成都地铁盾构同步注浆及其材料的研究
盾构穿越富水漂卵石地层饱和注浆技术研究
文章编号:1009—4539(2021)05—0115—03盾构穿越富水漂卵石地层饱和注浆技术研究杨立伟(中铁十六局集团地铁工程有限公司北京100018)摘要:富水砂卵石、漂石地层在我国南方地区普遍存在,尤其是成都地区砂卵石层分布广泛。
在这种地层中,盾构施工诱发砂卵石层变形,盾构机掘进容易发生螺旋输送机喷涌、地层沉降过大的问题。
以成都地铁富水漂卵石地层盾构掘进为研究对象,分析了富水砂卵石、漂石施工难点;提出了盾体周边地层充填饱和注浆技术,即盾尾注浆、管片开孔注浆及中盾预留孔注浆,三种注浆同步进行;重点介绍了饱和注浆浆液配制、参数、设备和注浆步骤、质量控制要点#实践表明:采用这种饱和注浆技术,能有效控制地层损失,可为类似工程提供借鉴。
关键词:富水漂卵石盾构饱和注浆技术沉降中图分类号:U455.43文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1009-4539.2021.05.026Research on Satcrated Grouting Technology of Shield Tunneling ThroughWater-rich Floating Pebble StratcmYANG Limel(ehina Railway16t h Bureau Group Metre Engineering Co.Ltd.,Beping100018$China)Abtrrahr:Water-rich sand3cobbeeand bouederstrataarewidespread in southern China$especia e3in Chengdu area.In this kind of stratum,the deformation of sand and gravel layer is induced by shield construction,and the problems of sp P s I conveyor gushing and excessive ground settlement are easy te occur in shieH tunneling.Taking shield tunneling in waterrich cobble stratum of Chengdu Metre as tPe research object,this paper analyzes the construction ddficulties of water-rich sandy cobble and boulder,and puts forward the saturated grouting technology for filling the stratum around the shield body, that is,shiei tad grouting,seyment opening grouting and middle shiei reserved hole grouting,which are carried out simuWaneousW•It maini introduces tPe pwparation of saturated grouting sluiry,parameters,equipment,grouting steps and qualitp controi key points of the system.The practicc shows tPat tPe saturated grouting technology can Cectively controi the formation loss and provide referencc for similar projects.Key words:water-rich floating pebble;shield;saturated grouting technology;settlement1前言成都地铁区间地层卵石层居多,卵石堆积,地层较为松散,刀盘转动对地层的扰动性极大,在盾构机两侧3~5m就会产生沉降,且整个区间隧道上方管线多且密集,其中有燃气管和电力管道,地层沉降控制更需严格。
盾构法同步注浆材料的试验研究综述
盾构法同步注浆材料的试验研究综述论文
本文旨在综述盾构法同步注浆材料的试验研究。
盾构是一种常用的隧道掘进工艺,它可以使用多种不同类型的材料。
隧道建设过程中,同步注浆是一个关键步骤,可以提高隧道掘进的效率,并确保掘进过程中的安全性。
因此,对盾构法同步注浆材料进行研究至关重要。
首先,我们来研究同步注浆材料的物理性质。
这些物理性质主要包括材料的硬度、抗压强度、抗拉强度、韧性,以及同步注浆材料的排水性能等。
其次,我们来研究同步注浆材料的化学性质,这些化学性质主要包括材料的含水率、PH值、碱度、碱强度、溶解度等。
最后,我们可以通过实验研究同步注浆材料的力学性能,这些力学性能主要包括材料的抗疲劳性、抗振动性以及抗冲击性等。
在此基础上,我们可以利用试验来研究不同类型的同步注浆材料在盾构工艺中的应用效果。
可以通过监测掘进过程中材料吸收的水分,以及材料抵抗混凝土浆料的抗压强度,来衡量不同同步注浆材料的排水性能、抗压强度等。
还可以通过试验,来衡量同步注浆材料的抗疲劳性和抗冲击性,以及材料的耐久性等。
本文综述了盾构法同步注浆材料的试验研究,包括对同步注浆材料物理性质、化学性质和力学性能的研究,以及对盾构工艺中不同材料应用效果的试验研究。
