盾構(gòu)同步注漿作業(yè)指導(dǎo)書

1、西安地鐵一號線工程【長樂坡紡織城】區(qū)間盾構(gòu)工程同步注漿作業(yè)指導(dǎo)書編制： 李 學(xué) 飛審核：批準(zhǔn)：中鐵航空港集團(tuán)西安地鐵項目經(jīng)理部二零壹二年七月目錄一、編制依據(jù)3二、編制目的3三、適用范圍3四、作業(yè)概述3五、人員、機(jī)械配置4六、部門職責(zé)4七、作業(yè)流程5八、注漿質(zhì)量控制措施9九、安全文明施工控制措施9十、注漿施工中常見問題及對策9一、編制依據(jù)1.1地鐵設(shè)計規(guī)范(GB50157-2003)1.2地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范（GB50299-1999）1.3地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50208-2002)1.4本工程實施性施工組織設(shè)計。二、編制目的2.1規(guī)范操作程序，指導(dǎo)現(xiàn)場施工；2.2確保注漿系統(tǒng)的

2、安全施工；2.3確保注漿質(zhì)量，控制地表沉降，提高隧道防水能力。三、適用范圍相同或者相似盾構(gòu)隧道掘進(jìn)同步注漿施工。四、作業(yè)概述同步注漿與盾構(gòu)掘進(jìn)同時進(jìn)行，通過同步注漿系統(tǒng)及盾尾的注漿管，在盾構(gòu)向前推進(jìn)盾尾空隙形成的同時進(jìn)行，同步注漿在盾尾空隙形成的極短的時間內(nèi)將其填充密實，從而使周圍巖土體獲得及時的支撐，可有效的防止土體的坍塌，控制地表的沉降。同步注漿原理見下圖：盾尾密封注漿管襯砌管片注漿體同步注漿原理示意圖五、人員、機(jī)械配置每作業(yè)班同步注漿施工人員配備表序號崗位人數(shù)（名）備注1盾構(gòu)司機(jī)12土木工程師1盾構(gòu)土木值班工程師兼任3設(shè)備維保工程師1機(jī)械技術(shù)兼任4攪拌站45電瓶車司機(jī)2兩列運(yùn)輸車輛6電瓶

3、車信號工2兩列運(yùn)輸車輛7注漿手1同時負(fù)責(zé)注漿設(shè)備周邊文明施工合計12同步注漿設(shè)備配備表序號名稱規(guī)格數(shù)量備注1攪拌站1套2攪拌式儲漿罐8m31個存放于地面3攪拌式運(yùn)輸罐8m31個電瓶車牽引4漿箱（攪拌式）5.8m31個盾構(gòu)后配套1號臺車上5同步注漿設(shè)備1套盾構(gòu)配套設(shè)備六、部門職責(zé)6.1 工程部、實驗室試驗室負(fù)責(zé)提供漿液配比；現(xiàn)場值班工程師負(fù)責(zé)不同地層漿液配比的選擇（并書面通知攪拌站）、注漿壓力控制、注漿量控制、注漿操作原始記錄的收集；總工程師、工程部長、值班工程師根據(jù)注漿情況，不斷分析、優(yōu)化注漿參數(shù)，提高同步注漿效果。6.2 物資部設(shè)備部負(fù)責(zé)制漿、注漿設(shè)備的維修保養(yǎng)；負(fù)責(zé)制漿、注漿設(shè)備操作人員培

