大直徑泥水盾構(gòu)復合地層速凝漿液同步注入與注漿技術(shù)研究

1、大直徑泥水盾構(gòu)復合地層速凝漿液同步注入與注漿技術(shù)研究摘要： 摘要：在大直徑泥水盾構(gòu)施工中，由于大斷面隧道所承受的浮力大和泥水對漿液的稀釋及通過富水復合地層等不利條件，同步注漿效果大受影響。本文結(jié)合正在施工的一盾構(gòu)隧道施工情況進行研究分析，通過對盾構(gòu)原有注漿設(shè)備和管路優(yōu)化改造，由傳統(tǒng)的同步注入單液水泥砂漿改造為同步注入復合漿液，達到了同步注入速凝漿液的目的，并通過在施工中加強過程控制和采取輔助措施，解決了因同步注漿效果差造成的管片上浮及開

2、裂等技術(shù)難題，取得了很好的效果。關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞：大直徑 泥水盾構(gòu) 復合地層 速凝漿液 同步注漿 管片上浮1 前言隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)步伐的加快目前，國內(nèi)建成的大直徑盾構(gòu)隧道已經(jīng)比較多，積累了很多成功施工的經(jīng)驗，但是任何一條隧道使用盾構(gòu)工法施工，還是有各自不同的難點和特點[1]，可能都會出一些這樣或那樣的問題，需要我們在施工中不斷分析研究來解決。針對盾構(gòu)隧道的管片背后注漿問題，很多專家學者已經(jīng)做了大量的研究工作[2] [3]

3、，為后續(xù)工程設(shè)計和施工提供了很多的支持，但之前的很多研究應(yīng)用到具體某個工程并不能完全解決所有問題。本文主要針對大直徑泥水盾構(gòu)在巖石地層中管片背后的同步注漿問題、以及注漿質(zhì)量在施工期間的重要作用展開分析和研究，找到了保證泥水盾構(gòu)注漿質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，并對施工期間注漿施工的技術(shù)細節(jié)進行了認真總結(jié)，為以后類似工程的施工提供了積極的借鑒意義。2 工程概述某高速鐵路水下隧道為雙孔單線結(jié)構(gòu)，采用 4 臺泥水平衡盾構(gòu)相向掘進施工，盾構(gòu)開挖直徑1

4、1.18m，管片外徑 10.8m，內(nèi)徑 9.8m，環(huán)寬 2.0m。工程通過地層主要為第四系全新統(tǒng)軟弱土層和白堊系基巖，在軟弱土層和基巖過度帶局部穿越上軟下硬地層，基巖段巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、砂巖等。隧道通過多處斷裂帶和風化深槽，地下水包括第四系松散巖類孔隙水和白堊系基巖（紅層）裂隙水，裂隙水為承壓水，承壓水頭高度 28～55m，隧道最大水壓為 0.67MPa。地表主要為農(nóng)田、魚塘及江河。3 同步注漿工作原理采用盾構(gòu)工法施工的隧道

5、，盾構(gòu)掘進與管片拼裝為連續(xù)作業(yè)，由于盾構(gòu)開挖直徑都大于管片的外徑，此空間在管片脫出盾尾后應(yīng)及時進行充填，以在管片脫出盾尾后能及時填充超挖空隙并固結(jié)管片，以達到防止地層松馳、地面下沉、管片上浮及阻止管片背后水流通道的目的[4]。根據(jù)不同的地層情況所需填充的材料也不盡相同，目前所使用的一般為水泥砂漿等惰性漿液材料[5]。同步注漿系統(tǒng)一般包括漿液存儲罐、注漿泵、注漿管路以及相關(guān)控制單元組成。漿液一般在洞外由專用制漿站拌制，用專用漿液運輸車運到

6、洞內(nèi)，用泵倒入盾構(gòu)后配套拖車上的漿液存儲罐內(nèi)。在盾構(gòu)掘進過程中、管片脫出盾尾的同時，漿液由注漿泵提供注入壓力，通過多根聯(lián)接管路及均勻分布在盾尾殼體內(nèi)的盾尾注漿管，注入管片背后與地層之間的空隙，達到同步注漿填充超挖空隙并固結(jié)管片的目的。密封邊界的建立有兩方面：一是與前倉之間，主要靠盾殼與地層之間的自鎖及倉內(nèi)壓力保持來實現(xiàn)；二是與盾尾之間，主要靠盾尾密封刷和注入油脂來實現(xiàn)。具體同步注漿注入方d. 在富水地層，或存在承壓水，在前倉壓力不平衡或

7、出現(xiàn)漏漿的狀況下，后部地下匯水很容易把漿液沖散，帶至泥水倉或直接沖出，造成漿液流失；e. 單獨的儲漿罐不能直接注入速凝漿液，否則砂漿運輸、儲存及注入系統(tǒng)極易堵塞，不具備可操作性。5 現(xiàn)場施工情況5.1 注漿材料設(shè)備設(shè)計情況本工程設(shè)計采用單液水泥砂漿，水泥砂漿通過單液同步注漿系統(tǒng)對管片背后的超挖空隙進行充填，以保證隧道的施工質(zhì)量及防止地面下沉，施工過程為同步注入單液水泥砂漿。盾構(gòu)設(shè)備上配備了相應(yīng)的單液同步注漿系統(tǒng)，在后配套拖車上