通过本文的研究,可以为盾构工艺的进一步发展和优化提供重要的参考。
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨摘要:随着我国经济水平的提升,交通事业也得到了更好的发展,地铁工程项目也逐渐增多。
地铁的产生在一定程度上推动了城市现代化的发展,通过盾构法进行地铁隧道施工能够实现对周围地层的控制,避免其出现扰动情况,减轻对建筑物的干扰。
而本篇文章以地铁盾构隧道掘进中同步注浆技术的应用进行了研究,并分析了地铁盾构同步注浆技术的具体内容,然后提出了此项技术应用的策略。
关键词:地铁隧道;盾构施工;同步注浆技术;应用研究现阶段,地铁已经成为城市的一项重要的交通工具,而地铁建设工作也在各个城市中逐步进行,地铁盾构机是隧道掘进工作中一个重要的机械装置,因为施工工作会受到不同原因的干扰,从而造成隧道四周的土层和建筑被损坏,为了避免这种问题的出现,施工单位应该合理有效的应用盾构法,因为这种方法的安全性和可能性极强,它能够切实的缩减地铁隧道工程的施工时间,而且也可以降低地铁建设工作对其他交通方式的干扰,但是,在盾构法的应用过程中,如果同步注浆工作不达标、浆液制作不严谨,都会导致地层沉降的问题出现,所以应该加强对同步注浆技术的管理和控制。
1同步注浆施工扰动原因研究由于盾构机的结构特性和盾构法施工原理的影响,盾构机在掘进过程中,安装完成的管片在与盾尾分离后,在其四周会出现一个环状的盾尾间隙。
这种间隙的产生,导致土层发生临空面的情况,由于地应力的作用,导致土层发生形变。
在进行盾构隧道施工时,往往会选择同步注浆来进行间隙填埋工作,通过这种方式来避免地层形变的问题出现,当注浆浆液被填充到间隙后,不仅会出现液浆冷凝的情况,还会受到地下压力的作用,从而导致土层形变,而对间隙的填充也会由于土体的变形、液浆的凝固而结束。
所以,同步注浆施工工作具体涉及两个方面,第一,盾构管片与盾尾分离后,管片的周围就会产生一定的盾尾间隙,从而导致土体发生临空面的情况,导致地应力的产生,而地应力的作用就会使土体荷载减轻。
第二,为了防止土层受到损坏,盾构壁后应该选择同步注浆填充盾尾间隙的方式,注浆过程中浆液会有一定的作用力,导致土体发生形变,最终产生注浆扰动。
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨摘要:盾构法作为一种常用于城市地铁区间隧道施工的重要方法,不仅施工速度快,而且施工安全性更有保障,因而得到了广泛应用。
基于此,本文将对地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术进行分析。
关键词:地铁隧道;盾构法;同步注浆技术1 同步注浆施工技术简介盾构施工同步注浆的具体步骤包括盾构掘进、浆体注入、脱出盾尾、浆体失去流动性。
作为暗挖法中的施工形式之一,在实际施工过程中,盾构同步注浆技术的实施必须借助盾构掘进机才能顺利完成。
与其他施工技术相比,在地铁工程项目建设中应用盾构同步注浆施工技术,具有十分显著的优势,首先,全机械化的施工过程能够大大提高施工效率,减少施工人力的投入,降低整体工程项目成本的同时,也有效保障了施工人员在盾构隧道掘进过程中的人身安全;其次,因为地铁工程项目的施工场所大多是在市区,人群十分密集,施工过程中,如果产生比较剧烈的振动或者噪音就会严重影响到人们的日常工作生活和休息,盾构隧道掘进过程中,同步注浆技术的应用,就能够有效解决上述问题,因为同步注浆施工技术施工过程中大多是在竖井口的位置附近产生的,施工阶段对噪音和振动的管理控制工作更容易;最后,盾构隧道掘进过程采用同步注浆施工技术,会根据实际情况和不同的埋深控制注浆压力及注浆量,进而有效控制整体施工成本。
除此之外,同步注浆技术的应用,能够有效减少盾构隧道掘进过程中的施工风险,保障施工安全。
地铁盾构同步注浆技术作为一种先进施工技术,所采用的机械主要为掘进机,保证整个施工过程处在全机械化的水平层面上,具体可按照掘进、注浆等各个流程进行科学设置,减少对地面交通的影响,并且使用此技术还能有效减少施工噪声,缓解地表沉降,控制地下水渗漏的程度,准确契合工程费用管控的需求,降低施工风险。
2 同步注浆技术的原理和作用盾构施工是暗挖工法的其中一种,是一种集机械、土木、信息、自动化等许多学科为一体的现代化地下工程施工方法。
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进交通建设项目的增多。
在城市地下交通建设过程中经常使用的技术之一就是盾构法,这种技术具有的主要特点就是可以减少施工的时间,降低对周边交通的影响。
根据盾构施工相关应用研究发现,刀盘切削、盾构机振动等均会对岩体造成直接与影响,同时管片和岩体之间如果长时间的存在间隙,就会出现地表下沉的情况,进而为施工周边带来安全隐患,所以使用这种技术需要注意在管片背后进行注浆。
本文就地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术展开探讨。
关键词:地铁;盾构隧道;同步注浆技术引言现阶段,地铁施工过程中盾构法得到了广泛使用,主要是因为其施工效率快,对附近环境造成的扰动较小。
通过大量实践可发现,土体会受到来自盾构机振和刀盘切削的影响,加上其和管片间有缝隙,容易出现地表沉降的状况,从而引发安全隐患。
因此,实际施工中完善壁后注浆工作意义重大。
1地铁盾构同步注浆技术原理盾构施工技术中,其中盾构掘进机是经常使用的设备,通过这样能实现施工过程中的机械化,各个环节具体的流程主要分为:掘进→ 注入浆体→盾尾脱出→浆体失去流动性。
