【正文】 了同步注漿系統(tǒng)，在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)的同時(shí)向管片背后壓注水泥－膨潤(rùn)土漿液。 隧道襯砌外周同步適量地注漿和襯砌壁后二次注漿，可以及時(shí)地充填地層與襯砌背后的環(huán)形建筑空隙，使隧道管片和周圍土層形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，把盾構(gòu)掘進(jìn)造成的地層土量損失和擾動(dòng)所引起的地表沉降盡可能地減小。盾構(gòu)機(jī)上的注漿管，按上下左右各一個(gè)均布在盾尾鋼板內(nèi)，使?jié){液在盾尾處注入空隙。注漿前先將孔內(nèi) 3cm 厚的封孔砼鑿?fù)ā５^(guò)量壓注也會(huì)引起地表局部隆起和跑漿。壓漿和掘進(jìn)保持同步，即在盾構(gòu)掘進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行注漿，掘進(jìn)停 第 33 頁(yè) 共 72 頁(yè) 止后，注漿也相應(yīng)停止。 可硬性漿液配比 為：（ Kg/） 可硬性漿液配比表 漿液投料量 水泥 粉煤灰 砂 SY1 MD105 水 125 1150 260 13 400 可硬性漿液和以往的惰性漿相比，其效果有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）按工程方案配制的可硬性漿液的物理性能明顯優(yōu)于原惰性漿漿液，充填效果好、無(wú)滲漏現(xiàn)象發(fā)生、泌水性??； （ 2）漿液有良好的抗?jié)B漏性能，管片干燥，漿液的后期強(qiáng)度高； （ 3）按工程方案的操作規(guī)程進(jìn)行施工，該漿液無(wú)堵管之隱患； （ 4）按規(guī)程作業(yè)，注漿量充沛，地面沉降的控制可達(dá)到較佳狀態(tài)； （ 5）部分地段 可省去二次注漿作業(yè)； （ 6）一定程度上可提高隧道工程的整體質(zhì)量，提高工程進(jìn)度。 第 34 頁(yè) 共 72 頁(yè) 4）注漿設(shè)備 采用盾構(gòu)機(jī)自身配備的 2 臺(tái)同步注漿泵注漿，可做為雙液漿 A 液（水泥漿）注漿泵 ,最大排量 20m3/h，最大壓力 。 7）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及注漿效果檢查 （ 1）注漿 壓力和注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值，做為注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。 5）注漿工藝流程 控制注漿工藝流程圖 圖 6）注漿操作規(guī)程 （ 1）注漿作業(yè)人員經(jīng)專門培訓(xùn)，并熟悉有關(guān)操作注意事項(xiàng)； （ 2）注漿作業(yè)與盾構(gòu)推進(jìn)同步進(jìn)行，漿液注入量同掘進(jìn)速度相適應(yīng)，每段隧道推進(jìn)前做出明確規(guī)定，并嚴(yán)格執(zhí)行； （ 3）作業(yè)人員隨時(shí)觀察注漿工況。 襯砌管片脫出盾尾后，配合地面量測(cè)及時(shí)進(jìn)行管片注漿，注漿的漿液根據(jù)地質(zhì)、地面超載及變形速度等條件選用。 （ 2）已經(jīng)注過(guò)漿的管片上部土體發(fā)生較大沉降或管片間有較大滲漏時(shí)，需進(jìn)行二次注漿，此時(shí)注漿量不受上述限制，只受注漿壓力控制。根據(jù)施工情況、地質(zhì)情況控制壓漿數(shù)量和壓漿壓力。隨著盾構(gòu)推進(jìn)，脫出盾尾的管片與土體間出現(xiàn)建筑空隙 (理論建筑空隙為 立方米／環(huán) )，即用漿液通過(guò)設(shè)在盾尾的壓漿管予以充填。 