【導(dǎo)讀】施工測(cè)量的組織和管理.......

　　

【正文】 則進(jìn)入逆洗狀態(tài)，否則調(diào)整壓力設(shè)定值。 當(dāng)排泥水流量低于下限值時(shí)，暫停掘進(jìn)，待排泥水流量正常后繼續(xù)掘進(jìn)。當(dāng)排泥水流量低于極限值時(shí)，則通過(guò)旁路調(diào)節(jié)。如果引起管道阻塞，則進(jìn)入逆洗狀態(tài)，否則調(diào)整排泥水流量設(shè)定值。 管道阻塞時(shí)，通過(guò)進(jìn)入逆洗狀態(tài)清理管道，再進(jìn)行正常循環(huán)，如此反復(fù)，使管道保持暢通。 泥水輸送的控制通過(guò)可編程邏輯控制器對(duì)分布在地面、隧道內(nèi)、盾構(gòu)臺(tái)車上泥水 第 28 頁(yè) 共 72 頁(yè) 輸送系統(tǒng)的 各類水泵和閥進(jìn)行控制。中央控制盤根據(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。 （ 5）停歇時(shí)的管理 在停止掘削時(shí)，泥漿循環(huán)系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán) 3～ 5 分鐘，確保送漿管里的泥碴被循環(huán)出地面泥漿池，留在泥漿管里的泥漿液性能較好，不容易發(fā)生沉淀和堵塞。 （ 6）掘削排土量的檢查 掘削出來(lái)的土通過(guò)排泥管排出，由儀器測(cè)定送泥水和排泥水的差，通過(guò)計(jì)算求出實(shí)際土粒子量（干砂量）。 將儀器電磁流量?jī)x和γ線密度儀、差壓密度計(jì)、重量式密度計(jì)等安裝在送泥管和排泥管途中，測(cè)量管內(nèi)的流量和密度。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）。從對(duì)預(yù)先的鉆孔資料計(jì)算的量的差值上進(jìn)行判斷，了解異常情況，但兩者的值未必是相同的，最終還是要對(duì)兩者加以對(duì)比作出推定。 從以上作業(yè)可了解到開(kāi)挖面的穩(wěn)定、塌方、超挖以及土質(zhì)變化等情況，但是由于儀器的誤差、掘進(jìn)速度的變化、送泥和排泥流量的變動(dòng)、送排泥水比重的變動(dòng)等而產(chǎn)生偏差，并且用鉆孔調(diào)查時(shí)的刻度漂移測(cè)顯示出來(lái)的可能完全不是實(shí)際土體的孔隙比、含水率、粒度組成和地層變化等情況，這就需要有相當(dāng)?shù)呐袛嗄芰?。為了減少這些誤差，要充分注意流量計(jì)和密度儀 的設(shè)置場(chǎng)所、儀器的性能、鉆孔的位置和孔數(shù)以及士工試驗(yàn)場(chǎng)所和方法等，同時(shí)還必須考慮操作方法。 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。利用該密度和泥水流量的積算求出土砂量。 ② 差壓密度計(jì) 差壓密度計(jì)是利用管路（或水槽）兩點(diǎn)間的液體壓力差的儀器。管路場(chǎng)合是采用縮小部分?jǐn)嗝?，形成?jié)流，求出前后壓力差的方法（見(jiàn)下圖）。 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。它是用薄膜連接管路兩端，在兩個(gè)點(diǎn)中的一點(diǎn)設(shè)置重量計(jì)，另一點(diǎn)用連接泥水壓力的圓筒包住，對(duì)重量和彎矩等計(jì)算后就可求出。 4）泥水壓力管理 （ 1）泥水壓力設(shè)定 在泥水加壓式盾構(gòu)工法中，加在開(kāi)挖面上的力，即用泥水使開(kāi)挖面保持穩(wěn)定的力，通常應(yīng)與作用在開(kāi)挖面上的土壓在對(duì)抗中保持平衡，上壓與開(kāi)挖面上含水土體的垂直作用的重力和土的內(nèi)摩擦角大小有關(guān)。泥水壓力的設(shè)定如下： 設(shè)定泥水壓 =土壓（含水壓）十加壓 土壓（含水壓）為盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)盾構(gòu)機(jī)頭部 2/3高度 處的壓力。 加壓的一般標(biāo)準(zhǔn)為 ～ 。 （ 2）設(shè)定壓力的管理 工程開(kāi)工前，在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行土質(zhì)和地下水調(diào)查，預(yù)先決定每個(gè)地點(diǎn)的設(shè)定壓力。 （ 3）設(shè)定壓力的修正 除了修正每一調(diào)查點(diǎn)的設(shè)定壓力值外，對(duì)設(shè)定的壓力值尚需周密地考慮對(duì)開(kāi)挖面狀態(tài)的適應(yīng)情況，進(jìn)行推測(cè)并跟蹤修正是至關(guān)重要的。 