将盾构施工技术合理的应用在地下交通建设中,不会对施工周围的交通产生影响,同时使用这种技术还可防止地下水渗出,避免地表出现下沉的情况,减少施工过程中产生的噪声,把振动集中在竖井口周边,将隧道进行深埋,可保障工程造价在预算范围之内,从而大幅提升建设安全性。
从地铁盾构施工设计图中可明确地看出,一般情况下,盾构机刀盘的直径都大于管片衬砌外的直径,如果盾尾中的管片脱离,管片与土体中就会存在一定的缝隙,通常长度最短为 8cm,最长不超过 16cm,这时土体周围就会出现移位的现象,如此就会使地表出现下沉的情况,从而为地下隧道施工带来一定的安全隐患。
针对这种情况,可以合理地运用壁后注浆技术及时处理。
2盾构施工中应用同步注浆技术的目的在盾构施工中应用同步注浆技术具有重要意义,主要表现为:(1)注浆水工可以减少盾尾间隙,因此可以降低地表沉降等问题发生,并降低地铁项目施工对周围建筑物的影响。
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术
地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术摘要:盾构法可以有效规避地铁隧道施工对周围地层和其他建筑物产生的不良影响。
因此,本文主要对当下地铁盾构隧道掘进中的同步浇筑施工技术展开叙述,简述地铁盾构隧道掘进中的同步浇筑施工技术的应用方法,望可以为其他业界同仁提供帮助。
关键词:地铁盾构隧道;掘进;同步注浆;施工技术1、地铁盾构隧道掘进中注浆材料及技术参数1.1同步注浆材料以及力学指标水泥砂浆是开展同步注浆工艺的优质材料,其由水泥、粉煤灰、膨润土和砂子按照预设的参数比例混合搅拌而成,是一种高结石率、高固结体强度、耐久性能较好且可以预防地下水浸析的注浆材料。
在这一混合材料中,砂子主要为填充材料,水泥是为泥浆提强度和调整凝结时间的主要材料,粉煤灰是改善泥浆和易性的材料,膨胀土的主要功能是减缓泥浆材料的分离速度和降低泌水率,砂浆中还包括一定的减水剂,减水剂主要作用便是充当水泥的润滑剂。
满足胶凝时间、固结体强度、结石率以及浆液稠度、浆液稳定性等多方面条件是注浆浆液的主要物理学性能。
首先是胶凝时长方面:一般而言,胶凝时长的具体数值在3-8个小时左右,在调整胶凝时长时可以结合当下施工场地的底层条件以及工程掘进所使用的技术,通过现场试验的方式调整浆液的配比,以此来变更胶凝时长;其次便是固结体强度。
固结体的强度测量指标单位为Mpa,24小时之内的Mpa值不能小于0.2,28天之内的Mpa值不得小于2.5;浆液结石率的具体指标应在95% 以上(固结收缩率在5% 以下),而注浆浆液的稠度指标应控制在 8-12cm;除此之外,还包括浆液的稳定性指标,此项指标的倾析率应在5%以下。
1.2选择合适的同步注浆配比在开展地下隧道工程施工时,浆液也会受到地下水资源的影响,很可能出现浆液稀释情况,大大提升浆液离析的概率,降低浆液的强度,情况严重时也会出现浆液不能凝固的情况,一旦出现这种情况,隧道上方的地表层便会因缺乏重力支撑出现沉降的现象,对施工工地周围的建筑以及交通造成极为恶劣的影响,严重还会危机公民的生命财产安全。
关于地铁盾构施工中注浆技术的分析
关于地铁盾构施工中注浆技术的分析1.盾构法介绍盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工力法盾构(shield )是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒构造钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶;钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环盾构每推进一环间隔,就在盾尾支护下拼装(或现浇)环衬砌,并向衬砌环州的空隙中压注水泥砂浆,以防庄隧道及地面下沉盾构推进的反力由衬砌环承当盾构施工前应先修建一竖井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。
盾构法施工的优点(1)平安开挖和衬砌,掘进速度快;(2)盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业,施工劳动强度低;(3)小影响地面交通与设施,同时不影响地下管线等设施;(4)穿越河道时小影响航运,施工中小受季节、风雨等气候条件影响,施工中没有噪音和扰动;(5)在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济力面的优越性。
2工程概况根据地质勘查报告,石家庄火车东站-南村站区间穿越土层以粉质粘土,中粗砂为主;南村站-汝河大道站区间穿越土层以粉细砂,中粗砂为主两区间范围内地下水埋深约40-48m,含水层为卵石粗砂层,区间均未进入潜水层,未见上层滞水因此宜采用盾构施工。
3盾构同步注浆当盾片脱离盾尾盾,在土体与管片之间会形成一道宽度为80mm左右的环行空隙同步注浆的日的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早支撑地层,防庄地面变形过大面危及周围环境平安,同时作为管片外防水和构造加强层。
3.1注浆材料及配比设计3.1.1注浆材料采用水泥粉煤灰砂浆作为同步注浆材料,该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和能防门地下水浸析的特点水泥采用42.5抗硫酸盐水泥,以进步注浆结石体的耐腐蚀性,使管片处在耐腐蚀注浆结石体的包裹内,减弱地下水对管片混凝土的腐蚀。
