姿态控制及同步注浆

1、盾构姿态控制及同步注浆盾构姿态控制及同步注浆二二OOOO七年八月七年八月1 盾构姿态控制盾构姿态控制1.1 姿态控制目标：姿态控制目标： 目标：目标：地铁隧道施工规范要求盾构姿态的最大偏差：地铁隧道施工规范要求盾构姿态的最大偏差： 水平和高程均为水平和高程均为50mm 自转角小于自转角小于3度。度。切口盾尾图图3-7-6 激光导向系统指示图激光导向系统指示图1 盾构姿态控制盾构姿态控制1.1 姿态控制目标：姿态控制目标： 纠偏原则：纠偏原则： （1）偏离量增加之前及早修正）偏离量增加之前及早修正 （2）勤纠、量小。）勤纠、量小。 （3）遵循偏离量的管理值和允许值）遵循偏离量的管理值和允许值 （

2、4）确保管片质量）确保管片质量 1 盾构姿态控制盾构姿态控制1.2 姿态控制基准：姿态控制基准： 管理基准：管理基准：定为最大允许偏差的定为最大允许偏差的60，及达到上限时必须纠偏。，及达到上限时必须纠偏。 具体项目如下：具体项目如下： 水平和高程均为水平和高程均为30mm 趋势大于趋势大于1。 自转角小于自转角小于2度。度。 盾尾间隙过小盾尾间隙过小1 盾构姿态控制盾构姿态控制1.3 最大单次纠偏量的确定最大单次纠偏量的确定 切口盾尾 掘进每环掘进每环 水平和高程变化量水平和高程变化量10mm 自转角小于自转角小于1度。度。 趋势变化小于趋势变化小于0.3。1 盾构姿态控制盾构姿态控制1.4

3、 纠偏主要方法：纠偏主要方法： 通过改变分组千斤顶的推力来实现。通过改变分组千斤顶的推力来实现。 （1）改变分区千斤顶压力）改变分区千斤顶压力 （2）减少一个或多个千斤顶）减少一个或多个千斤顶 1 盾构姿态控制盾构姿态控制1.4辅助纠偏措施辅助纠偏措施 （1）开启刀盘超挖装置）开启刀盘超挖装置（2）单侧注浆）单侧注浆（3）胶接装置的利用）胶接装置的利用 1 盾构姿态控制盾构姿态控制1.5 管片姿态控制管片姿态控制 管片的姿态必须尽量和盾构姿态保持一致，保证盾尾间隙管片的姿态必须尽量和盾构姿态保持一致，保证盾尾间隙正常，避免漏浆，管片拉裂等。正常，避免漏浆，管片拉裂等。 错缝拼装的管片采用安装转

4、弯环来实现，同缝拼装管片主错缝拼装的管片采用安装转弯环来实现，同缝拼装管片主要通过加贴不同厚度的石棉橡胶板来实现。要通过加贴不同厚度的石棉橡胶板来实现。 转弯环和楔形石棉垫时必须和盾构姿态，盾尾间隙、推进转弯环和楔形石棉垫时必须和盾构姿态，盾尾间隙、推进千斤顶和绞接千斤顶的行程综合考虑。千斤顶和绞接千斤顶的行程综合考虑。2、同步注浆、同步注浆2.1 注浆目的注浆目的（1）及时充填推进留下的空隙，有效地控制地表沉降；）及时充填推进留下的空隙，有效地控制地表沉降；（2）加强防水、防止泥沙流入；）加强防水、防止泥沙流入；（3）使管片外侧的土体尽快趋于稳定，防止隧道变形；）使管片外侧的土体尽快趋于稳定

5、，防止隧道变形；2、同步注浆、同步注浆2.2 注浆方式注浆方式及时注浆和同步注浆。及时注浆和同步注浆。及时注浆指通过管片预留注浆孔进行注浆，及时注浆指通过管片预留注浆孔进行注浆，同步注浆指通过盾尾注浆管进行注浆。同步注浆指通过盾尾注浆管进行注浆。 2 同步注浆同步注浆2.3 注浆材料及浆液性能注浆材料及浆液性能 2.3.2 浆液要求浆液要求（1）流动性好，满足泵送要求；）流动性好，满足泵送要求；（2）合易性，不易离析；）合易性，不易离析；（3）达到一定的强度；）达到一定的强度；同步注浆的浆液主要有单液浆和快硬性双液浆。同步注浆的浆液主要有单液浆和快硬性双液浆。双圆盾构和一部分泥水盾构采用快硬性

6、双液浆。双圆盾构和一部分泥水盾构采用快硬性双液浆。大部分情况下采用单液浆。大部分情况下采用单液浆。 2.3.1 浆液类型浆液类型 2 同步注浆同步注浆2.3 注浆材料及浆液性能注浆材料及浆液性能主要原材为：水泥、砂、粉煤灰、膨润土和水及外掺剂。材料要求见下表：主要原材为：水泥、砂、粉煤灰、膨润土和水及外掺剂。材料要求见下表： 2.3.3 注浆材料注浆材料 2 同步注浆同步注浆2.3 注浆材料及浆液性能注浆材料及浆液性能典型配比典型配比 2.3.4 配比配比水泥（kg） 粉煤灰（kg） 膨润土（） 砂（kg） 水（kg） 134 326 69 862 433 2 同步注浆同步注浆2.3 注浆材料

