同步注浆施工技术.ppt

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1、建筑空隙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拌 浆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、防止地表变形地 表地表变形同步注浆施工技术三、同步注浆作用2、减少隧道沉降量隧道下沉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

2、盾构外壳隧道管片衬砌接缝浆 液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 盾构外壳隧道管片衬砌接缝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 泥浆体中的填充料 胶结剂，提供浆液固结强度和调节浆液凝结时间 膨润土减缓浆液的材料分离，降低泌水率，还具有一定的防渗作用 粉煤灰改善浆液的和易性（流动性）水玻璃凝结剂，使浆液迅速固结 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

3、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1、拌浆设备地面拌浆设备工作面拌浆设备拌浆机起吊输送设备质量测定仪器、稠度仪磅秤盾构机拌浆系统同步注浆施工技术五、拌浆设备与压浆设备2、压浆设备 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

4、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。通过电磁流量记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。同步注浆施工技术六、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。结合大量的浆液试块实验，按照实验数据来确定配合比。浆液的具体配比如下：(Kg/1.25m3)水泥粉煤灰砂SY-1MD-150水1251150260135.2400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

5、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

6、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 其中，注浆量,Kg/m3)；盾构施工引起的空隙,m3；盾构开挖直径,m；预制管片外径.m；回填注浆段长度,m；注浆率（的选择范围：200%250%）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

7、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（1）为防止同步注浆破坏洞门止水装置

8、（即防止铰链板由于注浆压力崩断及防止袜套外翻）影响止水效果，需等盾尾脱出加固区方可进行同步注浆。由于此段（约6m）为出洞加固区，土体自立能力较强，地表沉降相对较小。（2）当推进至20环时，对洞门进行注浆，防止可能的土体流失。（3）由于现场条件的限制，此阶段盾构后配套台车位于地表，浆液拌制好后直接通过地表管路泵入到后配套台车的注浆罐中，再经泵送至盾尾浆液注入点注入地层。浆液输送管路较长，应避免管路堵塞，影响同步注浆。在施工结束及时压注膨润土浆液，疏通浆液泵送管路，减少堵管的可能，做到同步施工。（4）此段盾构施工过程中，盾构掘进出土时进行同步注浆，以控制注浆压力为主兼顾注浆量，从盾尾上方A1，A4

9、两点注入。在拼装管片时，停止注浆，以免拼装时千斤顶部分松开时注浆会造成管片移位、变形。（5）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，掌握盾构推进同步注浆量。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

10、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

11、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

12、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

13、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

14、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，

15、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)水泥粉煤灰水稠度13适量911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

16、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 现 象在盾构推进过程中，由于注浆浆液质量不好，使注浆效果不佳，引起地面和隧道的沉降。原因分析（1）注浆浆液配合比不当，与注浆工艺、盾构形式、周围土质不相适应；（2）拌浆计量不准，导致配合比误差，使浆液质量不符合要求；原材料质量不合格；（3）运输设备的性能不符合要求，使浆液在运输过程中产生离析、沉淀。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；