浆设备的维修保养,注浆材料的供应,保证注浆作业顺利连续不中断的进行。针对不同的地质情况
盾构操作室选择不同的注浆压力和注浆量。注浆跟推进同步进行,且注浆速度应与推进速度相适应,四个泵同
端头井井口经理办公室时注浆;注浆饱满程度由注浆压力和注浆量双重控制。
?根据高程和平面的测量报表和管片间隙,及时调整管片拼装的姿态,并严格控制管片成环后的环、纵向间隙。安装管片时要缓慢、均匀,对好位置后才能上螺栓,如果插入
程控交换机工程部料库螺栓困难时,要分析原因,仔细调整位置,切忌大幅度移动,强行插入;另应避免损坏止水条,避免管片间有较大错台。对衬砌连接螺栓采取一次紧固,三次复紧的工艺。 3.2.5.4路基预加固
在盾构穿越施工前,对铁路路基进行分层分块注浆加固,加固平面范围为隧道两侧各3m,剖
机电部工区办公室面范围为隧道底下3m至隧道顶上5m,要求加固土体28天强度qu≥0.8Mpa。注浆加固区域见“路基加固平面图、立面图、断面图”所示。
路基加固平面图
工地电话网络图在盾构施工期间,必须得保证隧道内及地面的联络畅通。且须有专人每日进行通讯线路的检查,每日检查不少于两次。
7、应急材料到位
为以防在盾构推进工程中出现的突发事件,需要用到各类应急材料,在盾构推进前,这些应急材料必须到位,应急材料详见应急预案章节。 3.2.5.3盾构推进控制标准
?掘进前明确设计线路的各项参数,通过测量,判断出盾构机的当前位置,并根据掘进前的各项监测成果,确定下次掘进的各项参数;在确认各项准备工作完成后,才能严格按主管工程师的指令开始掘进。掘进过程中,值班工程师全过程监视盾构机的掘进,根据实际情况随时发出指令。对穿越铁路等时,主要技术人员现场值班,以保证随时解决问题。
?每环推进过程中,严格控制平衡土压力,使切口正面土体保持稳定状态,以减少对土体的挠动。采取信息反馈的施工方法对盾构推进进行质量控制,在盾构推进工程中进行跟踪沉降观测,并及时反馈沉降数据,为调整下阶段的施工参数提供依据。通过对实测数据与施工参数的收集和整理,形成一套较为完善的盾构施工智能数据库来指导施工。
?必须及时地掌握盾构机的方向和位置,严格对盾构机进行姿态控制,确保隧道施工实际偏差控制在50mm以内。推进测量管理应在每推进一环后进行,通过对测量数值的分析计算,及时地发布操作指令。根据不同的情况,通过优化盾构掘进参数、注浆量的控制、二次注浆等施工手段,保证铁路运输的绝对安全。
?注浆前检查盾尾的密封性,保证浆液不泄漏;保证注浆管路的畅通。所用砂须细砂。做好注
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路基加固立面图 出土体外,从而控制铁路路基沉降。
1、施工工艺流程
分层注浆加固地层工艺流程见下。
分层注浆加固地层工艺流程图 放线定位布孔 钻机就位对中校正机械倾钻孔 封口 注浆 分层上拔注浆管 填充加固层以上的空隙结束
路基加固断面图
安放塑料阀管,土体回缩 插入注浆管 2、施工工艺
施工时,先做第一和第二排斜孔,上部形成封闭层,完成24小时后施做下部加固区。 注浆施工时对铁路线路的保护采取以下措施:
采用分层注浆加固,实施第一和第二层斜孔注浆,注浆浆孔距50cm,注浆孔与地面的夹角为30度,采用复合早强浆液,缩短胶凝时间,以控制注浆压力和扩散范围,注浆压力和注浆速度根据线路轨道变形的监测数据进行调整,减小注浆对基床的影响,注浆引起的隆起量控制在2mm以内;下部深层注浆加固采用的注浆孔与地面的夹角由30°逐渐加大,采用复合浆,以保证加固范围能有效注浆。
分层注浆加固采用XU—300—2型液压钻机钻进,成孔角度根据需要设定机械调节,布孔形式为梅花状。造孔结束后立即预埋塑料阀管,待孔位置土体回缩后按跳跃注浆,注浆段由人工按施工
(1)针对该地段上部土层含大量的水泥地坪和碎石,采用一般性注浆手段是无法达到设计要求的,故根据以往类似工程的施工经验,配备XU—300—2型液压钻机进行钻孔,到达设计标高起拔钻杆,立即安放塑料阀管,待土体回缩后在孔内插入特制镀锌管,然后注浆施工。
