘进。土土压平平衡掘进进模式式中土仓仓压力力的保持首先需选选选定土仓仓压力力，掘进进过程程中通过过调整整推进力力实现现推进速速度控控制、通通过调调整螺旋旋输送送机转速速实现现出碴量量控制制。具体体方法法如下：：（1）土仓压力力值值P的选定P值应能与地层层层土压力和和静静水压力力相平平衡，设设刀盘盘中心地地层静静水压力力、土土压力之之和为为P0，则P＝KP0，K一般取1.0～1.3。掘进施施工工过程中中土仓仓压力根根据试试掘进时时取得得的经验验参数数并结合合盾构构所在位位置的的埋深、土土层层状况及及地表表监测结结果进进行调整整与控控制。图2-1-1盾构掘进控制程序图（2）推进速度度控控制图2-1-1盾构掘进控制程序图为保持土仓压力力力的稳定，掘掘进进速度必须须与与螺旋输输送机机的转速速相符符合，同时时必必须兼顾顾注浆浆，确保保浆液液能均匀匀填实实管片与与地层层的空隙隙，根根据施工工的实实际情况况确定定并调整整掘进进速度控制制推推进油缸缸的推推力。（3）出碴量的的控控制每环掘进出碴量量量根据试试掘进进段取得得的参参数进行行控制制。出碴碴量控控制可通通过推推进速度度与螺螺旋输送送机转转速来实实现。2.1.3姿态态态控制（1）姿态监控控系系统盾构姿态监控通通通过SLS--T自动导向向系系统和人人工测测量复核核进行行盾构姿姿态监监测。随随着盾盾构推进进导向向系统后后视基基准点需需要前前移，必必须通通过人工工测量量来进行行精确确定位。为为保保证推进进方向向的准确确可靠靠，拟每30～50m进行一次次人人工测量量，以以校核自自动导导向系统统的测测量数据据并复复核盾构构机的的位置、姿姿态态，确保保盾构构掘进方方向的的正确。（2）调整与控控制制盾构共16组推推推进油缸缸，分分五区，每每区区油缸可可独立立控制推推进油油压。盾盾构姿姿态调整整与控控制便可可通过过分区调调整推推进油缸缸压力力事项盾盾构掘掘进方向向调整整与控制制。（3）纠偏措施施1）滚动纠偏刀盘切削土体的的的扭矩主主要是是由盾构构壳体体与洞壁壁之间间形成的的摩擦擦力矩来来平衡衡，当摩摩擦力力矩无法法平衡衡刀盘切切削土土体产生生的扭扭矩时将将引起起盾构本本体的的滚动。盾盾构构滚动偏偏差可可通过转转换刀刀盘旋转转方向向来实现现。2）竖直方向纠纠纠偏控制盾构机方向向向的主要要因素素是千斤斤顶的的单侧推推力，它它与盾构构机姿姿态变化化量间间的关系系非常常离散，需需要要靠人的的经验验来掌握握。当当盾构机机出现现下俯时时，可可加大下下侧千千斤顶的的推力力，当盾盾构机机出现上上仰时时，可加加大上上侧千斤斤顶的的推力来来进行行纠偏。同同时时还必须须考虑虑到刀盘盘前面面地质因因素的的影响综综合来来调节，从从而而到达一一个比比较理想想的控控制效果果。3）水平方向纠纠纠偏与竖直方向纠偏偏偏的原理理一样样，左偏偏时应应加大左左侧千千斤顶的的推进进压力，右右偏偏时则应应加大大右侧千千斤顶顶的推进进压力力，并兼兼顾地地质因素素。（4）方向控制制及及纠偏注意意意事项1）在切换刀盘盘盘转动方向向时时，应保保留适适当的时时间间间隔，切切换速速度不宜宜过快快，切换换速度度过快可可能造造成管片片受力力状态突突变，而而使管片片损坏坏。2）根据掌子面面面地层情况况应应及时调调整掘掘进参数数，调调整掘进进方向向时应设设置警警戒值与与限制制值。当当盾构构姿态接接近警警戒值时时就应应该实行行纠偏偏程序。3）蛇行修正及及及纠偏时应应缓缓慢进行行，如如修正过过程过过急，蛇蛇行反反而更加加明显显。