土压平衡盾构克泥效同步注入抑制沉降施工工法

1土压平衡盾构克泥效同步注入抑制沉降施工工法近些年来，随着城市的日益发展，大城市逐步形成了以地铁交通为主体的交通格局，而盾构法因其具有对周围环境影响较小已成为修建地铁的主要施工手段。然而盾构区间隧道多分布于城区，沿线必将穿过繁华的商业闹市区，建筑物及地下管道密集，而且随着线路的增多，较多城市的轨道交通都进入了网络化建设的时代，轨道交通的网络化建设不可避免地带来新建隧道与已建隧道之间相互平行、重叠、交叉或者穿越等复杂的施工情况。尤其是当盾构下穿既有线，例如国铁、运营隧道等，由于影响面之大，盾构邻近施工时，即使是微小的前期策划阶段，经过认真分析盾构掘进造成地面沉降的规律和机理，研究盾构机本身构造后发现，盾构在掘进过程中，虽然采用盾构机同步注浆系统，填充盾体外壳和管片之间的环形空隙，抵抗围岩变形，但是由于国内外盾构机构造的限制，同步注浆系统只能通过盾尾由盾构机本身的构造可知，为了减少了盾体和土体的摩擦，一般大于盾体2~5cm，如此以来，在盾构机盾体范围内形成的开挖轮廓和盾体之间就存在一个环形构造空隙。由于前盾、中盾、盾尾直径不同，此构造空隙一般平均为2cm（由于盾体格的情况下，若不有效填充其本身的构造空隙，势必会引起该部分土体的应力释放，造成地表变形增大。通过引进一种来自日本的克泥效材料，在盾构机制造阶段，盾体前方设置径向注浆孔，采用一定的配比和参数控制，同步注入克泥效，实现构造空隙的有效填充，抵抗变形。经过实践证明，成功应用于该工程案例，顺利完成盾构下穿铁路掘进的地表变形控制，在盾构机工厂制作阶段，只需在盾体前方设置径向注浆孔，在盾构机掘进过程中，无须注入阀组及注入管来注入溶液及水玻璃至土仓上方注入孔或盾构机四周径向口来进行混合液B液体按照一定的比例和参数注入，A液为特殊膨润土和水配置，B液为水玻璃和水配置，混合液形成克泥效材料，在盾构机掘进时若发生沉降，空洞、喷涌等危险情况时，该材料的止水、充填及支撑等特性可以即时的达到补救，且不会产生过于昂贵的支出，使用方式也简22.3.2黏稠度高，一般为300~502.3.3抗稀释性和挡水性，浸入水中12h后不发生稀释现象。2.3.4具有较高的抗沉陷性，岩块沉陷试验中可保在盾构临近和穿越施工中，对于沉降要求较为严格的风险源，比如说穿越国铁、穿越大型社区、房屋或穿越既有线路等。采用不同的配合比和注入方法，克泥效工法可用于控制刀在软弱地层或由于盾构机的长度或重量之平衡而导致机头向下，在此情形下，即使操作3千斤顶或使用中折装置，控制也相当困难，若是勉强扬起机头角度的话反而会导致地盘下沈3.3停机保压，盾构机长期停止时的土压保持，使用克泥效的话，再发进时土仓内没有在到达前方的地层改良区，盾构机在进入之前，一边向四周注入克泥效一边掘进。用克泥效填充因外周刀头挖掘而造成的盾构机外周空隙，从而提高止水性。克泥效作为润滑材料克泥效（clayshock)是从日本引进的一种比例混合后，瞬间形成为高黏度、不会硬化的可塑性黏土（黏度可通过改变两液配合比的方度为300dPa-s、发蜡黏度为450dPa.s。其中特殊粘土由合成钙基黏土矿物、纤维素胶体稳定剂和分散剂构成，合成钙基黏土矿物占总重量的98%～99%，纤维素衍生剂占总重本工程中采用的克泥效工法是在盾构机掘进的同时，采用特殊膨润土液（黏土）和强塑剂（水玻璃）两液利用成套设备（操作较为简单）或者双液浆拌合设备，在盾构机主机内混合后从前体肩部的径向注浆孔注入的方式。