(2)关于注浆施工时压力释放。注浆加固时对土体产生一定的扰动,随土体密实形成的隆起或沉降量超标很可能会影响铁路的正常运行。施工时采用在两侧设各设三排υ100预埋钢花管作为必要的泄压孔,一旦监测部门发现线路有隆起超过设计要求时立即打开泄压孔让多余的水泥浆液排
(1)成孔及注浆
成孔注浆前,先做几个注浆孔试压,注浆压力和注浆量以铁路轨道顶面不沉隆为控制标准,取得经验数据后,方可进行正式施工。
① 孔位布置:加固区域第一排注浆斜孔按一排布置,孔距500mm;其他注浆斜孔按梅花形布置,孔距500 mm。注浆管布置图见下: 规范和加固范围要求控制逐步上调。
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注浆管布置图 水灰比为 0.7,并掺加适量的水玻璃。 每立方土体需用水泥230kg、水玻璃15kg。
500500500500(3)质量标准
50012123434121234341212 注浆施工质量检验标准:
检查项目 各种注浆材料公称误差 注浆孔位 注浆孔深 注浆压力(与设计参数对比) 3、施工注意事项 施工时必须根据监测单位的监测数据及时进行调整,混合浆液使用量的多少及注浆压力是铁路轨道隆起的决定性因素,施工时必须和监测保持同步,发现有隆起的迹象,必须立即停止施工并查找原因。若因混合浆液用量偏多而引起的土体隆起,必须立即打开预埋泄压管孔阀,让多余的浆液排出孔外。反之浆液使用量偏少,土体的密度达不到要求将增加盾构推进时对土体的扰动,所以在施工时对浆液用量的合理性和注浆压力的调控必须认真把关,做到有的放矢。
为了确保铁路交通的安全通行,在施工时,时间间隔是相当重要的技术措施和手段,如在列车经过此路段时,停止施工应预留提前量。注浆加固的施工温度必须在无缝线路锁定轨温(30℃)附近,不得超过或低于锁定轨温10℃以上,即40℃≥注浆施工温度≥20℃。
注浆采取复合混合浆液使地下的盾构推进时对原土层的扰动影响力降低到最低限度,以满足设计的要求,既确保了铁路的安全运行,又能使盾构施工的顺利进行和通过。
允许偏差 检查方法 <3% ±20mm ±100mm ±10% 称量对比 尺量 尺量 检查对比 500500注:图中,1234为注浆顺序②钻孔:注浆孔定位、钻机定位并校正垂直度和倾斜度,钻机造孔至设计底标下0.3m,钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。
③安放塑料阀管并封口,以防泥土流入管内影响施工 ④插管:将喷管插入花管内,接上注浆管,封堵管口
⑤注浆:第一次注浆完成后,将注浆管向上再提升40cm,开始第二次地基土注浆,同样工序共进行数十次,就可由下而上完成整个加固厚度范围的注浆作业。注浆流量15~20L/min,注浆压力一般为0.2 Mpa,以下压力逐渐加大,但最大不超过0.6 Mpa,注浆压力和注浆量以铁路轨道顶面不沉隆为控制标准。
⑥冲洗:喷射施工完毕后,应把注浆管等机械设备冲洗干净,管内、机内不得残留水泥浆液。 ⑦移动机具:将钻机等机具移到新孔位上。
⑧拔出注浆管,用砂浆将钻孔留下的空隙填满,保证今后土方开挖时,土体的相对稳定。
3.2.5.5穿越施工技术措施
⑨注浆顺序按跳孔间隔、先外围后内部的方式进行。 (2)浆液材料的选择及配制 ①材料的选择
采用水泥液注浆材料,普通42.5水泥,保证新鲜无结块。 水玻璃:模数2.5~3.3,浓度30~45波美度 ②配合比
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穿越前进行模拟穿越,将盾构穿越划分为试验段(距斜穿点60~40m)、控制段(距斜穿点40~30m)、穿越段(距斜穿点30~-30m)和穿越后控制段(距斜穿点-30~-60m)四个施工控制阶段,优化施工参数,确保盾构、管片姿态良好。
(1)试验段
在试验段,布置土体深层监测点及监测断面,模拟下穿铁路,主要就土压力、推进速度、出土量、注浆量和注浆压力设定与地面沉降关系进行分析,掌握此段盾构推进土体沉降变化规律以及摸索土体性质,以便正确设定穿越段的施工参数和采取相应措施减少土体沉降。