在直直线推推进的情情况下下，应选选取盾盾构当前前所在在位置点点与设设计线上上远方方的一点点作一一直线，然然后后再以这这条线线为新的的基准准进行线线形管管理。在在曲线线推进的的情况况下，应应使盾盾构当前前所在在位置点点与远远方点的的连线线同设计计曲线线相切。4）推进油缸油油油压的调整整不不宜过快快、过过大，否否则可可能造成成管片片局部破破损甚甚至开裂裂。5）正确进行管管管片选型，确确保拼装质量量与精度，以以使管片端面面尽可能与计计划的掘进方方向垂直。6）盾构始发到到到达时方向向控控制极其其重要要，应按按照始始发、到到达掘掘进的有有关技技术要求求，做做好测量量定位位工作。2.1.4姿态态态偏差要要求盾构在掘进过程程程中应严严格控控制盾构构推进进轴线，在在直直线段和和半径径不小于500m的曲线段段，盾盾构机轴轴线的的允许偏偏差应应为：平平面±5mm、高程±20mmm；在半径径小小于500m的曲线段段，盾盾构机轴轴线的的允许偏偏差为为：平面±8mm、高程±25mmm。2.1.5质量量量保证（1）掘进施工工参参数应根据据据工程水水文地地质情况况作出出包括掘掘进模模式、土土仓压压力、总总推力力、掘进进速度度、刀盘盘转速速、刀具具贯入入量以及及碴土土改良方方法、碴碴土管理理等决决定，不不得随随意更改改相应应掘进参参数。（2）在施工进进行行期间结合合合地面监监测反反馈信息息及实实际施工工情况况进行总总结分分析，对对掘进进参数进进行动动态管理理，在在施工过过程中中对掘进进参数数进行不不断的的优化。（3）掘进时应应根根据工程水水水文地质质条件件相适应应的碴碴土改良良方式式对碴土土进行行改良，以以保保证碴土土的流流塑性和和止水水性。（4）结合地面面沉沉降监测反反反馈信息息，对对出碴量量控制制标准进进行调调整，实实现碴碴土管理理的最最优化。管片拼装2.2.1管片片片及止水水材料料管片内径540000mm，外径60000mmm，衬砌管管片片分为6块：3块标准块块（A型），2块邻接块块（B型）和1块封顶块块（C型），环环片片厚度为为300mm，环环片片宽度为为1200mmm。左左右转弯弯环管管片最大大楔形形量为48mm。采用弯弯曲曲螺栓连连接，环环向共12根螺栓，纵纵纵向共16根螺栓。混混混凝土强强度等等级C50，抗渗等等级S10。本区间管片止水水水材料采采用三三元乙丙丙橡胶胶挤出硫硫化而而成的弹弹性橡橡胶密封封垫，与与管片间间用单单组份氯氯丁-酚醛胶粘粘剂剂粘结。2.2.2管片片片安装管片安装步骤示示示意图如如图2-2--1，详细方方法法如下：：（1）防水材料料粘粘贴。由管管管片供应应组人人员进行行衬垫垫、止水水条粘粘贴。（2）管片进场场。管管片除进进行出场场质量量控制外外，还还需由专专人进进行进场场管片片质量验验收，管管片应无无缺棱棱、掉角角；无无顶推贯贯穿裂裂缝和大大于0.2mmm宽的裂缝缝及及混凝土土剥落落现象。图2-2-1管片安装步骤示意图1.2（3）运输。以以垂垂直和水平平平运输系系统进进行管片片运图2-2-1管片安装步骤示意图1.2（4）安装区清清理理。清理管管管片安装装区内内的水及及碴土土等。（5）收油缸。根根根据管片安安装装需要，分分区区收回油油缸，尽尽量较少少同时时收回油油缸的的数量。（6）管片安装装。安安装区域域的油缸缸全部部收到位位后，可可进行管管片就就位、安安装。管管片安装装顺序序为先拼拼标准准块，然然后拼拼装邻接接块，最最后安装装封顶顶块，管管片安安装时由由下至至上左右右对称称进行。（7）顶伸油缸缸。