襯砌管片脫出盾尾后，配合地面量測(cè)及時(shí)進(jìn)行壁后二次注漿。 經(jīng)壁后注漿后，隧道具有良好的防水性，能有效地隔斷地下水向隧道內(nèi)滲透，是隧道防水系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。 1）注漿目的 當(dāng)盾構(gòu)機(jī)外殼脫離管片后，在管片與天然土體之間出現(xiàn)空隙，它能引起地層變形，建筑物失穩(wěn)，管片變形并漏水。凝集性能等影響外，主要還受到復(fù)雜的界面電氣現(xiàn)象所左右。若是用海水，則需要作特別的考慮； ② 膨潤(rùn)土：主要成分是蒙脫土，它具有形成泥壁等多方面的優(yōu)越性，但這種土的分離困難和經(jīng)濟(jì)成本上的問(wèn)題，很難說(shuō)是最好的材料，僅局限于部分使用； ③ 粘性土：是易采集的粉砂土、粘土和膠狀現(xiàn)場(chǎng)士，雖比蒙脫土質(zhì)量差，但含有伊利土和高嶺土等成分，容易分離和棄土，并具有形成泥壁等性能，受到廣泛使用； ④ 砂：在形成泥壁時(shí)，作為填縫料十分有效。根據(jù)這一理論，大顆粒子難以穩(wěn)定開(kāi)挖面。由于泥水壓力和地下水壓的差壓產(chǎn)生電化學(xué)性電位，由此而形成電動(dòng)勢(shì)。生成這種透水膜，在開(kāi)挖面需要某種程度的透水性，同時(shí)也受到泥水性質(zhì)的左右。泥水要具有； ①在土的空隙中發(fā)生凝膠化 1. 泥水滲入土的孔隙后，由溶膠狀態(tài)變成凝膠狀。泥水盾構(gòu)使用泥水的目的也就是用泥水來(lái)謀求開(kāi)挖面穩(wěn)定，在防止塌方的同時(shí)，將切削下來(lái)的土形成泥水并流暢地運(yùn)往地面。 加壓的一般標(biāo)準(zhǔn)為 ～ 。 第 29 頁(yè) 共 72 頁(yè) γ線密度計(jì) 差壓密度 計(jì) ③ 重量式密度計(jì) 重量式密度計(jì)是量測(cè)某一定的測(cè)管中的重量的儀器。 ① γ線密度計(jì) 對(duì)排泥管路照射γ線（見(jiàn)下圖），利用透過(guò)時(shí)的吸收特性，測(cè)定γ線強(qiáng)度，通過(guò)電子線路變換電流來(lái)求出密度。根據(jù)土粒子比重值算出土粒子量，從 排泥量和送泥量的差值上計(jì)算出土粒子量（原則上是計(jì)算每一環(huán)的掘削出土量）。中央控制盤(pán)根據(jù)泥水輸送監(jiān)控系統(tǒng)主控程序要求，協(xié)調(diào)泥水輸送控制系統(tǒng)正常運(yùn)行。當(dāng)排泥水流量低于極限值時(shí)，則通過(guò)旁路調(diào)節(jié)。 （ 4）泥水輸送控制 當(dāng)開(kāi)挖面水壓高 于上限值時(shí)，暫停掘進(jìn)，待延時(shí)后開(kāi)啟逸流閥、若逸流后開(kāi)挖面水壓恢復(fù)正常，則關(guān)閉逸流閥。這種變化會(huì)增加開(kāi)挖面水壓調(diào)節(jié)器的泥水平衡控制負(fù)擔(dān)。 泥水盾構(gòu)各狀態(tài)關(guān)系表 狀態(tài) 調(diào)節(jié)器名稱 設(shè)定值（ SV） 測(cè)量值（ PV） 輸出控制 停止 開(kāi)挖面水壓調(diào)切器 開(kāi)挖面水壓 開(kāi)挖面水壓 閥門開(kāi)度 旁 路 開(kāi)挖面水壓調(diào)節(jié)器 開(kāi)挖面水壓 開(kāi)挖面水壓 閥門開(kāi)度 送泥水壓凋節(jié)器 送泥水壓 送泥水壓 送泥泵轉(zhuǎn)速 排泥流量調(diào)節(jié)器 排泥水流量 送泥水流量 排泥泵轉(zhuǎn)速 掘進(jìn) 開(kāi)挖面水壓調(diào)切器 開(kāi)挖面水壓 開(kāi)挖面水壓 送泥水壓調(diào)節(jié)器跟蹤輸入 送泥水壓調(diào)節(jié)器 送泥水壓 送泥水壓 送泥泵轉(zhuǎn)速 排泥流量調(diào)節(jié)器 排泥水流量 排泥水流量 排泥泵轉(zhuǎn)速 在掘進(jìn)狀態(tài)條件下，開(kāi)挖面水壓調(diào)節(jié)器根據(jù)測(cè)得的開(kāi)挖面水壓同設(shè)定值進(jìn)行比較，如果泥水倉(cāng)壓力大于設(shè)定值，開(kāi)挖面水壓調(diào)節(jié)器輸出值降低，送泥泵的轉(zhuǎn)速下降，進(jìn)入泥水倉(cāng)的送泥水 量減少，使泥水倉(cāng)壓力降低。