7、及浆液性能注浆材料及浆液性能 2.3.5 浆液性能浆液性能项目 性能标准 稠度（cm） 10.511.5 初凝值 1624h 泌水率 3 抗压强度 R70.1MPa，R280.51MPa 比重 1.750.5 盾尾注浆管 盾尾 浆液注入范围 2 同步注浆同步注浆2.4 注浆方法注浆方法 2.4.1 注浆点注浆点一般配置一般配置4个或个或8个（个（4个备用），均匀分布。个备用），均匀分布。 管片注浆孔一般为管片注浆孔一般为5个。个。 2.4.1 注浆时间注浆时间 注浆可根据需要采用手动控制方式，自动控制方式即预先设定注注浆可根据需要采用手动控制方式，自动控制方式即预先设定注浆压力，由控制程序自动

8、调整注浆速度，当注浆压力达到设定值时，浆压力，由控制程序自动调整注浆速度，当注浆压力达到设定值时，自行停止注浆。手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流自行停止注浆。手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流量，以防注浆速度过快，而影响注浆效果。量，以防注浆速度过快，而影响注浆效果。 2.4.1 注浆控制方式注浆控制方式 根据盾构机推进速度，同步注浆以每循环达到总注浆量而均匀对根据盾构机推进速度，同步注浆以每循环达到总注浆量而均匀对称注入，盾构机推进开始注浆开始，推进完毕注浆结束。称注入，盾构机推进开始注浆开始，推进完毕注浆结束。 2 同步注浆同步注浆2.5 注浆控制措施注浆控制措施

9、 2.5.1 注浆压力注浆压力 同步注浆时要求在地层中的浆液压力大于该点的静止水压及同步注浆时要求在地层中的浆液压力大于该点的静止水压及土压力之和，做到尽量填补同时又不产生劈裂。注浆压力过大，土压力之和，做到尽量填补同时又不产生劈裂。注浆压力过大，管片周围土层将会被浆液扰动而造成后期地层沉降及隧道本身的管片周围土层将会被浆液扰动而造成后期地层沉降及隧道本身的沉降，并易造成跑浆；而注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填沉降，并易造成跑浆；而注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填充不充足，会使地表变形增大。充不充足，会使地表变形增大。 通常同步注浆压力一般为静止水土压力通常同步注浆压力一般为静止水土压力0

10、.10.2MPa，一，一般为般为0.20.4 MPa。 2 同步注浆同步注浆2.5 注浆控制措施注浆控制措施 2.5.2 注浆量注浆量 因地质、盾尾间隙、是否在曲线段等因素，注浆率有所不同。因地质、盾尾间隙、是否在曲线段等因素，注浆率有所不同。 一般情况下，注浆率一般情况下，注浆率1.32.5，并应通过地面变形观测来调节。，并应通过地面变形观测来调节。 上海软土地层土压平衡单圆盾构一般为上海软土地层土压平衡单圆盾构一般为1.82.2。 砂土地层一般为砂土地层一般为1.31.8。双圆盾构及泥水平衡盾构达到。双圆盾构及泥水平衡盾构达到2.02.5。 2 同步注浆同步注浆2.5 注浆控制措施注浆控制

11、措施 2.5.3 注浆设备清洗注浆设备清洗 每个作业班组应清洗一次注浆管路，防止长时间砂浆凝结在管每个作业班组应清洗一次注浆管路，防止长时间砂浆凝结在管壁四周堵塞管路。壁四周堵塞管路。 每天对砂浆运输罐和储存罐进行彻底清洗。每天对砂浆运输罐和储存罐进行彻底清洗。 2 同步注浆同步注浆2.5形成的内业资料形成的内业资料（1）拌浆记录）拌浆记录（2）注浆记录）注浆记录（3）拌浆质量抽查记录）拌浆质量抽查记录 2 同步注浆同步注浆2.5 漏浆的预防措施漏浆的预防措施（1）加强姿态管理，防止盾尾间隙过大）加强姿态管理，防止盾尾间隙过大（2）加强盾尾油脂的压入）加强盾尾油脂的压入（3）粘贴海绵条）粘贴海

12、绵条（4）用碎布，碎纱等堵塞）用碎布，碎纱等堵塞（5）更换盾尾刷）更换盾尾刷 2 同步注浆同步注浆2.6 同步同步注浆辅助功能注浆辅助功能（1）管片姿态控制）管片姿态控制 防止管片上浮，采用上部两个注浆孔，采用快硬性浆液。防止管片上浮，采用上部两个注浆孔，采用快硬性浆液。 在管片姿态偏差较大的一侧注浆，控制管片最终成型。在管片姿态偏差较大的一侧注浆，控制管片最终成型。（2）补强注浆）补强注浆 盾尾附近地表沉降较大时，可以利用同步注浆设备加延长注盾尾附近地表沉降较大时，可以利用同步注浆设备加延长注浆管，通过管片预留注浆孔进行二次注浆。一般可以到达盾尾处浆管，通过管片预留注浆孔进行二次注浆。一般可以到达盾尾处410环。环。 2 同步注浆同步注浆2.6 搅拌站设置搅拌站设置主要设施：主要设施：搅拌机、材料棚（堆场）、储浆罐、输送管路等。搅拌机、材料棚（堆场）、储浆罐、