管管片就位位后，将将油缸缸以低油油压顶顶推支撑撑在管管片上。2.2.3管片片片拼装允允许偏偏差管片拼装允许偏偏偏差见表2-2--11管片拼装装允允许偏差差表序号项目允许偏差检查频率1衬砌环椭圆度5‰每环2衬砌环轴线平面面面位置及及高程程直线段及半径不不不小于500m的曲线段段±50mm1点/环半径小于50000m的曲线段段±80mm3同一衬砌环内相相相邻管片片错台台5mm4点/环4纵向相邻衬砌环环环管片错错台5mm4点/环2.2.4质量量量保证（1）质量保证证1）严格进场管管管片的检查查，破破损、裂裂缝的的管片不不用。下下井吊装装管片片和运送送管片片时应注注意保保护管片片和止止水条，以以免免损坏；；2）止水条及衬衬衬垫粘贴前前，应应对管片片接触触面进行行彻底底地清洁洁，以以确保其其粘贴贴稳定牢牢固。施施工现场场管片片堆放区区应有有防雨淋淋设施施。粘贴贴止水水条时应应对其其涂缓膨膨剂；；3）管片安装前前前应对管片片安安装区进进行清清理，清清除如如污泥、污污水水，保证证安装装区及管管片相相接面的的清洁洁；4）严禁非管片片片安装位置置的的推进油油缸与与管片安安装位位置的推推进油油缸同时时收回回；5）管片安装时时时必须运用用管管片安装装的微微调装置置将待待装的管管片与与已安装装管片片块的内内弧面面纵面调调整到到平顺相相接以以减小错错台。调调整时动动作要要平稳，避避免免管片碰碰撞破破损；6）同步注浆压压压力必须得得到到有效控控制，注注浆压力力不得得超过限限值。5）片安装过程程程中操作人人员员使用的的工具具在使用用完后后立即放放到稳稳妥的位位置，避避免工具具从高高处摔下下损坏坏推进油油缸等等设备。壁后注浆2.3.1方式式式与材料料壁后注浆采取同同同步注浆浆和二二次补充充注浆浆两种方方式，同同步注浆浆通过过同步注注浆系系统随掘掘进同同时注入入，二二次补充充注浆浆利用补补充注注浆系统统在盾盾尾后通通过管管片注浆浆孔进进行。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，如如图图所示。盾壳前移时,盾盾壳前移时,盾尾空间形成的间,注浆体行成,并对土体形成支撑盾尾密封注浆体注浆管同步或即时注浆浆浆的注浆浆量宜宜按下式式计算算：Q=V×λ式中QQ———注浆量（mm33）；V——充填体体积积（m3）；λ——充填系数数数，根据据地质质情况，施施工工情况和和环境境要求确确定；；V=π（D2-d2）L/4D——盾构切削削外外径（m）；D——预制管片片外外径（m）；L——每次充填填长长度（m）；上述计算值，在在在施工中中按注注浆效果果作调调整，注注浆量量与盾构构推进进时扰动动土层层范围有有关系系，扰动动范围围是变量量，一一般情况况下充充填系数数取11.300～1.800。在在裂隙比比较发发育或地地下水水量大的的岩层层地段，充充填填系数一一般取取1.500～2.500。《地地下隧道道工程程施工及及验收收规范》（GB5002299－1999）（二○○三年版）同步注浆浆液为为为水泥砂砂浆，配配比见表2-3--1。二次补补充充注浆主主要采采用水泥泥浆，在在隧道开开挖对对地表建建筑或或管线影影响较较大的地地段，为为减少地地面沉沉降，可可选择择速凝型型浆液液，如水水泥－－水玻璃璃双液液浆等。水水泥泥单液浆浆配比比一般取取水灰灰比1∶1或1∶1.5。水泥－－水水玻璃双双液浆浆配比见见表2-3--2。