在影響土體惡性循環(huán)的諸因素中（泥水倉(cāng)壓力、掘進(jìn)速度和泥水密度等），泥水倉(cāng)壓力是影響土體穩(wěn)定的主要因素。 ①泥水平衡控制對(duì)象 隨著盾構(gòu)掘進(jìn)速度的動(dòng)態(tài)變化，切削進(jìn)入泥水倉(cāng)內(nèi)的泥土量與掘進(jìn)速度亦成正比變化，其在泥水倉(cāng)內(nèi)產(chǎn)生的壓力趨勢(shì)亦呈正比變化。 為了保持開(kāi)挖面泥水壓力，閥類操作采取自動(dòng)控制，由轉(zhuǎn)換程序裝置控制進(jìn)行自動(dòng)管理。此外，對(duì)于最關(guān)鍵的開(kāi)挖面泥水壓力（包括送排泥水壓力）控制，送泥泵 P；是否要使用可變速泵（ VS），若使用定速泵，那么在送泥管中途和返回調(diào)整槽途中就要設(shè)有自動(dòng)控制閥，隨著掘進(jìn)、排泥及其它變化，由泥水壓力儀來(lái)檢測(cè)開(kāi)挖面泥水壓力的變動(dòng)，自動(dòng)演算與開(kāi)挖面設(shè)定的水壓差。將這些信息集中在一起并迅速作出反應(yīng)的某一處理稱為中央控制，操作人員的操作技能是兼下達(dá)土木、電氣、機(jī)械等綜合判斷指令的技術(shù)于一體，并在數(shù)據(jù)分析中起到顯著的作用。 本標(biāo)段擬采用管徑為：送漿管為φ 300mm，排泥管為φ 250mm 3）泥漿循環(huán)系統(tǒng)管理 泥水加壓式盾構(gòu)法，是用泥水加壓密閉的開(kāi)挖面，不能直觀目視開(kāi)挖面狀態(tài)及掘削狀況。 此外，如果在掘進(jìn)開(kāi)始后才設(shè)定泥水輸送管路的壓力、流量，則需要把泥水直接送入盾構(gòu)機(jī)壓力倉(cāng)，這種做法較危險(xiǎn)。 泥水加壓盾構(gòu)基本原理 第 25 頁(yè) 共 72 頁(yè) 本標(biāo)段擬布置輸送泵的臺(tái)數(shù)為： 送漿管路： P1 P1 P13，兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)共 6 臺(tái) 排泥管路： P2 P2 P2 P24，兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)共 8臺(tái) 除每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)自帶 2臺(tái)外，其余 10臺(tái)均為中繼泵 。泥漿的濃度越高，對(duì)穩(wěn)定工作面的效果越大，但流體輸送設(shè)備和泥水處理設(shè)備的負(fù)擔(dān)也隨之增大，因此，應(yīng)根據(jù)切削土體的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)控制。 2）泥水加壓盾構(gòu)機(jī)泥漿循環(huán)系統(tǒng)情況 （ 1）泥水加 壓盾構(gòu)工法的基本原理是，經(jīng)過(guò)合理調(diào)整比重、壓力和流量的泥漿被送入盾構(gòu)機(jī)的壓力倉(cāng)，與切削后的泥土混合后被排出，經(jīng)流體輸送設(shè)備輸送至泥水處理站，分離出泥土，并調(diào)整泥水比重后再次循環(huán)使用，見(jiàn)右圖。 