此段土压力控制在0.24MPa(理论值)左右,在此试验段内推进速度为1cm/min左右。 根据施工经验出土量约为开挖断面的98%~100%,并通过分析调整,寻找最合理的数值。 同步注浆量一般为建筑空隙的150%~200%,即每推进一环同步注浆量为2.5m3~3.32m3。泵送出口处的压力控制在0.45~0.55MPa左右。压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据进行优化。
在盾构推进进入试验段内时,先进行模拟注浆,通过在施工过程中进行补浆作业,可以达到控制影响区域内土体沉降的目的。用以掌握控制盾尾后期土体沉降每环所需补充压浆液总量及压注频率等数据,指导盾构穿越时及后续注浆的施工参数。
二次注浆浆液选定为双液浆,注浆量暂定为每环1.5m,分5个管片拼装孔进行压注,每孔压注量为0.3m3。具体压浆量根据地面沉降监测数据的情况,及时进行调整。
在试验段推进,在确保盾构正面沉降控制良好的情况下,尽可能保证盾构匀速通过,减少盾构单次纠偏量,以便控制盾构姿态良好。
(2)控制段
通过试验段的施工总结,基本掌握此段盾构推进的土体变形规律。盾构切口到达之前,土体沉降变化情况;穿越过程中,因盾构对土体扰动而产生沉降变化情况;穿越后,尤其是脱出盾尾10环范围内土体变形情况。
根据试验段的摸索,通过10m的控制区,使盾构姿态保持较好的状态,为进入穿越区创造一个良好的施工状态。
此控制区内盾构土压力设定、推进速度设定、出土量、同步注浆和二次注浆量、注浆压力等根据试验段内的监测结果优化确定。
(3)穿越段 ①合理调整施工参数
a)合理设定土压力平衡值。施工设定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况、试验段和控制段隧道施工情况以及监测信息进行合理的调整。严格控制出土量,防止超挖和欠挖,根据地面及隧道内监测结果合理调整出土量,并根据数据进行调整,将开挖土层损失控制在2%以内。
b)严格控制推进速度。盾构掘进速度控制在0.5~1.0cm/min,尽量保持推进速度稳定,确保盾构匀衡、匀速地下穿铁路,以免对铁路产生不利影响。
c)采用可硬性浆液同步注浆,注浆量应根据隧道监测情况及时调整,初步考虑在2.5~3.5m3/环之间,浆液稠度控制在9~11cm。注浆压力控制在1.1~1.2倍静止土压力值,尽量做到填充而不劈裂。必要时跟踪补注双液浆。
d)管片拼装时尽量用足千斤顶,决不允许可用千斤顶闲置。在盾构推进结束后回缩的千斤顶应
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尽可能的少,以满足管片拼装即可,以减少千斤顶回缩造成盾构机的后退,而造成出、入段线的沉降。拼装后及时调整千斤顶的顶力,防止盾构姿态发生突变。
③加强盾构轴线控制,提高管片拼装质量。
a)盾构姿态的变化不能过大、过频,每次纵坡变化小于0.2%,以减小对地层的挠动。 b)采用盾构姿态自动测量系统,每10cm测量一次盾构机的姿态偏差,盾构推进轴线偏差应控制在±30mm内,尽可能减少纠偏,特别要杜绝大量值纠偏,从而保证盾构机平稳下穿铁路。
c)在盾构进行拼装的状态下,由于千斤顶的收缩,必然会引起盾构机的后退,因此在盾构推进结束之后不要立即拼装,等待2~3分钟之后,到周围土体与盾构机固结在一起后再进行千斤顶的回缩,回缩的千斤顶应尽可能的少,以满足管片拼装即可。拼装过程中,盾构司机应注意土压力,必要时通过反转螺旋机维持盾构前方土体平衡。
d)确保管片成环质量,保持盾构、管片姿态良好且相互协调良好,做到盾构与管片同心,避免造成管片拉裂(特别是外弧面)、盾构推进时(盾尾无间隙或间隙急剧减小情况下)拉裂管片使得隧道渗漏水严重。
④加强盾尾密封,避免盾尾漏浆。
a)盾构始发前,对损坏、变形、失去弹性等可能造成盾构密封不好的盾尾刷及时检修、更换。 b)选择密封性较好的盾尾油脂,适当提高盾尾油脂注入量为30~35kg/环,保证盾尾油脂注入均匀,根据经验,盾尾上部常常需要多次补注入油脂。
c)每环管片(特别是邻接块、封顶块)贴海绵、绵纱等,避免盾尾漏浆。
