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盾尾注浆管理及预防漏浆措施

盾构机在推进过程中,为预防地面沉降,影响地表构筑物的安全,盾构在推进过程中要严格控制好注浆质量,在盾构掘进过程中由于盾构机的姿态,盾尾油脂的注入等原因造成盾构机盾尾刷损坏,影响施工并产安全质量问题。



01 注浆施工管理


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注浆施工管理建议做好如下几点:


1注浆管理


在盾构施工过程中记录好注入的环号、注浆的位置、注浆压力、注浆量等参数,把这些参数用于注入率的计算、施工用料管理、沉降量的监视中。在施工期间对材料的使用量、配比进行优化,对注浆设备进行检修,对注浆管路及时冲洗并保证管路的密封性。


2安全文明施工管理


在浆液制作过程中涉及到粉尘,故应注意使用防尘面具和橡胶手套,并加强通风。浆液设备冲洗或清理时应注意不要被搅拌机卷入,维修时一定将电源关闭防止误操作造成安全事故。注双液浆时注意B液的飞溅,接触到皮肤后及时用清水清洗,若进入眼睛,则应立即用水清洗,然后请医生处置。


3质量管理


对于盾构注浆来说,流动性、强度、收缩率、凝胶时间等性能是浆液选择的重要因素,浆液的好坏直接影响地表的沉降、漏水、漏气等性能。为此必须定期对浆液进行检查。



02 盾尾漏浆的原因及防治措施


1盾构机盾尾刷及油脂的使用


始发前焊接盾尾刷要选择弹性好、质量好的盾尾刷,并跟据地质情况选择加强型等尾刷。油脂的涂抹尽量使用WR90的油脂,且涂抹均匀,保证每层之间填满油脂。

始发前在油脂腔内打满油脂,保护盾尾刷,避免尾刷损坏导致漏浆。

做好油脂选型,实践证明在穿越含水砂层时,需要粘性较大,稠度较小的油脂,这样可更好的填充盾尾内的缝隙,减少砂的流动性,粘土段对油脂的要求相对较低,可选择成本较低的油脂品牌,根据油脂泵的工作能力选择合适的油脂。


2盾构机的姿态控制


盾构机在推进过程中要控制好管片的超前量,由于盾构机在掘进过程中管片对其有导向的影响,同时盾构机的掘进路线影响管片的轴线,为确保盾构机的姿态与管片的姿态相一致,需确保管片的超前量与盾构机在同一个法面,故在管片的选型上要及时。在盾构机的姿态调整时不能急纠偏,一般控制在每环(1.5m)纠偏量最大不超过12mm,纠偏致使盾尾间隙发生变化,严重时损坏盾尾刷,造成间隙大的地方出现漏浆现象,盾尾刷一般在漏浆一次以后,由于钢丝之间存在浆液,久而久之就会凝固在钢丝上,使盾尾刷失效,就会经常性漏浆。


3注浆压力与注浆量控制


盾构机的盾尾刷压力一般设计为6bar,故在注浆压力不能超过盾尾刷的最大承载压力6bar。在PLC上设定注浆最大压力时要根据地层的水土压力计算来确定注浆压力。如果注浆压力过小,克服不了水土压力注浆注不进去,如果注浆压力过大,会击穿盾尾刷而漏浆。一般注浆压力的设置按照土压力、水压力、管片强度来确定,一般不超过4bar。注浆量除了收到渗透及渗漏影响之外,还要受到施工线型、超挖、注浆材料种类的影响,一般按照计算空隙量和注浆率来设定。如果注浆量过大地表容易隆起,也易造成漏浆。注浆量过小地表会出现沉降。

所以,在浆液的注入过程中,一定要密切注意这两个参数,以免出现盾尾漏浆的情况。


4管片拼装质量控制


管片在进场后及时对管片的养护时间、管片的破损情况进行检查,在管片粘接防水胶条过程中控制好粘接质量,在管片垂直运输和水平运输过程中防止其磕碰,在进入隧道内吊装和安装过程中要控制不掉楞掉角。拼装手在拼装前要清理盾尾拼装区域,控制管片的成圆性,管片一旦被拼装成为椭圆形,再拼装下一还的时候必然会造成管片的错台、破损、喇叭口等问题,在注浆压力高的情况下出现以上问题的地方就由于高压而被击穿导致漏浆。所以在拼装作业中,一定要严格把住质量关,保证管片拼装的质量。


5盾尾油脂注入量和注入压力控制


盾构机在掘进的过程中,粘附在管片外表的油脂被消耗掉,消耗的部分要及时给以补给。补给方式一般为盾尾密封油脂通过盾尾上均布的注入点填充到3排盾尾刷之间来密封腔。注入控制方式一般为手动和自动两种控制方式。

一环油脂的消耗量一般按照以下公式计算:

Q=π·D·B·t(1.5-2)

D-管片外径(m)

B-管片宽度(m)

t-盾尾油脂在管片表面的粘膜厚度(一般取0.5mm)

盾尾油脂在注入口处一般都设置监测压力的传感器,这是我们控制油脂压力的依据,一般油脂压力是按注浆压力来考虑的,一般压力控制在6bar以上。如果油脂注入的量不足或压力低不能够及时的填充消耗油脂,造成盾尾刷内油脂缺失密封效果不好,形成盾尾漏浆。一般都是由于设备故障导致,所以施工中要避免设备的出现故障导致盾尾漏浆。


注浆质量是盾构施工的关键环节,浆液的管控直接影响盾构的正常施工,盾尾出现漏浆现象后严重影响注浆效果,施工存在着非常大的安全隐患,盾构漏浆受到尾刷、油脂质量、掘进姿态、盾尾间隙、管片拼装质量、地质情况、设备状况等多方面的影响,因此,在盾构施工过程中分析漏浆原因,及时做出预防措施和应急措施,确保施工的安全。