5）泥水性能管理 （ 1）泥水的功能 壓力設(shè)定圖 第 30 頁(yè) 共 72 頁(yè) 通常所謂的泥水，是將分散在水中的、具有吸水后明顯地呈膨潤(rùn)性質(zhì)的粘土礦物質(zhì)的懸浮液作為主要成分，并添加分散膠溶劑、有機(jī)母水膠劑、加重劑及其它調(diào)泥劑，根據(jù)需要調(diào)節(jié)比重、粘度、塑變值、膠凝強(qiáng)度 、泥壁形成性、潤(rùn)滑性，使其成為一種可塑流體。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。在使用中，基本上是依照上述理論進(jìn)行的。但由于是動(dòng)態(tài)性質(zhì)，且大量地使用泥水等，其經(jīng)濟(jì)性也列入考慮范圍內(nèi)。在滿足上述性質(zhì)要求的同時(shí)，多數(shù)是采用易于到手的，但部分性質(zhì)又是較為低下的材料制成。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。凝膠化的泥水維持著土粒子的相互位置，形成略不規(guī)則的穩(wěn)定層。 ②形成不透水泥膜 該層隨著時(shí)間的 推移而牢固地結(jié)合成水密膜。它是通過(guò)粘附在上體上的一層不透水膜來(lái)防止泥水過(guò)量滲入到土體中，并且也能防止地下水滲入到泥水中。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。 ③靜水壓作用 泥水是以靜水壓力狀態(tài)作用于垂直壁。這個(gè)壓力如上所述，比地下水壓大，通過(guò)不透水膜產(chǎn)生作用。 ④電滲現(xiàn)象 泥水除了一般的物理作用外，其電滲現(xiàn)象也有利于不透水膜的形成。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)。 ⑤土粒子間的結(jié)合 用泥水結(jié)合土粒子。將泥水密度提高到等于全體密度是不可能的， 切削面的上粒子必定是由土體的抗剪力支撐著。由此，作用在土粒子表面的剪切應(yīng)力一定等于土和泥水密度差乘以土的容積之乘積。根據(jù)這一理論，大顆粒子難以穩(wěn)定開(kāi)挖面。 （ 2）泥水的作用 ①容易將掘削下來(lái)的土砂輸送到地面（需適當(dāng)流速、比重、粘度、塑變值）； ②能抑制地下水（油、氣體等）噴出（需要適當(dāng)?shù)哪嗨戎兀? ③形成泥壁或滲透壁，防止開(kāi)挖面塌方（泥壁形成性好）； ④對(duì)刀盤、刀頭等掘削設(shè)備有冷卻和潤(rùn)滑作用（泥水特性良好）； 第 31 頁(yè) 共 72 頁(yè) ⑤在泥水輸送中使泥水循環(huán)暫時(shí)停止，掘削土砂仍能保持在泥水中而不致沉淀（需要有良好的粘度和觸變性） ； ⑥在泥水分離處理階段，掘削的士砂能按規(guī)定的要求分離（需要略低的粘度和膠凝強(qiáng)度）。 此外，泥水還具有對(duì)地下其它地層的影響小、對(duì)地層易判定并能利用浮力等性質(zhì)。 （ 3）泥水材料 ① 水：清水。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。特別是處理團(tuán)聚化粘土?xí)r，作為過(guò)濾器填縫料會(huì)更有效； ⑤ CMC：能增加粘度和提高泥壁形成性能。 （ 4）優(yōu)質(zhì)泥水所具有的性能： 比重適當(dāng)能平衡開(kāi)挖面壓力； 粘度適當(dāng)，塑變值和凝膠強(qiáng)度低； 能形成薄而牢固（或滲透壁）的泥水膜，逸水量少； 具有抑制全體塌方和泥水劣化的優(yōu)越機(jī)能； 不易造成粘附； 潤(rùn)滑性能良好； 不易受鹽分和水泥等電解質(zhì)影響； 對(duì)于溫度和壓力的穩(wěn)定性高； 對(duì)細(xì)菌和有機(jī)物具有免疫、不變化等性質(zhì)。 （ 5）泥水的粘度 泥水的粘度是表示泥水的內(nèi)部摩擦，它除了受泥水中 含有的膠體粘土的粒徑、類型、分散性。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。對(duì)于泥水粘度的指標(biāo)，使用漏斗粘度數(shù)值來(lái)表示，一般為 25～ 40s。 管片背后空隙同步注漿及管片二次注漿填充 管片脫離盾殼后，其背后與土體間會(huì)形成較大空隙，從而引發(fā)土體沉陷，為了及 第 32 頁(yè) 共 72 頁(yè) 時(shí)充填管片背后空隙，抑制地層沉陷，盾構(gòu)機(jī)上配置了同步注漿系統(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。注漿完成后，利用地層變形監(jiān)測(cè)反饋系統(tǒng)，對(duì)充填不密實(shí)處采用 二次注漿，二次注漿通過(guò)管片中央的拼裝孔進(jìn)行。 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。盾構(gòu)推進(jìn)中的同步注漿和襯砌壁后二次注漿是充填土體與管片圓環(huán)間的建筑間隙和減少后期沉降的主要措施，也是盾構(gòu)推進(jìn)施工中的一道重要工序。 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。