地铁盾构隧道建设中的同步注浆施工技术探析 张岩

发表时间:2021/3/15   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:张岩
[导读] 摘要:现如今城市化进程不断加快,盾构法目前已经成为我国城市地下交通建设过程中经常用到的施工方法之一,这种技术既可以减少施工人员施工周期,也可以降低对周边环境的影响。
        哈尔滨市上和时代市政工程材料检测有限责任公司  黑龙江省哈尔滨市  150000
        摘要:现如今城市化进程不断加快,盾构法目前已经成为我国城市地下交通建设过程中经常用到的施工方法之一,这种技术既可以减少施工人员施工周期,也可以降低对周边环境的影响。根据盾构技术相关研究表明,刀盘切削,盾构机振动等都会对岩石造成直接影响,钢管片和岩体之间存在较长时间的缝隙,就会出现地表下沉的情况,给周围环境带来严重隐患。此时就需要采取同步注浆施工技术。本文就针对同步注浆工艺进行研究和探讨。
        关键词:地铁盾构;隧道建设;同步注浆;施工技术
        1 工程概况
        某区间地铁隧道线路全长约为八千米。相关施工单位利用土压平衡盾构进行施工。盾构机管片外径6400毫米,环宽1.5米,厚度300毫米外经委6680毫米。隧道顶层覆盖土深度为4.9到20.7米。而大部分地下水位要低于地铁结构底板,所以盾构施工过程中不揭漏底下水。在修建过程中,地下隧道所穿过的岩土层种类以粘性土和砂土较多,性质变化较大,又因毗邻松花江导致地下水位较高。存在上下软硬不均匀的问题,隧道围岩稳定性较差,非常容易塌陷,所以在施工的过程中需要格外注意。
        2 地铁盾构同步注浆技术原理和作用
        2.1 同步注浆技术的原理
        暗挖工法包含着盾构施工技术,结合了机械土木自动化信息等多学科的现代化地下工程施工技术。在地铁隧道施工过程中,施工步骤繁多,比如隧道挖掘,拼装管片,注浆,盾尾脱出,以及浆液硬化等施工步骤。在城市地铁建设过程中,采用盾构施工技术,即可以在不影响地面正常交通的基础上,还可以控制地下水渗透地表沉降以及施工噪音等,地铁建设过程中的安全性与隧道深度密切相关。
        在实际的施工过程中,我们不难发现盾构机刀盘到直径要大于管片衬砌外径,当施工进行到盾尾拖离时,管片和地层结构之间就会产生一定的空隙,这时如果地层结构没有支撑,就会产生位移,造成地表沉降,从而威胁到施工安全[1]。所以,利用臂后同步注浆技术,可以有效解决这一问题,降低地表沉降所带来的施工隐患。
 
        图1地铁盾构施工
        2.2 同步注浆技术在盾构施工中作用
        第一,同步注浆技术可以在一定程度上减少吨位空隙,降低地表沉降,减轻地铁隧道施工对周围环境的影响。第二,同步注浆也可以提高称切结构的密闭性,从而降低管片问题。同步注浆技术在填补顿为空隙时,可以有效降低管片上浮等问题发生的概率。第三,同步注浆技术可以在一定程度上提高整体结构的防水性能,避免在挖掘隧道过程中穿过地下高压水层,这就对施工中材料的防水性能提出更高要求,同步注浆技术可以提高盾构的防水性,从而保障施工安全。第四,注浆还可以充当管片结构的加强层,从而在一定程度上提高地铁隧道结构的稳定性。
        3 地铁盾构隧道建设中同步注浆材料与技术要点
        3.1 同步注浆压力设计
        相关的工作人员需要根据施工的具体情况来决定注浆的压力值,因为他在地层空隙填充过程中发挥着至关重要的作用,同时还可以减少地表下沉情况,在以后的运行过程中,是地下管线保持安全稳定的状态。如果主将压力高于标准值的话,就会出现地表隆起的现象,严重的话,还会发生观片衬砌破损的情况。理论上来讲,当主将压力稍微高于土鸭压和水压时,可以在一定程度上有效避免劈裂注浆情况的发生,但是在注浆压力选择过程中,不仅要考虑这些问题,还需要全面的考虑到各方面的因素,比如地层条件等[2]。在选择地铁隧道同步注浆施工压力过程中,需要高出开挖土面压力的1.1到1.2倍。
        3.2 注浆量
        同步注浆施工技术可以有效填充切削土体和管壁之间的缝隙,但是这个过程中依然存在着跑浆的不良影响。将注浆量作为标注,具体施工过程述职需保持在百分之130到180%之间。具体公式为:
        Q=V×λ
        式中:Q为注入量(m3);λ为注浆率(%);V为盾构施工中出现的缝隙(mm)。
        3.3 同步注浆配合比的选择
        一般情况下,同步注浆施工过程中经常使用到的注浆材料是单液浆,在这里注入过程中,需要保持单液浆的流动状态,单液浆在液体状态下,不具备可操作性,流动期间也不能有效地保证各个区域得到有效的填充。此外,地铁隧道一般都是在地下进行施工,如果在施工期间位置有大量的地下水资源的话,就会对将液造成直接影响,从而稀释将液这种情况就会直接影响到注浆后的强度,能不能很好的凝固,地铁隧道上方的土质也会在缺乏支撑的情况下出现显著下降[3]。在实际施工过程中,对浆液的性能有以下几个方面的要求。
        第一,当将液具有很强的一变性时,相关的工作人员在搅拌过程中更省力,还可以保证浆液运输的完整性,从而降低浆液出现不良情况的概率。第二,收缩率较小,浆体会出现凝固现象,但是因为产生的体积收缩比较小,可以有效地避免地表变形的情况,从整体上来看,可以减少凝固收缩率。第三,浆液还需要具有一定的强度,在施工过程中,浆液需要具备一定的强度和稳定性,才能保证地表不会出现下沉。
        4 地铁盾构隧道建设中同步注浆技术的应用
        4.1 同步注浆管理
        相关的工作人员通过填补管片圆环和盾构内部使的地表下降概率减少,这一施工环节盾构挖掘工艺起着非常重要的作用,与此同时,这一环节对质量要求很高,比如韧性以及强度都要符合相关标准,更加科学合理的注入浆体,相关的工作人员可以根据浆体压入时的压力与地表改变的数值调节参数,再向管道中注入晶体进行同步注浆。相关的工作人员需要根据施工现场的实际情况,并结合相关工程案例,对本条线路特殊路段进行二次补压浆的双浆液,浆体压和掘进施工工作需要同步进行[4]。施工人员在盾构挖掘过程中,则需要安排专业的施工人员进行作业面的压强管理,详细地记录出压浆地点以及压力数值等,再根据地表的沉降的情况进行改变。
        4.2 注浆流程
        第一,在隧道建设过程中,相关的工作人员需要谨慎选择浆体的材料严格检查机械设备判断压力系统的工作性能。第二, 浆液搅拌时,一般都是把办置点放在明挖车当中,利用人工配料的方式来进行搅拌。第三,对于浆液的运输和储存,一般都会选容量为7.5立方米的浆车把浆液运送到盾构部分,利用砂浆泵把浆液转移到六立方米的储存罐中,还需对墙体进行充分搅拌,在这一过程中,也需要保证车辆和储存罐的清洁干净。第四,浆液泵运送过程中,需要依靠同步注浆可以使用二筑台浆体注入到四个加注口中,通过精细化管理来控制来注入浆体的注入。
        4.3 注浆施工注意事项
        第一,相关的工作人员要严格检验浆液材料,还需要详细的观察浆液的状态。第二,仔细观察是不是出现变质或损坏的情况,一旦发生这种情况,须即停止注浆。此外,如果注浆过程中出现突然增加注浆量的情况,就需充分检查注浆情况,并进行详细记录。第三,完成注浆工作之后,相关人员要彻底清洗有关设备和管路。
        结束语
        总而言之,注浆技术是地铁隧道盾构施工的关键技术之一,同步注浆施工技术的合理运用不仅可以提高隧道整体的防水性,还可以控制地表变形。所以,相关的工作人员要结合实际情况,注入适当的浆液,调节注浆压力和浆量大小,不断提高施工质量。
        参考文献
        [1]汪乐.地铁盾构法隧道工程建设风险识别与应对[J].四川水泥,2018(06):333.
        [2]熊浩然.地铁隧道工程施工中的盾构法研究[J].科技资讯,2018,16(14):71-72.
        [3]邱明明,杨果林,姜安龙.盾构隧道同步注浆的压力分布及其影响因素[J].深圳大学学报(理工版),2015,32(02):162-171.
        [4]马云新.北京地铁盾构近距离下穿地铁运营盾构隧道施工[J].建筑技术,2015,46(03):272-275.
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