4、訓(xùn)；負(fù)責(zé)砂石料、水泥、膨潤土等材料的供應(yīng)。6.3 作業(yè)班組嚴(yán)格按照通知的漿液配比拌制水泥砂漿；負(fù)責(zé)廢漿處理及攪拌站周圍的文明施工；根據(jù)值班工程師提供的注漿壓力、注漿量進(jìn)行注漿操作，并認(rèn)真、如實記錄注漿參數(shù)（包括注漿位置，開始、暫停、結(jié)束時間，注漿壓力，注漿量），并在下班前將記錄表及注漿情況交值班工程師，并將數(shù)據(jù)表格上交管理部門；若發(fā)生注漿管堵漏情況，掘進(jìn)班負(fù)責(zé)及時清理，避免漿液在管道內(nèi)凝固；交接班前，注漿手負(fù)責(zé)清洗儲漿罐及注漿泵，將整條注漿管洗通，并交接下一班組。七、作業(yè)流程同步注漿操作流程圖7.1原材料要求砂要求采用細(xì)度模量1.62.3的細(xì)砂，不允許夾雜有5mm以上的豆石或雜物，需要時需對砂

5、子進(jìn)行過篩處理；水泥、膨潤土不能有結(jié)塊現(xiàn)象。7.2漿液要求注漿作業(yè)不產(chǎn)生離析。具有較好的流動性，易于注漿施工。 壓注后漿液固化收縮率小。 有較好的不透水性能。 壓注后強(qiáng)度能很快超過土層。7.3運(yùn)輸與儲存漿液攪拌好后，儲存在地面攪拌式儲漿罐內(nèi)，電瓶車就位后，下放到編組列車中的砂漿運(yùn)輸罐，下放漿液必須通過一層濾篩，將砂漿中的粗骨料去除后，才可進(jìn)入砂漿運(yùn)輸罐；砂漿罐裝滿后，與其他列車同時進(jìn)入后配套拖車停放區(qū)間，隨后通過拖車上的砂漿泵將運(yùn)輸罐中的漿液泵入拖車上的儲漿罐（漿箱）；運(yùn)輸、儲存時間不宜過長（不至于發(fā)生初凝），若需運(yùn)輸、儲存時間長時，則考慮加入緩凝劑；若發(fā)生沉淀、離析現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行二次攪拌；砂漿

6、在運(yùn)輸與儲存過程中不得隨意加水。7.4注漿參數(shù)的選擇、控制一般采用注漿壓力、注漿數(shù)量進(jìn)行雙重控制。漿液配比漿液配比由項目部試驗室通過配合比試驗確定，針對不同地層提供不同漿液配比，盾構(gòu)土木值班工程師根據(jù)地層變化情況，進(jìn)行漿液配比選擇。注漿壓力同步注漿時要求在地層中的漿液壓力大于該點的靜止水壓及土壓力之和，做到盡量填補(bǔ)而不宜劈裂。注漿壓力過大，出現(xiàn)漿液溢出地面或造成地表隆起，管壁外面土層將會被漿液擾動而造成后期地層沉降及隧道本身的沉降，并易造成跑漿；而注漿壓力過小，漿液填充速度過慢，填充不充足，會使地表變形增大，通常同步注漿壓力一般為1.11.2倍的靜止土壓力與靜止水壓力之和，根據(jù)隧道埋深計算，注

7、漿壓力設(shè)定為33.5kg/cm2,管片注漿口的注漿壓力為24kg/cm2。注漿量同步或即時注漿的注漿量宜按下式計算：Q=V×式中 Q注漿量（m3）； V充填體積（m3）； 充填系數(shù)，根據(jù)地質(zhì)情況，施工情況和環(huán)境要求確定； V=（D2-d2）L/4 D盾構(gòu)切削外徑（m）； D預(yù)制管片外徑（m）； L每次充填長度（m）；上述計算值，在施工中按注漿效果作調(diào)整，注漿量與盾構(gòu)推進(jìn)時擾動土層范圍有關(guān)系，擾動范圍是變量，一般情況下充填系數(shù)取1.301.80。在裂隙比較發(fā)育或地下水量大的巖層地段，充填系數(shù)一般取1.502.50。注漿速度盾構(gòu)一環(huán)掘進(jìn)時間約3050分鐘，故每個注漿孔流速控制在26mL/