表2-3-1同同步注浆材料料料配比表组别水泥（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）砂（kg）水（kg）外加剂180～260381～2411160～50779460～47000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。固结体强度：一一一天不小小于0.2MMPPa，28天不小于2.5MMpa。浆液结石率：>>>95%，即固结结收收缩率<5%；浆液稠度：8～～～12cmm//m；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%。表2-3-2双液浆配配比比及浆液液主要要性质表表编号水灰比A液∶B液（体积比）缓凝剂添加量（水泥用量％）浆液密度（g/cm3）凝结时间（秒）11∶11∶10～1.51.4420～482.3.2技术术术参数（1）注浆压力力保证达到对环向向向空隙的的有效效充填，同同时时又能确确保管管片结构构不因因注浆产产生过过大的变变形和和损坏，根根据据计算和和经验验，注浆浆压力力取值为为：0.3～0.4MMppa。（2）注浆量根据管片壁后环环环形空隙隙与地地层有效效填充充的经验验公式式计算，根根据据规范要要求，注注浆量取取盾尾尾建筑控控制空空隙理论论体积积的1.3～1.8倍，则每每环环（1.2m）壁后注注浆浆量：Q=4..2～5.8mm3。（3）注浆速度度同步注浆速度应应应与掘进进速度度相匹配配，按按盾构完完成一一环1.2m掘进的时时间间内完成成当环环注浆量量来确确定其平平均注注浆速度度。达达到均匀匀的注注浆目的的。（4）注浆结束束标标准采用注浆压力和和和注浆量量双指指标控制制，即即当注浆浆压力力达到设设定值值时，注注浆量量达到设设计值值的95%以上时，即即即可认为为达到到了质量量要求求。对本本设计计参数还还需通通过监控控量测测进行优优化，使使注浆效效果达达到更佳佳。（5）效果检查查注浆效果检查主主主要采用用分析析法，即即根据据P-Q--t曲线，结结合合掘进速速度及及衬砌、地地表表与周围围建筑筑物变形形量测测结果进进行综综合分析析判断断。必要要时采采用无损损探测测法进行行效果果检查。当当检检查表明明注浆浆不足时时，及及时进行行二次次补充注注浆。为提高背衬注浆浆浆层的防防水性性及密实实度，必必要时在在同步步注浆结结束后后进行补补强注注浆，即即二次次注浆。如如图图所示。因收缩空隙过大需二次注浆因收缩空隙过大需二次注浆注浆孔（吊装孔）注浆孔口管同步注浆固结体伸入土体0.5m补强注浆一般在在在管片与与岩壁壁间的空空隙充充填密实实性差差，致使使地表表沉降得得不到到有效控控制的的情况下下才实实施。根根据地地表沉降降监测测进行信信息反反馈，判判断是是否需要要进行行二次注注浆。二次注浆的实施施施：首先先通过过注浆孔孔（吊吊装孔）钻钻孔孔，钻孔孔伸入入土体0.5m，以期同同时时对周围围土体体进行补补充加加固，得得到更更为理想想的注注浆加固固效果果，改善善地表表沉降。2.3.3质量量量保证（1）砂浆拌制制必必须根据砂砂砂浆配合合比进进行配料料和操操作，在在任何何储存过过程中中避免使使砂浆浆静置，防防止止砂浆离离析或或凝结影影响使使用；（2）施工过程程中中必须遵循循循注浆与与掘进进同步进进行的的原则，掘掘进进必须进进行同同步注浆浆，注注浆量与与注浆浆压力必必须达达到技术术交底底或技术术方案案的要求求。以以使注浆浆达到到控制地地面沉沉降同时时又不不因注浆浆压力力过大损损坏管管片。（3）定期对注注浆浆系统进行行行清洗，以以保保证注浆浆系统统保持良良好的的工作状状态。