盾构跟踪注浆沉降控制施工工法Word格式.doc

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管片拼装

二次注浆

监测预警、报警

否

多次注浆

监测变形未收敛

水泥砂浆拌制

双液浆配制

图1：

工艺流程图

5.2操作要点

1、施工准备

盾构施工前，根据施工组织筹划，盾构机组装、调试完成，反力架安装完成并组织验收，后配套设备安装、调试完成，后配套施工场地布设完成、施工人员进场并进行培训、管片生产完成并增设二次注浆孔，盾构机具备掘进条件。

2、盾构掘进

盾构推进由操作司机在中央控制室内进行。

开始施工时，打开出土闸门，依次开启皮带输送机，螺旋输送机和大刀盘，推进千斤顶，调整好各斤顶的油压，此时大刀盘切削土体，盾构前进。

盾构机根据设定的正面土压力自动控制出土速度或掘进速度。

盾构机的行程、上下左右四个区域千斤顶压力、螺旋输送机转速、盾构扭转、俯仰等参数将在显示屏上显示，盾构司机及时作好参数记录，并参照仪表显示以及其它人工测量和施工经验调整盾构机姿态和各项施工参数，使盾构机始终按设计的轴线推进。

盾构掘进施工参数严格按照施工方案及交底执行，具体参数根据隧道地层制定。

表1：

盾构主要工作参数表

掘进模式

推力（t）

扭矩（t·

m）

刀盘转速（rpm）

土仓压力（bar）

螺旋机转速（rpm）

土压平衡式

800～1200

200～400

0.8～1.2

1.8～2.0

4～8

3、同步注浆

（1）、浆液拌制

盾构掘进开始前，由工程部组织进行配合比实验，确定水泥浆的配合比并交底至后配套施工班组组织进行浆液拌制。

水泥浆由地面拌合站拌制，搅拌完成后下放至电瓶车上的转浆罐里，运送至车架存浆罐。

浆液拌制配合比如下表：

表2：

水泥浆配合比表（每方）

浆液类别

材料名称

规格

配合比（Kg/m3）

水泥浆

水泥

42.5R

377

粉煤灰

Ⅱ级

水

自来水

754

（2）、同步注浆

①在推进过程中正常进行同步注浆，通过盾构机上的双液浆系统以及同步注浆系统管路进行注浆施工。

同步注浆参数为：

注浆总量4m3/环（根据盾构机型号及尺寸），为理论建筑空隙量1.65m3/环的242%。

其中水泥浆3.5m3/环，水玻璃溶液0.5m3/环。

同步注浆压力为0.35～0.40MPa。

表3：

水玻璃配合比表（每方水泥浆）

水玻璃溶液

水玻璃

38Be

67

-

133

两种溶液独自配备单独的储浆及泵送系统，在盾尾混合器内充分、均匀的混合后再注入管片背后。

图2：

双液浆同步注浆系统

同步注浆流量应与推进速度匹配，当推进速度为3cm/min时，单管注浆流量为45L/min。

②注浆施工前，对双液浆配合比进行试验，并根据前期配合比实验以及现场适配预留双液浆试样，确定此配合比下的双液浆的初凝时间为2小时，浆液体凝固后的强度约1.6Mpa，具有良好的自稳性。

。

③施工过程中，通过控制水玻璃系统、水泥浆系统的注浆压力及速度来控制注浆量，确保满足填充注入要求。

（3）、膨润土注入

①停止推进后，先停注水泥浆，并立即用清水正洗水泥浆管路，同时继续注入水玻璃；

②清洗洗水泥浆管路一分钟后，停注水玻璃，用清水正洗水玻璃管路一分钟；

③用循环水反洗整个注浆回路，直至反洗出口全部为清水。

④清洗完成后，利用盾构机的膨润土注入系统通过盾尾注浆管注入膨润土浆液，扩散至注浆管周边，防止盾尾注浆管堵塞，膨润土注入在同步注浆完成30min内完成。

⑤膨润土的注入量为0.2m3,注入压力为0.3Mpa。

4、管片拼装

隧道衬砌由六块预制钢筋混凝土管片拼装而成。

由封顶块（F）、邻接块（L1、L2）、标准块（B1、B2、B3）各一构成。

衬砌采用错缝拼装，自下而上对称拼装，封顶块和邻接块搭接2/3，径向推上，然最后纵向插入。

封顶块安装时须保证两块邻接块间有足够的插入空间。

管片的拼装施工工艺流程图下图：

图3：

管片拼装工艺流程图

管片拼装的质量要求：

相邻管片允许高差≤4mm，相邻环的环面间隙≤1mm，纵缝相邻块块间间隙≤1mm，衬砌成环后（刚出盾尾时）直径允许偏差：

2%D（D为隧道竖向外径）。

衬砌环椭圆度≤20mm，隧道水平轴旋转角度≤0.6°

5、二次注浆

二次注浆的浆液采用同步注浆的配合比，注浆系统为盾构机上的同步注浆系统。

施工过程中，将跟踪二次注浆作为常规工序，在穿越过程中严格按照固定的频率进行。

（1）浆液拌制

二次注浆浆液采用同步注浆系统的浆液，浆液配比与运输与同步注浆一致。

（2）浆液注入

①二次注浆采用与同步注浆相同的浆液配比，在拼装平台上将注浆管路分为两路，一路保证盾尾同步注浆的压注，一路对脱出盾尾的第三环管片进行开孔注浆，每次注浆量按照1.0～1.5m3控制，注浆压力按照0.50MPa控制。