⑤加密设置监测点,增加监测频率,实行动态信息传递:每一次监测成果都及时汇总给施工技术部门,以便施工技术人员及时了解施工现状和相应区域地面变形、隧道变形情况,确定新的施工参数和注浆量等信息和指令,并传递给盾构推进面,以及时对推进参数作出相应调整,最后通过监测确定效果,从而反复循环、验证、完善、确保铁路的安全。
⑥应急措施:必要时加强对穿越段隧道跟踪补注双液浆。 3.2.5.6后期沉降控制
在盾构穿越后,对隧道分层注浆加固,加固注浆深度2.5m。隧道及铁路的沉降点持续长期观测,根据土体后期沉降,对该区段隧道及时多次分层注浆加固,使其半年内累计沉降不大于5mm。
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隧道分层注浆加固示意图 一、路基位移沉降监测 (1)、观测点设置
A、人工监测:盾构推进过程中一共要穿越约7条铁路线路,每条线路布置垂直位移与水平位移测共同点,监测范围为隧道中心线50m 范围内,测点间距5米。
B、自动监测:考虑到监测区域位于繁忙的铁路运行区域,受人员进入、通视条件的限制会给监测实施带来很大困难,在盾构将要到达铁路和盾尾脱出铁路轨道15m期间采用自动化监测方法对铁路路基进行实时监控,以保证铁路路基监测的频率。
以隧道中心线30m范围内为重点监测区段,沿铁路线前进方向按2m间距按首尾相接的埋设方式设置固定式电子水平尺,每条线路设置15根电水平尺,7条线路共设置105根电子水平尺。另
外在上述7条线路垂直铁路线路方向上也设置2根电子水平尺,共布置14根电子水平尺,监测道床倾斜变化。共计119根电子水平尺。人工监测在道床上设置垂直位移监测点时,定期验证电子水平尺起始高程。随着盾构机向前掘进,这些电子水平尺也向前搬站。自动化实时监测,监测频率不小于每10min一次,如沉降或位移变化异常,观测次数应加密。 GEOKON6700型电测水平梁 6700型用来测量大坝、建筑、隧道、堤坝和连续墙等结构的角位移。它易于安装、成本低、可代替加速仪式传感器沉降系统。可提供水平或垂直型号来测量各向位移差和倾斜,可遥测或用基康RB-200便携式读数仪读数。 技术参数 标准量程 灵敏度 重复性 温度范围 最大热误差 传感器阻抗 梁身长度 (2)、观测频率: 在盾构切口进入道床下方至盾尾脱出之间监测频率最高,线路沉降每二小时一次,管线监测一
±15弧分,±1°±3° 0.03%F.S.R 0.3%F.S.R -20℃~50℃ 0.2%F.S/℃ 550Ω 2 m 3.2.5.7监测
1、监测目的
区间隧道下穿沪杭铁路的过程中,对铁路基床、两侧电力、通信等管线也会带来一定影响,其直接影响铁路的运营安全。为避免事故的发生,必须加强施工过程中的监控测量,把施工引起的一系列动态变化信息及时反馈到施工单位,使之能够在现场及时调整施工参数,以避免危及铁路行车运营安全的事故发生。
2、监测意义
(1)掌握地质动态,预防工程破坏事故和环境事故的发生。
(2)观测开挖过程中隧道的状态及其对周边环境的影响,特别是既有铁路路基的变形状况,及时掌握铁路线路的沉降变化和盾构对周边管线的影响,预防工程破坏事故和环境事故的发生。
(3)现场量测结果与预测值比较以判别前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求,以确定和优化下一步施工参数,从而指导现场施工,做到信息化施工。
(4)量测结果用于信息化反馈优化设计,使设计达到优质安全、经济合理、施工快捷。另外还可将现场监测结果与理论预测值相比较,用反分析法导出更为接近实际的理论公式用于指导其它工程。
3、监测内容
本工程的监测主要由洞外观察和周围环境监测两部分组成。其目的是把周围环境,特别是既有铁路线在施工期间的变形情况,及时地反馈给设计和施工方,使之能够迅速调整、优化施工方法,以确保本工程和铁路行车安全。为验证列车对盾构隧道的影响的理论分析,根据需要加设部分管片和地层应力、应变测试点。
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