根據(jù)有關(guān)的施工技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，注 漿能有效地把地表、地下管線及地面建構(gòu)筑物的沉降量控制在規(guī)范以內(nèi)。 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。 2）注漿方式 盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，進(jìn)行同步注漿，注漿系統(tǒng)與掘進(jìn)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，掘進(jìn)時(shí)盾尾出現(xiàn)空隙立即注入漿體。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。按先下后上的順序?qū)ΨQ注漿。 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。二次注漿，采用注漿管從管片的注漿孔內(nèi)向管片與土體之間的孔隙中注入。注漿前先將孔內(nèi) 3cm 厚的封孔砼鑿?fù)ā? 3）注漿施工參數(shù)及漿液配比 盾構(gòu)注漿采用新研發(fā)的可硬性漿液同步注漿。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。由于壓入襯砌背面的漿液會(huì)發(fā)生收縮，局部地段隧道掘進(jìn)蛇行、糾偏等，為此實(shí)際注漿量要超過(guò)理論建筑空隙體積。但過(guò)量壓注也會(huì)引起地表局部隆起和跑漿。因此除控制壓漿數(shù)量外，注漿還需控制注漿壓力。根據(jù)施工情況、地質(zhì)情況控制壓漿數(shù)量和壓漿壓力。一般情況下，每環(huán)壓入量控制在建筑空隙的 120％～ 160％，即 立方米／環(huán) ～ 立方米／環(huán)，注漿壓力約 ～ （壁后二次注漿壓力控制在 ～ ）。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。 以下情況為例外： （ 1）遇松散地層，注漿壓力很小而注漿流量卻很大時(shí)，考慮增大注漿量，直到注漿壓力超過(guò)控制壓力下限。 （ 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。 （ 3）盾構(gòu)機(jī)出洞或進(jìn)洞時(shí)，洞口部位有較大間隙，此時(shí)注漿量要根據(jù)實(shí)際需要量確定。 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。 為防止?jié){液在注漿系統(tǒng)內(nèi)的硬化，定時(shí)對(duì)工作面注漿系統(tǒng)進(jìn)行清洗，清洗采用管內(nèi)泥漿。 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。 管片二次注漿及雙液漿的重量配合比初定如下： 管片二次注漿及雙液漿配比表 水泥 粉煤灰 水 稠度 1 3 適量 9～ 11 具體配合比在施工時(shí)根據(jù)經(jīng)試驗(yàn)確定。 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 。兩臺(tái)水玻璃泵。 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。控制好注漿壓力和方量，并與盾構(gòu)操作者保持聯(lián)系； （ 4）一旦發(fā)生故障，立即通知當(dāng)班班長(zhǎng)，要求暫停盾構(gòu)推進(jìn)，故障排除后 復(fù)工； （ 5）注漿量根據(jù)盾殼間隙及地面情況而定，確保環(huán)保要求，地面沉降要求； （ 6）漿液壓送過(guò)程中不離析和沉淀，漿液凝結(jié)時(shí)間、結(jié)硬強(qiáng)度等均符合特定工程中的技術(shù)要求； （ 7）首次注漿前，以油脂潤(rùn)滑所有管道； （ 8）每班工作結(jié)束后，壓漿管道先用泥漿泵洗、清空，再注泥漿充滿壓漿管道，并關(guān)閉盾構(gòu)注漿閥門，下次注漿前打開(kāi)注漿閥門；地面拌漿機(jī)、井下運(yùn)漿車及高位槽管片安裝就位 注漿試驗(yàn) 注漿作業(yè) 結(jié)束注漿 該環(huán)注漿效果檢查 開(kāi)始下一循環(huán)注漿 全隧注漿效果檢查 補(bǔ)充注漿 補(bǔ)充注漿 周圍環(huán)境及建筑物注漿動(dòng)態(tài)監(jiān)控 配制漿液 不符合要求 符合要求 符合要求 不符合要求 第 35 頁(yè) 共 72 頁(yè) 貯漿筒等設(shè)備均做除漿洗刷、清空，防止堵塞、板結(jié)； （ 9）如實(shí)填寫盾構(gòu)施工過(guò)程質(zhì)量控制壓漿記錄表，并做好每班交接工作。 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)。 （ 2）整理分析注漿記錄