混合后的液体呈黏稠状，可以及时充填盾构4机掘进引起的盾体与土体的间隙，受克泥效较高的抗沉陷性以及黏稠性能，能有效抵抗围岩克泥效填克泥效填充刀盘开挖轮材料、设备进场材料、设备进场A、B液试配边掘进边注入穿越风险源地面监测及信息化施工盾构机制作盾体预留径向注浆孔现场拌合浆液盾体预留径向注浆孔5克泥效材料是采用特殊黏土与强塑剂以一定的比例混合后，瞬间形成为高黏度、不会硬的克泥效材料是由合成钙基黏土矿物、纤维素衍生剂、胶体稳定剂和分散剂构成，其中合成克泥效是由A液、B液按照一定的比例快速可调。基于以上因素，选择2台独立变频控制的软管挤压子流量计等配套设备，实现克泥效注浆。所选择的设备具备紧凑、便携的特点，少占用盾构在盾构机靠近盾尾附近台车一侧放置并固定拌合、注入设备，接入临时水电，进行设备调试。高压注入管道长度满足接入前盾预留径向孔要求。克泥效材料为袋装计量，水玻璃为土浆液A（膨润土：水=450kg:800kg）+水玻璃液B6 使用两台注浆机，各自负责A、B液体的泵送，依次安装流量计、注入软管，最后将两个注浆机的注入软管连接安装混合器，形成最后注入7号123水位1机台22桶个13个24m5个81.在开工前制定详细的注浆作业指导书，并进行详细的混合液配比试验，选定合适的注2.确保进场的原材料合格，并提前检查调试搅拌设备、检查注浆管路确保管路畅通、检3.制订详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序，严格按要求实施注浆、检查、记录、分析，及时做出P（注浆压力）—Q（注浆量）—t（时间）曲线，分析注浆速度4.注浆作业由富有经验的土木工程师负责现场注浆技术和管理工作，并由熟练工人进行5.根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果，及时进行信息反馈，修正6.做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，定时对注浆管路及设备进行清洗,保证注浆得拆除管路或松开管路接头，以免浆液喷出伤人；在拆除管路及注浆泵操作时应正确佩戴劳8.5严禁用水冲洗控制面板、配电箱等电器及控制设备，临时用电必须符合《临电规范》坚持“预防为主、防治结合、综合治理、化害为利”的原间环境保护的要求。采取各种有效措施，对容易引起环境污染的各种渠道严格控制，明确环9在盾构穿越重大风险源过程中，通过同步注入克泥效，及时填充盾构机和开挖土体之间的空隙，起到有效止水、填充作用，抑制地表沉降。该材料作为一种新型材料，特性可以满足施工要求，作为洞内一种加固处理措施，可有效减少地面建筑物保护和加固的工程量，同干扰因素多，对于穿越铁路地段，一般加固方案需要多方审批通过，施工需要办理繁琐的手但是可有效减少或者省去构筑物地面的保护和加固措施，规避风险的发生，综合分析效益较1.在盾构穿越重大风险源，比如穿越铁路、地铁既有线、重要构筑物时，对沉降指标要求严格，应用实践证明，采用克泥效，在盾构机掘进的同时同步注入，及时填充了盾体和土体的空隙，有效抑制了土体的沉降，效果较为明显，对于重大风险的规避和构筑物的保护，武昌站（隧道顶距离四号线车站底板仅为2m安全风险等级高。其中在），武~瑞区间隧道在里程右DK22+424.157~右DK22+454.117范围内下穿地铁四号线武昌火车站站。穿越段长度32米（左线1188环~1208环，右线1122~1143环地面埋深约地铁四号线武昌火车站站为地下二层框架结构，基坑最大深度约：23.56m。围护采用钻孔桩和SMW工法桩，区间隧道左右线下穿处即为预留工法桩范围，隧道顶距离站台板顶板施工过程中采取的技术控制参数：严格A、B液体各自配合比