3.1.2浆液配比及主要物理力学指标根据盾构施工经历,同步注浆拟采用表所示的配比在施工中,根据地层条件、地下水情况及周边条件等,通过现场试验优化确定同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足以下指标。
盾构机同步注浆及二次注浆施工技术总结材料
盾构机同步注浆及二次注浆施工技术总结材料一、引言盾构机同步注浆及二次注浆施工技术是一种常用的地铁隧道施工方法。
通过将注浆材料喷射到土层中,可以提高隧道的稳定性和密封性。
本文将对盾构机同步注浆及二次注浆施工技术进行总结,旨在提供一份完整、系统的技术参考。
二、盾构机同步注浆技术1.注浆材料选择在盾构机同步注浆施工过程中,常用的注浆材料包括水泥浆、化学浆液和膨润土浆液。
根据具体的地质条件和工程要求,选择合适的注浆材料进行施工。
2.注浆设备和工艺在工艺方面,盾构机同步注浆一般采用循环注浆和伴设注浆两种方式。
循环注浆是将注浆材料通过管道进行循环注入,在地层中形成注浆带。
伴设注浆是将注浆材料与盾构机同步施工,并通过盾构机注浆管道喷射到土层中。
根据具体情况选择合适的注浆方式。
3.注浆控制技术盾构机同步注浆施工过程中,需要对注浆进行有效控制,以保证注浆效果。
常用的注浆控制技术包括注浆压力控制、注浆流量控制和注浆速度控制等。
通过合理控制这些参数,可以实现同步注浆施工,提高隧道的稳定性和密封性。
三、盾构机二次注浆技术1.二次注浆的目的盾构机施工完成后,为了进一步提高隧道的密封性和稳定性,常常需要进行二次注浆。
二次注浆的主要目的是填充盾构机与管片之间的空隙,并加固土体,防止水和土颗粒的进入。
2.二次注浆的方法盾构机二次注浆常常采用钢管法和帷幕法两种方法。
钢管法是将注浆钢管插入管片与土体之间的空隙,注入注浆材料。
帷幕法是在隧道顶部和侧壁上钻孔,并喷射注浆材料,形成一定厚度的注浆帷幕。
3.二次注浆的控制技术盾构机二次注浆需要进行注浆流量、注浆压力和注浆时间的控制。
合理的控制参数可以提高注浆效果,加固隧道结构。
四、总结盾构机同步注浆及二次注浆施工技术是一种常用的隧道施工方法。
通过合理选择注浆材料,采用适当的注浆设备和工艺,并有效控制注浆参数,可以提高隧道的稳定性和密封性。
二次注浆可以进一步加固隧道结构,提高隧道的安全性。
在实际施工过程中,需要根据具体情况进行技术选择和施工控制,以保证工程质量和安全。
成都地铁盾构机穿越建筑物注浆施工技术
验, 也为 国内类似工程提供 了有价值 的参考 。
参 考文 献
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[ ]G 0 5 - 20 I B5 17 0 3地铁设计规范[ ] 北京: S. 中国计划 出版
量趋于饱和时, 沉降曲线也变得平缓 , 最终达到稳定状态。
5 结语
通过多种 注浆加 固施 工措 施 的综合 运用 , 成都 地
铁 2号 线蜀 汉 路 东 站一 白果 林 站 盾构 区间 安全 穿 越 4 0m 的建筑 群 , 8 为成 都地 铁 后 续工 程建 设 积 累 了经
然后采 用长 约 1 n的钢筋 打入地 表下 土层 , I 这样更 能 真实地反 映盾 构掘进 过程 中地 面 的沉 降情 况 , 构机 盾
管 注 浆孔 ( 图 见 3 ~图 4 , ) 注浆孔
平 均深 1. I, 25T 间 I 距 3m。在 盾 构 机 通 过 房 屋 前
图 3 注浆 孔 位 布 置
卵石土, 卵石含量高达 6 % ~ 5 粒径以 5 10 i为 0 8%, 0~ 0 l ml
主, 个别卵石达到30 m, 5 区间范围内局部夹透镜体砂层。 m
图 8 沉 降监测 点布置
楼房时, 沉降达到最大值 ; 随着地面跟踪注浆及洞内注浆 的
及时跟进, 沉降趋势得到控制, 并且出现一定的反弹; 当注浆
4 2 地 表 沉 降 .
在楼房周边 共布 设 了 8个地 面 沉 降观测 点 D 一
D , 监测点 布设 时先钻孔 去掉 房屋周 边地 面的硬化层 ,
地铁盾构隧道掘进同步注浆施工技术分析
地铁盾构隧道掘进同步注浆施工技术分析摘要:目前,在地铁建设中,盾构法的应用十分广泛,其主要原因是该施工技术的施工效率高,对环境的影响小。
实际工作中发现,盾构机振动和刀盘切割均会对岩石造成不同程度的冲击,且由于其与管片之间存在间隙,会引起地面沉降,从而存在安全隐患。
因此,在施工过程中,一定要进行壁后注浆,以确保安全,这是一个很重要的过程。
关键词:地铁;盾构隧道掘进;同步注浆施工技术随着我国经济的快速发展,我国城市的地铁系统也得到了快速的发展,不少城市已经开始了地铁系统的建设。
在地下交通的建设中,通常都是使用盾构法,这种方法可以最大限度的减少对周围环境的影响,同时也可以提高施工效率。
盾构施工因其特有的稳定和安全而成为了城市地铁施工中最常见的一种施工技术。
利用盾构法可以缩短地铁施工时间,减少施工对其它交通方式的影响。
但是,在盾构的施工中,我们发现,盾构机的震动、刀盘的切割等都会对岩石的稳定性造成很大的影响,而且,因为岩石与岩石之间存在裂缝,地面也会发生塌陷,给岩石的安全造成很大的威胁,因此,在使用盾构法施工时,必须对岩石的背面进行注浆,以确保工程的安全和质量。
一、地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工研究在地铁施工中,使用盾构掘进设备,可以有效地提高施工的效率,在进行盾构施工时,主要的工序就是首先进行掘进,然后是组装管片,还要进行注浆等。