8、min36mL/min；即在盾構(gòu)掘進(jìn)前5分鐘至掘進(jìn)完成后5分鐘內(nèi)，均速注漿。結(jié)束注漿按照設(shè)定的注漿壓力和規(guī)定的注漿量要求，控制同步注漿壓力，當(dāng)注漿工作接近結(jié)束時，注漿量達(dá)到要求，注漿壓力增大，則減小注漿壓力，當(dāng)注漿量還達(dá)不到要求時，就要加大注漿壓力。直到滿足規(guī)定的注漿量、注漿壓力時，停止注漿。7.5注漿操作注漿系統(tǒng)具有手動、自動兩種操作方式注漿前，檢查設(shè)備、儀表是否正常；同步注漿同時對盾尾預(yù)置的4個注漿孔進(jìn)行壓注，在每個注漿管路設(shè)置壓力傳感器和流量計，以便對各注漿孔的注漿壓力和注漿量進(jìn)行檢測與控制，從而保證對管片背后的注漿操作是對稱均勻的；盾構(gòu)掘進(jìn)前5分鐘開始同步注漿，掘進(jìn)結(jié)束后，繼續(xù)注漿5分

9、鐘，若出現(xiàn)盾尾漏漿情況，土木值班工程師和注漿手根據(jù)現(xiàn)場情況延長注漿時間；同步注漿在地層均勻和盾構(gòu)姿態(tài)較好時，4個注漿孔應(yīng)均衡注入；盾構(gòu)姿態(tài)較差時，土木值班工程師根據(jù)管片盾尾間隙調(diào)整各孔注漿壓力，增大間隙較小側(cè)注漿壓力，同時減小間隙較大側(cè)注漿壓力。7.6注漿參數(shù)記錄 主要記錄管片環(huán)號、注漿位置、時間、壓力、注漿量。同步注漿記錄表格管片環(huán)號注漿點位開始時間結(jié)束時間注漿壓力1、2號3、4號注漿量1、2號3、4號合計盾構(gòu)司機(jī)： 值班工程師： 日期：7.7幾種漏漿現(xiàn)象的處理盾尾漏漿一般采取堵漏的方法，手動加注盾尾密封油脂，必要時用棉紗或者海綿墊進(jìn)行封堵；掌子面漏漿由于圍巖穩(wěn)定性等原因，造成盾殼與巖面間空

10、隙過大，注漿時漿液會順著盾殼外壁漏入掌子面，遇到這種情況，值班工程師必須及時適當(dāng)減小注漿壓力、注漿速度，防止?jié){液注入掌子面。7.8變形監(jiān)測分析管片發(fā)生錯臺損壞時，應(yīng)立即停止注漿，修正注漿參數(shù)。7.9注意事項拌料時，砂、水泥、水、膨潤土要按照正確順序進(jìn)行投料；注漿設(shè)計壓力是指注漿孔孔口壓力，而不是泵的工作壓力；要注意保證注漿泵能正常工作，注漿管路暢通，壓力、流量顯示系統(tǒng)準(zhǔn)確無誤；正常情況下漿液要從管片的對稱位置注入，防止產(chǎn)生偏壓使管片發(fā)生錯臺或損壞；注漿過程中要密切關(guān)注管片的變形情況，若發(fā)現(xiàn)管片有破損、錯臺、上浮等現(xiàn)象應(yīng)立即停止注漿；注漿過程中，若在不提高注漿壓力而注漿量很大，或注漿量突然增加時