表4：

二次注浆配合比（初凝时间2小时）

②二次注浆采用管片上的增设注浆孔施工。

管片拼装完成后，在拼装机上将注浆孔打开，埋设注浆球阀，管片脱出盾尾2环后，连接注浆管进行二次注浆进行注浆,注浆采用“量、压双控原则”。

注浆压力控制在0.5Mpa，注浆以匀速为主，当压力超过0.5Mpa后即刻停止。

注浆孔

图4：

管片增设注浆孔

图5：

跟踪二次注浆

③二次注浆施工过程中，必须与盾构掘进同步开展，防止盾尾被双液浆抱死从而导致盾尾刷拉坏引起盾尾漏浆等情况。

③、二次注浆施工过程中，严格控制注浆压力，防止因注浆施工导致管片开裂或破损。

④、开孔注浆施工过程中，注意进行梅花跳跃开孔，且每环2个孔,一个为注浆孔，一个为观察孔。

6、多次注浆

为进一步的控制后期沉降，在后配套车架尾部配置了整套的双液浆注浆设备，跟随盾构机一同前进。

根据监测结果及工后沉降情况，利用盾构车架上的注浆平台进行再次有针对性的第三次，乃至于第四次、第五次补浆。

图6：

车架平台补充注浆示意图

图7：

车架平台注浆系统图

盾构掘进施工过程中，每列电瓶车进入时运输800KG水泥以及600Kg水玻璃，堆放在车架上。

注浆前，根据施工方案及交底，利用车架上的拌浆桶进行浆液拌制。

配合比如下表：

表5：

洞内注浆配合比（初凝时间30s）

甲液-水泥净浆（水灰比1:

1）

乙液-水玻璃（水玻璃：

水=1:

1m3

水（Kg）

水泥（P.O.42.5级）（Kg）

水玻璃（Kg）

750

583

2）、浆液注入

①利用管片上的增设注浆孔，注浆施工前，提前选定环数及注浆点位并组织人员开孔后安装注浆球阀。

注浆采用2环一注，注浆点位为2点、11点。

②注浆采用“量、压双控”的原则施工。

注浆施工过程中，严格控制注浆压力和注浆量。

注浆压力控制在0.4～0.6Mpa,同时根据制定的专项监测施工方案进行施工监测，通过监测数据信息化指导二次注浆量。

③下穿建筑物施工期间施工监测频率为4次/天，要求建筑物累计沉降控制值为10mm,变形速率不能超过2mm/天。

施工过程中，通过监测变形速率以及累计沉降值来确定二次注浆量及注浆环号。

同步，当地表监测变形速率超限或达到预警值（5mm），则组织开展多次注浆，直至监测数据稳定。

6.材料与设备

本工法采用的机具设备见表6-1：

表1机械设备表

序号

设备名称

型号

单位

数量

用途

1

双液注浆机

CFG-32

台

2

同步注浆系统

盾构机系统

同步注浆及二次注浆

本工法采用的材料见表6-2：

表2材料统计表

PO42.5

吨

200

150

7.质量控制

7.1工程质量控制标准

表1综合注浆质量控制标准

内容

质量控制要求

检查方法

加固体强度

≥0.8MPa

贯入法检测

地表建筑物沉降

≤10mm

沉降监测

7.2质量保证措施

7.2.1防止地表建筑物沉降超限的措施

（1）渣土改良

为确保盾构在穿越危险源的过程中出土流畅，刀盘前段不结泥饼，施工单位充分利用盾构机配备的渣土改良系统进行改良，过程中根据地质情况分别从刀盘、土仓、螺旋机注入水或稀释后的泡沫剂进行分段改良渣土，最终达到出土流畅，无泥饼的理想状态。

（2）土压力控制

在连续穿越风险源地段期间土压设定比该埋深的理论水土压力稍大0.03～0.05MPa。

在穿越过程中，密切关注盾构刀盘到达阶段的房屋监测数据，并结合地质情况对土压力进行动态调整，将土压波动范围严格控制在±

0.02MPa，防止波动过大引起的沉降。

（3）出土量控制

穿越过程中出土超量将引发难以控制的沉降危害。

施工单位在施工中排专人量测空载土厢的残余渣土方量及满载土厢的剩余空隙方量，保证每一环的出土量能够得到精确统计。

在推进过程中，每进尺300mm应测量一次土箱内的实际出土量，检查是否与进尺匹配。

（4）掘进速度控制

在下穿建筑物期间，推进速度控制在2～3cm/min左右，既可以避免速度过慢导致刀盘在建筑物下方长时间扰动停留，又能够保证同步注浆充分均匀的注入。

穿越期间控制推进速度趋于平稳，尽量减少对周边土体的扰动。

（5）多次注浆

盾构掘进施工过程中，通过同步注浆量、二次注浆量及注浆压力、多次注浆量及注浆压力，有效填充管片于盾构掘进施工产生的建筑空腔。

同时，根据掘进范围内土层，分析浆液扩散量，及时修正注浆量。

7.2.1加固体强度的保障措施

（1）配合比选定

施工前，根据施工影响范围内土层情况，选择合适的注浆配合比，确保注浆完成后加固体的有效强度满足要求；

（2）加固体检测

注浆完成后，及时对加固体采用贯入法进行检测，如不能满足设计要求，则再次进行补浆处理。

8.安全措施

8.1电瓶车运行必须严格按照限速行驶。

8.2管片开孔过程中，高处作业必须挂设安全带。

8.3注浆施工过程中，必须佩带防护面罩，防止水泥浆、水玻璃溅射至眼睛内。

8.4电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度和线间距除按安全规定要求进行外，将其布置在专用电杆