在盾构施工中,同步注浆是非常重要的一道工序。
通过对其进行注浆,能够稳定掩体结构,确保施工的质量与安全。
在进行施工的过程中,必须要对隧道的变形与地表结构沉降等情况进行严格的监督,对施工中的各项指标展开全面的分析,之后才能采取有效的措施。
1.1应用意义在地铁开挖过程中,注浆是一种很重要的工艺,必须将同步注浆系统与盾尾内的注浆管道相连,在盾构机推进过程中,从盾尾孔中注入浆液,其效果如下:(1)可以填满盾尾的空隙,避免地面塌陷,从而影响到盾尾的稳定。
在盾构施工过程中,往往会产生盾尾空隙,如果地面结构不够稳固,就有可能产生结构变形、地面沉降等问题。
成都地铁一期工程盾构施工成本分析与控制
成都地铁1号线一期工程盾构施工2标盾构施工成本分析与控制内容提要:在中国地铁隧道大都采用盾构法施工。
盾构施工成本在一定程度上制约了城市地下空间的开发和利用。
本文在分析了盾构法隧道成本构成的基础上,主要从降低盾构施工费用方面,结合成都地铁1号线一期工程盾构施工2标(人民北路站至天府广场站盾构区间)讲述如何控制盾构施工成本。
关键词:盾构施工成本分析控制1、引言在现代化城市建设中,地下空间的开发利用已成为一个重要的组成部分。
而盾构法隧道,由于其先进的施工工艺和不断完善的施工技术,使得其在城市地下空间的开发中也取得了巨大的成功,并被越来越多地应用于城市地铁、上下水道以及地下共同沟等隧道工程建设中,在我国的各大主要城市,如上海、北京、深圳、广州和南京等地,已建和在建的地铁隧道大都采用盾构法施工。
现在成都、西安、杭州等地也正在开始采用盾构法修建地铁隧道。
但是,一方面伴随着各主要城市为解决制约城市经济发展的交通瓶颈问题,对发展地下轨道交通有着较大的需求,另一方面,采用盾构法施工的隧道,从工程造价上来看是非常昂贵的。
这在一定程度上制约了城市地下空间的开发和利用。
因此,如何合理地控制盾构隧道的建设成本、降低工程造价,已成为当前地下空间开发必须认真研究的课题。
影响地下铁道造价的主要因素,降低建设费主要应从以下三方面入手:降低车辆等设备购置费、运营管理费,以及降低作为基础设施的土建工程的费用。
本文在分析了盾构法隧道成本构成的基础上,主要从降低盾构施工费用方面,结合成都地铁1号线一期工程盾构施工2标(人民北路站至天府广场站盾构区间)讲述如何控制盾构施工成本,2、盾构隧道的成本构成表1是对中、日两国盾构隧道建设成本的构成分析,从中我们可以看出各主要项目在整个隧道建设中所占的比例,并且,还可发现构成费用的主体主要有这几大项:管片衬砌、机器设备、废土运输处理及竖井建造的防护费用等。
针对成都地铁卵石含量高、高富水等困难条件,主要从盾构机的选型、刀具、渣土改良以及盾构机的掘进技术、盾构始发阶段的试验等方面来讲述如何控制盾构施工成本,以达到降低成本,提高效益之目的。
轨道交通盾构工程注浆材料应用研究
轨道交通盾构工程注浆材料应用研究1 概述伴随着我们国家经济的高速发展,城市交通的通行量变得日趋饱和,所以要加快交通设施的建设。
隧道建设已经成为我国地下交通建设的主要措施。
在隧道施工的过程中主要采取的措施是盾构技术。
在隧道盾构施工的过程中,由于盾构机向前推进,会在管片连接处产生一道缝隙[1]。
这些缝隙会影响隧道的安全性能,所以要对盾构产生的缝隙进行注浆[2]。
2 国内外地铁盾构注浆的发展情况2.1 国内外地铁盾构注浆发展情况国内盾构注浆技术所采用的材料主要是以惰性材料和可硬型单液材料为主。
北方采用的盾构注浆主要以可硬性注浆材料为主。
南方采用的注浆材料主要是惰性材料。
从国外来,Koyama等一些学者在20世纪初在实验室通过试验对隧道注浆材料进行了模拟试验,并在此基础上分析了隧道周围土体对于注浆材料的影响。
他们得出了结论:周围土体以及注浆的压力对注浆有着较大的影响[3]。
以Bezuijen首所研究的出的结论,他们将室内试验、理论知识以及施工现场结合起来,得出了不同注浆压力对地基以及地表的影响[6]。
3.地铁盾构注浆材料类型与特点3.1 按照材料组成与使用条件分为惰性和可硬性(1)惰性注浆材料惰性注浆材料是由粉煤灰、砂、膨润土、水以及外加剂组成。
惰性材料在混合后有较好的流动性,能保证施工现场的泵送要求,施工操作简单。
但惰性浆体的粘结时间与其他材料相比较长,强度增长的较慢,抗水流的冲刷性也比较低,周围土体不稳定会导致在注浆后的管片变得很难控制,可能要随时进行补浆。
(2)可硬性注浆材料可硬型注浆材料是有粉煤灰、砂、水、水泥以及外加剂等固体材料组成。
可硬型注浆材料初凝所需要的时间短,强度增长的较快,后期尺度较高。
同时在对其配合比进行调整和改良之后也可用于一些有抗腐蚀性要求的土体。
但由于可硬性注浆材料在组成中有较多的水泥、砂等材料,在运输过程中会导致浆体的分层,同时由于其凝结时间较短,会在泵送的过程中发生堵管的问题。
地铁隧道注浆施工方法与注浆材料选择
地铁隧道注浆施工方法与注浆材料选择随着城市发展的进步,地铁交通成为越来越受欢迎的交通工具。
为了确保地铁隧道的安全与稳定,注浆施工是不可或缺的步骤。
本文将探讨地铁隧道注浆施工的方法以及注浆材料的选择。
一、地铁隧道注浆施工方法地铁隧道注浆施工是为了加固地下隧道结构,防止地质灾害及地下水外渗。
采用以下方法可以实现注浆施工的目的:1. 预处理:在进行注浆施工之前,需要对地下隧道进行预处理。
首先,对隧道墙壁及顶部进行清理,以确保注浆材料能够充分附着在隧道表面。
其次,对可能存在的裂缝进行修补,保证注浆效果。
2. 注浆孔的钻探:在地铁隧道需要进行注浆的位置,需要预先进行注浆孔的钻探。
这些注浆孔将作为注浆材料的通道,将注浆材料注入地下隧道结构中。