泥水循環(huán)與處理系統(tǒng)的管理 1）泥水循環(huán)與處理系統(tǒng) 泥水輸送與處理設(shè)備完全滿足盾構(gòu)掘進(jìn)的需要。 （ 4）盾構(gòu)軸線以及地面沉降量控制： 盾構(gòu)軸線控制偏離設(shè)計(jì)軸線不大于177。盾構(gòu)推進(jìn)出土量控制在 98%～ 100%之間。 掘進(jìn)控制操作程序圖 圖 4）盾構(gòu)推進(jìn)主要參數(shù)設(shè)定 （ 1）平衡壓力值的設(shè)定原則 根據(jù)地質(zhì)情況及隧道埋深情況理論計(jì)算切口平衡壓力： 啟 動(dòng) 設(shè)定初始泥水壓力值 Po 設(shè)定推進(jìn)千斤頂速度 刀盤(pán)扭距是否為上限 量測(cè)泥水壓力值 P1 Po 與 P1 互相比較 檢查密封倉(cāng)土壓 分布 理論挖掘土量（ Vo）與實(shí)際排土量（ V1）相比較 量測(cè)地層沉降 繼 續(xù) 設(shè)定進(jìn)、出漿泵轉(zhuǎn)速 增加進(jìn)漿泵轉(zhuǎn)速，或減少排漿泵轉(zhuǎn)速 減小進(jìn)漿泵轉(zhuǎn)速，或增加排漿泵轉(zhuǎn)速 隆起 V1V0 V1V0 沉陷 不均衡 P1P0 P1P0 是 否 P1=P0 均衡 V1=V0 第 23 頁(yè) 共 72 頁(yè) 正面平衡壓力： P=K0γ h； P：平衡壓力（包括地下水）； γ：土體的平均重度； h：隧道埋深； K0：土體的側(cè)向靜止平衡壓力系數(shù)，一般取 ； 得出盾構(gòu)在推進(jìn)中的泥水平衡力。 盾構(gòu)機(jī)駕駛員根據(jù)掘進(jìn)指令和前一環(huán)襯砌的姿態(tài)、間隙狀況，及時(shí)、有效地調(diào)整各項(xiàng)掘進(jìn)參數(shù)，如推進(jìn)速度、千斤頂分區(qū)域油壓、加注膨潤(rùn)土泥漿等。盾構(gòu)機(jī)操作人員執(zhí)行指令，根據(jù)泥水平衡的原理 ，確認(rèn)泥水壓力的設(shè)定值，并將其輸入泥水平衡自動(dòng)控制系統(tǒng)。 通過(guò)此階段的試掘進(jìn)，對(duì)隧道的軸線控制，襯砌安裝質(zhì)量均有了各項(xiàng)具體的保證措 施，進(jìn)一步掌握施工參數(shù)，能根據(jù)地下隧道覆土厚度、地質(zhì)條件、地面附加荷載等變化情況，適時(shí)地調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，為整個(gè)區(qū)間隧道施工進(jìn)度、質(zhì)量管理奠定了良好的基礎(chǔ)。 第 21 頁(yè) 共 72 頁(yè) 首先在盾構(gòu)機(jī)穿越加固土層后，以日進(jìn) 度 3～ 4ｍ的速度推進(jìn)，對(duì)密封倉(cāng)泥水壓力、刀盤(pán)轉(zhuǎn)速及壓力，推進(jìn)速度，千斤頂推力，注漿壓力及注漿量等，分別采用幾組不同施工參數(shù)進(jìn)行試掘進(jìn)。 （ 2）了解和認(rèn)識(shí)隧道穿越的土層的地質(zhì)條件，掌握這種地質(zhì)下的泥水平衡式盾構(gòu)的施工方法。 ⑤ 始發(fā)初始掘進(jìn)時(shí)，盾 構(gòu)機(jī)處在始發(fā)臺(tái)上，因此需在始發(fā)臺(tái)及盾構(gòu)機(jī)上焊接相對(duì)的防扭轉(zhuǎn)支座，為盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)提供反扭矩。負(fù)環(huán)管片軸線應(yīng)與線路的切線重合。負(fù)環(huán)管片由 8環(huán)鋼筋混凝土管片。 洞門內(nèi)襯墻施工時(shí)預(yù)埋洞門鋼環(huán)，鋼環(huán)外接鋼套筒，鋼套筒與盾構(gòu)外徑及管片間存在環(huán)向空隙，為防止盾構(gòu)進(jìn)出洞時(shí)土體從該間隙流失，需要安裝鋼環(huán)口安 裝鋼環(huán)止水橡膠、圓環(huán)形板、扇形壓板及連接螺栓組成的密封裝置。