11、應(yīng)檢查是否發(fā)生了漏漿或注入掌子面或者地質(zhì)出現(xiàn)空洞，若發(fā)生前述現(xiàn)象應(yīng)停止注漿，妥善處理后再繼續(xù)注入；注漿過程中若發(fā)生管路堵塞，應(yīng)立即處理以防止管中漿液凝結(jié)；作業(yè)完畢后，儲漿罐、運(yùn)輸罐、泵、注漿管路一定要及時清洗干凈，每一個工作班清理一次；在需要長時間停機(jī)時，必須拆除注漿管路，將注漿管路清洗干凈；砂漿儲漿罐內(nèi)若有余料，用注漿泵將砂漿輸入運(yùn)輸車，在豎井內(nèi)用門吊轉(zhuǎn)運(yùn)至另一條洞內(nèi)使用或者運(yùn)至指定地點排掉。八、注漿質(zhì)量控制措施 注漿是按特殊控制程序進(jìn)行控制：人員需培訓(xùn)上崗；所用設(shè)備、計量器具等需經(jīng)過鑒定；所用各種原材料的檢驗執(zhí)行程序文件采購產(chǎn)品的檢驗和試驗控制程序；施工過程施行連續(xù)監(jiān)控，并形成記錄。注漿前

12、進(jìn)行詳細(xì)的漿材配合比試驗，選定合適的注漿材料及漿液配比，保證所選漿材配比、強(qiáng)度、耐久性等物理力學(xué)指標(biāo)符合設(shè)計要求。注漿過程中嚴(yán)格做到“不注漿、不掘進(jìn)”。制訂詳細(xì)的注漿施工設(shè)計和工藝流程及注漿質(zhì)量控制程序，嚴(yán)格按要求實施注漿、檢查、記錄、分析，及時查看P（注漿壓力）Q（注漿量）t（時間）曲線，分析注漿效果，反饋指導(dǎo)下次注漿，并及時報告項目總工程師。進(jìn)行信息反饋，修正注漿參數(shù)設(shè)計，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。做好注漿設(shè)備的維修保養(yǎng)，注漿材料供應(yīng)，保證注漿作業(yè)順利連續(xù)不中斷進(jìn)行。九、安全文明施工控制措施參加注漿作業(yè)人員必須經(jīng)過專門訓(xùn)練，掌握有關(guān)作業(yè)規(guī)程；嚴(yán)禁在不停泵的情況下進(jìn)行任何修理；注漿泵及管道內(nèi)壓力未降

13、至零時，不準(zhǔn)拆管路或松開管路接頭，以免漿液噴出傷人；注漿泵有專業(yè)人員負(fù)責(zé)操作，未經(jīng)同意任何人不得操作；在拆除管路及注漿泵操作時應(yīng)戴防護(hù)眼鏡，以免漿液濺入人眼；保持機(jī)械及隧道內(nèi)整潔，工作結(jié)束時必須對設(shè)備清洗保養(yǎng)，并清理作業(yè)周圍環(huán)境。十、注漿施工中常見問題及對策10.1注漿造成地表沉隆超限造成地表沉降過大的原因（1）軟土地層中沒有進(jìn)行同步注漿。采用管片注漿孔同步注漿的施工過程，如果沒有嚴(yán)格的過程控制，或者注漿液初凝時間設(shè)定不合理，往往做不到真正意義的同步注漿。（2）掘進(jìn)過程僅以注漿量為控制指標(biāo)，限定每環(huán)的注漿量范圍，導(dǎo)致注漿量偏少，不能有效地對盾尾間隙進(jìn)行填充。這種情況大多發(fā)生在以下情況：某些特殊

14、地段或較小的轉(zhuǎn)彎半徑上，土層損失加大；是由于地質(zhì)條件或其他特殊原因，掘進(jìn)過程某環(huán)出土量劇增，而沒有相應(yīng)增大注漿量；地層特性變化，卻沒有相應(yīng)調(diào)整注漿量，如從粘土變?yōu)樯巴?、從粘土變?yōu)榱严端S富的風(fēng)化巖層等情況；盾構(gòu)機(jī)在粘性較高的粘土層掘進(jìn)時，盾殼外壁會附著一層較厚的固結(jié)土體，與盾構(gòu)機(jī)同步前進(jìn)，無形中增大了盾尾間隙。（3）漿液強(qiáng)度過低，或漿液和易性差，易離析而滲透到地層中，發(fā)生漿液損失。漿液拌和時的投料順序也可能對漿液強(qiáng)度造成較大影響。（4）某些漿液凝結(jié)后，自身收縮量較大；或者雙液漿過早初凝，未能有效填充盾尾間隙。（5）漿液流動性太好，隧道管片最重要的頂部出現(xiàn)無漿液填充；或者雙液漿混合不充分，在土中