注浆孔的钻探需要根据隧道结构的不同进行合理布置,以确保注浆效果均匀一致。
3. 注浆施工:注浆施工是将注浆材料通过注浆孔注入隧道结构内部。
注浆材料可以是水泥浆、聚氨酯泡沫等。
在施工过程中,需要根据隧道结构的情况确定注浆材料的用量和注浆压力,以确保注浆充分填充隧道结构的空隙。
4. 养护处理:注浆施工完成后,需要进行一定的养护处理,以保证注浆材料的固化效果。
养护处理的时间可以根据注浆材料的类型和施工环境的不同而有所差异。
二、注浆材料选择在地铁隧道注浆施工中,注浆材料的选择至关重要。
合适的注浆材料能够有效加固地下隧道结构,提高其抗水性和抗渗性。
以下是常用的注浆材料:1. 水泥浆:水泥浆是最常用的注浆材料之一。
它具有良好的渗透性和固化效果,在地下隧道注浆施工中广泛应用。
水泥浆注浆后能够形成坚硬的固化体,有效加固隧道的结构。
2. 聚氨酯泡沫:聚氨酯泡沫注浆材料是一种比较新型的注浆材料。
它具有较好的抗渗性和附着力,可以填充较小的裂缝和空隙。
聚氨酯泡沫注浆后能够形成无毒、无味、防水、防渗的泡沫体,适用于一些对环保要求较高的地铁隧道。
3. 胶结材料:胶结材料是一种优质的注浆材料,能够提供较高的抗渗性和强度。
地铁盾构隧道掘进同步注浆施工技术分析
地铁盾构隧道掘进同步注浆施工技术分析摘要:盾构技术是目前城市地铁建设中常用的一项技术,它的显著特点是可以缩短工程工期,减小对周围环境的影响。
通过对盾构工程的相关应用研究,发现刀盘切割和盾构机的振动都会对岩石产生直接的影响,同时由于管道与岩石间的空隙较长,会导致地面沉降,从而给工程周边带来危险,因此,采用该技术时要注意在墙后注浆。
为此,文章对同步注浆技术在工程中的应用进行了深入的探讨。
关键词:盾构;同步注浆;隧道随着城市化进程的加快,城市的人口不断增加,对公交的需求也随之增加,地铁的发展可以有效地减轻城市的交通压力,为居民的日常生活提供便利。
然而,在地铁建设中,由于施工引起的噪声和振动,会给居民的生活和交通带来很大的负面影响,同时也会对周边建筑的安全、稳定造成一定的影响。
合理运用盾构法和同步注浆技术,可以很好地解决以上问题。
1.同步注浆施工技术简介盾构隧道同步注浆的具体步骤有:隧道掘进、管片组装、浆体注入、盾尾脱出、浆体失去流动。
在工程实践中,盾构同步注浆是一种特殊的施工方法,它是一种特殊的施工方法。
与其它施工技术比较,采用盾构法同步灌注技术在地铁工程施工中的优越性是非常明显的。
首先,采用全自动化的方法可以极大地提高工程的实际工作效率,减少人工投入,降低整个工程的造价,并对施工人员的生命安全起到了很好的保护作用。
其次,由于地铁工程的工地都是在市中心,人流量很大,所以在施工的时候,会有很大的震动和噪声,会对人的工作、生活、休息造成很大的影响。
同步注浆技术在盾构掘进中的应用,可以有效地解决这一问题。
最后,盾构隧道在施工中采用了同步注浆技术,可根据实际情况对其进行深度调整,从而有效地降低了工程造价。
另外,采用同步注浆技术可以降低盾构隧道施工的危险性,保证施工的安全。
2地铁盾构隧道掘进中同步注浆材料与技术要点2.1同步注浆压力设计注浆压力是根据工程实际情况确定的,它对增加地层空隙填充量起到了关键作用,同时可以降低地面沉降,保证以后的工程使用。
关于地铁盾构施工中注浆技术的研究
关于地铁盾构施工中注浆技术的研究作者:王瑛辉来源:《科技视界》2014年第25期【摘要】随着社会经济的发展,交通拥堵日益加剧,公共交通问题亟待解决,修建地铁和轻轨已是各大城市基础建设的必要内容,是建设现代化大都市的标志。
城市轨道交通,特别是地铁运输,在运力、环保、经济、舒适和空间利用等方面有着其他交通手段无可替代的优势。
本文就地铁盾构施工中的注浆技术进行了简单的阐述,供同行参考。
【关键词】轨道交通;暗挖施工;盾构法;注浆技术1 盾构法介绍盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。
盾构(shield)是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。
钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶;钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。
盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装(或现浇)一环衬砌,并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆,以防止隧道及地面下沉。
盾构推进的反力由衬砌环承担。
盾构施工前应先修建一竖井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。
盾构法施工的优点(1)安全开挖和衬砌,掘进速度快;(2)盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业,施工劳动强度低;(3)不影响地面交通与设施,同时不影响地下管线等设施;(4)穿越河道时不影响航运,施工中不受季节、风雨等气候条件影响,施工中没有噪音和扰动;(5)在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。
2 工程概况根据地质勘查报告,石家庄火车东站~南村站区间穿越土层以粉质粘土,中粗砂为主;南村站~洨河大道站区间穿越土层以粉细砂,中粗砂为主。