鋼套筒采用螺栓與洞口預(yù)埋鋼環(huán)連接。 （ 3）始發(fā)反力架、臨時(shí)環(huán)形鋼管片以及始發(fā)基座的安裝 盾構(gòu)始發(fā)基座安裝示意圖 圖 第 18 頁(yè) 共 72 頁(yè) CCAA 盾構(gòu)始發(fā)反力架示意圖 圖 （ 4）盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的組裝、調(diào)試 說(shuō)明： ① 盾構(gòu)出洞后支撐包括反力架和負(fù)環(huán)管片，反力架由箱型鋼梁和鋼管斜撐組成，負(fù)環(huán)管片由七環(huán)鋼筋砼開(kāi)口通縫拼接。應(yīng)采取措施解決并確保雙液注漿量。確認(rèn)止水效果后，方可繼續(xù)鉆孔。 ⑥ 雙液注漿 工程質(zhì)量的保證措施 A鉆孔 a布孔：嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖布孔并進(jìn)行復(fù)核。 注漿采用 27GZ60/120 型注漿泵 2 臺(tái)（ 25Mpa，注漿量 ）。多孔檢查均不出水即可。 B 注漿壓力：注漿終壓設(shè)計(jì)值根據(jù)地面隆起情況取 3～ 5MPa，注漿時(shí)要格控制注漿壓力，防止地面隆起破壞地表結(jié)構(gòu)。 壓漿鉆孔孔徑為 65mm，鉆孔時(shí)鉆桿從預(yù)埋鋼管中鉆入，嚴(yán)格控制鉆孔位置和角度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。探孔用水平地質(zhì)鉆機(jī)搭設(shè)支架平臺(tái)施安裝盾構(gòu)始發(fā)基座 始發(fā)端隧道地層加固 盾構(gòu)機(jī)組裝、調(diào)試 安裝密封圈、調(diào)試后續(xù)設(shè)備 組裝負(fù)管片、盾構(gòu)機(jī)調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn) 盾構(gòu)機(jī)貫入作業(yè)面 盾尾通過(guò)始發(fā)井，管片后部注漿 安裝盾構(gòu)反力架 第 16 頁(yè) 共 72 頁(yè) 作，探孔時(shí)應(yīng)結(jié)合端頭加固的抽芯情況來(lái)做。因此，在掘進(jìn)前必須對(duì)泥水處理設(shè)備進(jìn)行較好的組裝，以防在掘進(jìn)時(shí)發(fā)生泥漿處理設(shè)備的滲漏甚至爆裂。 3）盾構(gòu)機(jī)拆卸方案 （ 1）拆卸順序 盾體全部進(jìn)入接收井→刀盤(pán)→前盾→中盾→盾尾→管片拼裝機(jī)→橋架→車架 1→車架 2→車架 3→車架 4。 ④吊裝過(guò)程中所吊部件不可出現(xiàn)大的晃動(dòng)，如果出現(xiàn)要迅速消除。 （ 3）盾構(gòu)機(jī)下井?dāng)M采用的索具是 6 根直徑 56mm，長(zhǎng)度 ，抗拉強(qiáng)度是 1670Mpa，其最小破斷拉力是 1540KN（鋼絲繩型號(hào) 6 37fc）； 4 根直徑是 32mm, 長(zhǎng)度 (對(duì)折使用 )，抗拉強(qiáng)度是 1670Mpa, 其最小破斷拉力是 504KN（鋼絲繩型號(hào) 6 37fc）；卸扣全部采用 6 件 50噸美制弓形卸甲。其中， 80噸吊車將配合 260 噸吊車完成盾構(gòu)機(jī)的中盾、前盾、刀盤(pán)的空中轉(zhuǎn)體，然后由 260 噸吊車單獨(dú)將前盾、中盾、刀盤(pán)放入井中，完成組裝任務(wù)。 隧道線路穿越的地層為粉細(xì)砂層、中粗砂層、沖積 —— 洪積粉質(zhì)土層等軟弱地層。 （ 4）碎石機(jī) 在氣墊調(diào)節(jié)倉(cāng)底部安裝有顎式碎石機(jī) ，由兩個(gè)油缸運(yùn)轉(zhuǎn)。最高液位控制