15、逐漸流失。（6）沒有與監(jiān)測緊密結(jié)合，以監(jiān)測成果指導(dǎo)施工。從盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程的地表沉降規(guī)律來看，一般盾構(gòu)機(jī)前方地表沉降量在5mm內(nèi)時，盾尾穿越這個位置時沉降不會超出規(guī)范允許的30mm。因此，當(dāng)監(jiān)測結(jié)果顯示前方沉降量超過5mm，又沒有及時采取有效注漿措施，沉降超出規(guī)范允許范圍的可能性相當(dāng)大。造成地表隆起的原因（1）注漿壓力過大，注漿量偏高。主要在土質(zhì)軟弱的地層出現(xiàn)。（2）隧道頂部有滲水通道連至地表。如原地質(zhì)勘探孔，如果沒有封堵或封堵效果不佳，漿液會沿著該孔噴出或滲出，不僅嚴(yán)重污染地面環(huán)境，還可能造成地表隆起。10.2注漿液從盾尾流入或從進(jìn)入土倉（1）注漿壓力大時，漿液會沿著盾殼流入土倉中，進(jìn)而從螺旋

16、輸送機(jī)輸出；而注漿壓力一旦大于盾尾密封的承壓能力，將擊穿盾尾密封。如果沒有及時對盾尾密封注入油脂，漿液在盾尾刷中凝固后，會使盾尾密封失效，嚴(yán)重影響施工安全。（2）管片構(gòu)造不合理，也會造成注漿液的滲漏。10.3管片上浮、錯臺管片脫出盾尾后上浮的原因有：（1）地質(zhì)情況。從西安地鐵盾構(gòu)施工情況看，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層的上浮量大于砂層，而從廣州地鐵盾構(gòu)施工情況看，中、微風(fēng)化巖層管片上浮量較大。（2）長細(xì)比很大的柔性構(gòu)件的偏心受壓。（3）漿液選型不當(dāng)，漿液早期強(qiáng)度偏低，不能及時與圍巖土體形成共同作用。（4）漿液初凝時間控制不當(dāng)，沒有及時填充盾尾間隙或填充效果不佳。（5）注漿位置選擇不當(dāng)，采用管片注漿孔注漿時

17、，以中下部注漿孔為注漿孔位。（6）盾構(gòu)姿態(tài)較差，千斤頂編組壓力差過大。10.4管片后期沉降二次注漿糾偏處理 10.5注漿系統(tǒng)管路堵塞管路堵塞是注漿過程最常見、最易發(fā)生的問題。注漿系統(tǒng)管路包括注漿管路堵塞、輸漿管路堵塞等，主要是由于漿液初凝時間偏短，強(qiáng)度高，工序銜接不合理等原因造成。采用長距離管路輸送的，尤其容易發(fā)生管路堵塞現(xiàn)象，漿液在管路中的損失量較大。解決方法：調(diào)整合理漿液配比，添加緩凝劑；配置高壓沖洗裝置；通過盾尾內(nèi)的可拆卸口進(jìn)行機(jī)械疏通；盾構(gòu)機(jī)停機(jī)前用膨潤土等將注漿管充滿，以防漿液回流而堵塞注漿管。10.6噴涌由于地下水位高，注漿液被稀釋或未完全填充，在一段距離以后，匯聚在管片外側(cè)的水在壓力作用下流到掌子面，造成噴涌。解