两区间范围内地下水埋深约40~48m,含水层为卵石粗砂层,区间均未进入潜水层,未见上层滞水。
因此宜采用盾构施工。
3 盾构同步注浆当盾片脱离盾尾后,在土体与管片之间会形成一道宽度为80mm左右的环行空隙。
同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早支撑地层,防止地面变形过大而危及周围环境安全,同时作为管片外防水和结构加强层。
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成都地铁盾构同步注浆及其材料的研究【内容提要】成都地铁1号线一期工程盾构施工2标为成都地铁试验段,该工程采用加泥式土压平衡盾构机施工,成都地区地层为砂卵石地层,粒经大、水位高,为了有效解决同步注浆的效果,我项目部和同济大学、西南交通大学进行了相关的试验研究,拟采用惰性浆液(以黄泥粉、粉煤灰为主剂)为同步注浆材料,期望其达到不易被水稀释、较好的流动性、较好的早期强度和较低的成本。
【关键词】高富水土压盾构同步注浆惰性浆液1. 概况成都地铁1号线一期工程盾构施工2标人天盾构区间,主要穿越砂卵石地层,地层高富水,含水量大,地下水位高。
采用了加泥式土压平衡式盾构机进行施工。
盾构机配备了盾尾同步注浆系统,可在盾构掘进的同时进行背后注浆。
在盾构掘进施工中,当管片刚脱离盾尾时即可对管片外侧的空隙进行填充,从而起到控制地表沉降、提高隧道的抗渗能力、预防盾尾水源流入密封土舱而造成的喷涌和稳定成型隧道的作用。
2. 盾构法施工背后注浆技术2.1.同步注浆原理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背后注浆,当盾构机推进结束时,停止注浆。
这种方法是在环形空隙形成的同时用浆液将其填充的注浆方式。
如图2-1所示。
图2-1 同步注浆系统示意图2.2. 注浆材料和配比的选择2.2.1. 注浆材料应具备的基本性能根据成都地区的地质条件、工程特点以及现有盾构机的型式,浆液应具备以下性能:1)具有良好的长期稳定性及流动性,并能保证适当的初凝时间,以适应盾构施工以及远距离输送的要求。
2)具有良好的充填性能,不流窜到尾隙以处的其他地域。
3)在满足注浆施工的前提下,尽可能早地获得高于地层的早期强度。
4)浆液在地下水环境中,不易产生稀释现象。
5)浆液固结后体积收缩小,泌水率小。
6)原料来源丰富、经济,施工管理方便,并能满足施工自动化技术要求。
7)浆液无公害,价格便宜。
2.2.2. 注浆材料为了保证背后注浆的填充效果,施工中结合现场条件和盾构机自身注浆系统的配置,选取了两种液浆组成以便进行对比优选:1)以水泥、粉煤灰为主剂的常规单液浆A成分:水泥、粉煤灰、细砂、膨润土和水;2)以黄泥粉、粉煤灰为主剂的惰性浆液B成分:黄泥粉、粉煤灰、细砂、膨润土和水。
浆液组成A以水泥作为提供浆液固结强度和调节浆液凝结时间的材料,浆液组成B以粉煤灰作为提供浆液固结强度和调节浆液凝结时间的材料。
其中浆液组成B中使用的粉煤灰可以改善浆液的和易性(流动性),黄泥粉能增加浆液的粘度,并有一定的固结作用,膨润土用以减缓浆液的材料分离,降低泌水率,还具有一定的防渗作用。
砂在两种浆液中都作为填充料。
2.2.3. 浆液配比及性能测试在确定浆液配比时,先根据相关资料,确定了两种浆液的各种材料的基本用量,然后结合浆液站调试,每种配比生产一定方量,并对浆液性能进行相关的性能测试,从而对配比单进行筛选,保留能够生产出合格浆液的配比,以便今后用于施工。
根据测试结果还可得知,与水泥浆液相比,以黄泥粉、粉煤灰为主剂的浆液的凝结时间较长,在10~12小时左右。
考虑到盾构掘进过程中一些不可避免的停机(如管片拼装、连接电缆、风管安装、机器维护保养、盾构机临时停机、电路故障等),若浆液的初凝时间较短,则增加了停机期间发生堵管的可能性,增加额外的清洗工作,并影响盾构的继续掘进。
因此,浆液合理的初凝时间应与盾构掘进施工一个工班的时间接近,这样可以在每班结束时再安排浆液输送管路的清理工作,既不影响盾构连续施工,又保证能及时清理管路,避免堵管现象的发生,选用惰性浆液更为可靠。
惰性浆液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,通过分析与试验对比,共进行了8组试验。
试验材料配比分别如下:表2-1 试验的材料配比(重量比)2.2.3.1 流动度/塌落度的试验通过试验得到,流动性较好的是B、D、E组材料。
B组含水量在所有试验组中最大37%,D、E两组未添加黄泥粉。
E、F两组浆液为两组对黄泥粉和粉煤灰的试验对比。
E组中未添加黄泥粉,F 组中未添加粉煤灰。
试验结果表明,不添加粘土的浆液具有较好的流动性。
添加了黄泥粉的浆液流动性大大降低。
2.2.3.2.稠度对各组的试验表明,即使个别浆液试件流动度不佳,但其稠度仍可达到理想状态9-13cm之间。
2.2.3.3 析水性从试验可以看出,除了A、F及H组,析水之外每种浆液在静置之后都出现了严重的析水现象。
而凝结时间试验大部分是在试件表面有水的情况下进行的。
说明浆液都有析水性,析水率大概在1%~6%(体积比)之间。
2.2.3.4.抗水性根据试验结果,抗水性较好的为F组,H组试验。
当浆液的流动性减小、整体性强时,其抗水性呈增大趋势,但减少用水量,减少其流动性时,又对浆液的可泵型造成影响。
因此,通过调节浆液中的膨润土和黄泥粉用量可改善整体性,同时又可增大稠度。