2.3.4施工工工技术要要求（1）、材料要要求求1）砂要求采用用用细度模量量11.6-2.3的细细砂砂,不允许夹夹杂杂有5mm以上的豆豆石石或杂物物，需需要时需需对砂砂子进行行过筛筛处理；；2）水泥、膨润润润土不能有有结结块现象象。（2）、浆液拌拌制制1）浆液配合比比比严格按工工程程师通知知配合合比配制制；2）原材料采用用用地秤计量量，计计量误差差要控控制在规规范要要求范围围内；；3）投料顺序按按按水、水泥泥、砂砂依次进进行；；4）搅拌时间控控控制在2分钟左右右；；5）膨润土应提提提前一天拌拌制制成溶液液，再再与其他他原材材料进行行混合合（注意意溶液液中的用用水应应从配合合比用用水中扣扣除）。（3）、运输与与贮贮存1）浆液搅拌好好好后，下放放到到编组列列车中中的砂浆浆运输输罐与其其他列列车同时时进入入掘进工工作面面，随后后通过过拖车上上的砂砂浆泵将将运输输罐中的的浆液液注入拖拖车上上的贮浆浆罐；；2）运输、贮存存存时间不宜宜过过长（不不至发发生初凝凝），若若需运输输、贮贮存时间间较长长时，则则考虑虑加缓凝凝剂；；3）若发生沉淀淀淀、离析现现象象，应进进行二二次搅拌拌；4）砂浆在运输输输与贮存过过程程中不得得随意意加水。（4）、注浆顺顺序序1）同步注浆同同同时对盾尾尾预预置的4个注浆孔孔进进行压注注，在在每个注注浆孔孔出口设设置分分压器，以以便便对各注注浆孔孔的注浆浆压力力和注浆浆量进进行检测测与控控制，从从而获获得对管管片背背后的对对称均均匀压注注；2）同步注浆在在在地层匀均均和和盾构机机姿态态较好时时，44个注浆孔孔应应均衡注注入；；3）补强注浆应应应先压注可可能能存在大大的空空隙一侧侧、或或软岩、或或节节理裂隙隙较发发育的一一侧。4）同步注浆时时时使用盾构构机机的计量量仪器器严格控控制注注浆量（5）、注浆系系统统操作注浆系统具有手手手工、自自动两两种操作作方式式，具体体的操操作由公公司机机电部编编制相相应的作作业指指导书。（6）、施工中中应应注意的几几几点问题题1）拌料时，水水水、膨润土土、水水泥、砂砂要按按照正确确的顺顺序进行行投料料；2）注浆设计压压压力是指注注浆浆孔空口口压力力，而不不是泵泵的工作作压力力；3）要保证注浆浆浆泵能正常常工工作，注注浆管管路畅通通，压压力显示示系统统准确无无误；；4）浆液要从管管管片的对称称位位置注入入，防防止产生生偏压压使管片片发生生错台或或损坏坏；5）注浆过程中中中要密切关关注注管片的的变形形情况，若若发发现管片片有破破损、错错台、上上浮等现现象应应立即停停止注注浆；6）注浆过程中中中，若在不不提提高注浆浆压力力而注浆浆量很很大，或或注浆浆量突然然增大大时应检检查是是否发生生了泄泄漏或注注入掌掌子面，若若发发生前述述现象象应停止止注浆浆，妥善善处理理后再继继续注注入；7）注浆过程中中中若发生管管路路堵塞，应应立立即处理理以防防止管中中浆液液凝结；；8）作业完毕后后后，搅拌机机、运运输罐、泵泵、注注浆管路路一定定要及时时清理理干净，原原则则每一工工作班班清理一一次；；9）二次补强注注注浆每次结结束束要立即即用水水清洗注注浆管管；10）若遇有水水涌涌出的孔位位位，则应应调整整双液浆浆的配配比，缩缩短胶胶凝时间间，达达到迅速速阻水水的目的的；11）在需要长长时时间停机时时时，必须须以膨膨润土浆浆液（其其配合比比一般般为：水水灰比比0.8，水水泥泥:膨润土＝＝1::1）填充充注注浆管路路。（7）、几种漏漏浆浆现象的处处处理1）盾尾