2.2.3.5.凝结时间表2-2 各时间凝结时间比较凝结时间测定达到0.3MPa所需的时间(h) 凝结时间测定达到0.5MPa所需的时间(h) 凝结时间测定达到0.7MPa所需的时间(h)A 15 24 44B 30 62 68C 14 24 34D 24 69 96E 11 24 34F 10 19 28G 22 62 69H 7 21 29D、E两组的对比可以看出,两组试验除了含水量有5%左右的差别外,其他比例都相当,但通过凝结时间的测定,可以看出,两组有较大的差距。
G、H两组的对比可以看出,H组中水含量3个百分点。
黄泥含量比减少了3个百分点。
其他成分的含量都未改变。
凝结时间测定的试验表明:H组浆液材料的凝结时间较G组大大缩短。
因此,通过试验可以得出,对于该种可塑浆液的凝结时间,起决定作用的是含水量和浆液中粘土的含量。
含水量增大,则凝结时间增大,黄泥粉的含量增大,则凝结时间缩短。
而且对该两种的含量特别敏感,水的含量敏感区大概为:20%~30;黄泥粉的含量敏感区大概为:15%~25%。
2.2.3.6试验结论.通过试验研究、对比分析,主要得出如下结论。
(1)膨润土的加入使注浆浆液的稳定性得到提高,可泵性增大,根据本次试验结果及其他工程应用膨润土的经验,确定在该地层情况下的同步注浆的膨润土添加量。
(2)黄泥粉的加入,使注浆浆液的粘聚能力增大,大大的提高了浆液整体性和抗水性,特别水冲情况下的抗分散能力。
并使浆液的强度上的比较快。
但是,添加了黄泥粉的浆液,其流动性明显降低。
(3)浆液的含水量和粘土含量是决定浆液凝结时间和流动性的主要因素。
(4)浆液的含水量和粘土含量是决定浆液流动性的主要因素。
(5)富水砂卵石地层的可采用材料配比1)配比一密度为1.73ton/m3,具体配比如表2-3所示。
表2-3 配比一每立方浆液含量(kg)水水泥粉煤灰细砂膨润土黄泥粉外加剂415.2 138.4 276.8 553.6 69.2 276.8 0.2595该配比材料的特点:具有较好的抗水性;具有较好的流动性;在水中浇注可防止被水稀释;2)配比二密度:1.65ton/m3 配比二的具体配比如表2-4所示。
表2-4 配比二每立方中,含(kg):水水泥细砂膨润土黄粘土外加剂462 115.5 627 99 346.5 0.35该浆液有如下特点:相对于建议材料一来说,少了一种材料。
这样可以减少工程复杂性,节省场地、施工方便,并且,黄泥粉罐和膨润土罐还可以在渣土改良时同时利用,这样的话一套设备就可以双重利用。
可以大大减少工程成本。
抗水性能好:能在水中浇注不被水稀释,而且不容易被水冲散;在有水的条件下,强度上仍可以较快,在有水的条件下,初凝时间可以控制在10-20小时之间;稠度可控制在10-12cm之间,该浆液可具有较好的稠度和可泵型。
2.3. 注浆工艺参数的确定2.3.1. 注浆量的计算背后注浆量Q,通常可按下式估算:Q=Vα式中,V――理论空隙量,α――注入率。
人天区间采用的加泥式土压平衡盾构机刀盘直径6.28m,而预制钢筋混凝土管片外径为6.0m,则理论上每掘进一环,盾构掘削土体形成的空间与管片外壁之间的空隙的理论体积为:V=π×(6.282-62)×1.5/4=4.051m3。
注入率α的主要影响因素包括①注入压力决定的压密系数α1、②土质系数α2、③施工损耗系数α3和④超挖系数α4。
则α=α1+α2+α3+α4 +1每环实际注浆量可根据地层和施工损耗等情况选取相应的注入率。
2.3.2. 注浆压力的确定注浆压力是指注入孔附近的压力,而不是泵的喷射压力。
注浆压力应综合覆盖土的厚度、地下水的压力及管片的强度进行设定。
但应注意以下问题:(1)不大于盾尾密封压力的警戒值(2)不大于管片能承受的最大压力(3)根据管片脱出盾尾后位移情况进行及时调整(4)根据地表建筑物沉降情况进行及时调整2.3.3. 注浆量和注浆压力的控制背后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、背后注浆所用浆液的种类等多种因素的影响。
虽然这些因素的影响程度目前尚在探索,但控制注入量多少的基本原则是不变的,即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。
一般每环浆液注入量为6~7m3,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二次注浆。
注入压力要考虑不同地层的多种情况,注入压力一般是2~4Bar,由于考虑在砂质或砂卵石地层中浆液的扩散,所以注入压力要比在其它地层中的注入压力小一些。
在背后注浆施工中,为控制注浆效果和质量,应对注入压力和注入量这两个参数进行严格控制,我们采取的是以设定注入压力为主,兼顾注入量的方法。
3. 盾构背后注浆工艺3.1. 注浆设备在洞外施工场地设搅拌站一座,搅拌能力35m3/h。
运输系统:砂浆罐车(6m3),带有自搅拌功能和砂浆输送泵,随编组列车一起运输。
同步注浆系统:配备SWING KSP12液压注浆泵2台(盾构机上已配置),注浆能力2×12m3/h,4个盾尾注入管口及其配套管路。
3.2. 同步注浆工艺流程图见图3-13.3. 注浆质量控制3.3.1. 浆液搅拌制浆时的注意事项:1)对于制浆材料要把好质量关,选用供货质量稳定的供货商。
拌制浆液时,不能使用固结成块的黄泥粉和膨润土,砂料应是粒径2~4mm的细砂,含泥量不能超过标准,不得混有杂物和大粒径石子;2)浆液搅拌要充分,拌和要连续,不能间断;3)定期检查计量系统,保证按配比生产浆液;图3-1同步注浆工艺流程图4)根据拌制的第一罐浆液的性能指标,合理调整各骨料和水的加量,保证浆液的性能最终满足要求;5)按规定对设备进行日常维护保养,使设备经常处于良好的工作状态。