大直径泥水盾构复合地层速凝浆液的同步注入技术

在大直径泥水盾构施工中,由于大断面隧道所承受的浮力大和泥水对浆液的稀释及通过富水复合地层等不利条件,同步注浆效果大受影响.本文结合正在施工的盾构隧道施工情况进行研究分析,通过对盾构原有注浆设备和管路优化改造,由传统的同步注入单液水泥砂浆改造为同步注入复合浆液,达到了同步注入速凝浆液的目的,并通过在施工中加强过程控制和采取辅助措施,解决了因同步注浆效果差造成的管片上浮及开裂等技术难题,取得了很好的效果.     

盾尾同步注浆模拟试验研究

盾尾同步注浆区域位于盾构隧道管片壁后,由于其空间的封闭性,难以对浆液的扩散情况进行观测,从而导致目前同步注浆材料的分布特性尚不明确。为此,研发了一种盾尾同步注浆模拟装置,进行了盾尾同步注浆模拟试验研究,对同步注浆过程中的土体内部的压力变化与上部土体的沉降进行了研究。结果表明,注浆开始后出浆口移动轴线上方土体内部的压力在注浆压力的影响下逐渐增大,在出浆口远离后逐渐减小,与此同时轴线两侧的土体压力逐渐增大,产生了明显的土拱效应;注浆稳定后浆液的内部压力主要由上部荷载决定,与注浆阶段注浆压力的大小无直接关系;注浆过程中引发的地表沉降的大小主要由注浆压力决定,其次受到浆液性质的影响;凝固后的注浆体横向上在出浆口附近厚度较小,两侧较大,纵向上厚度分布较为均匀。     

同步注浆浆液性能的评价方法与影响因素

盾构背后注浆已有几十年的应用历史，但对浆液性能的检测，各施工方所用测试手段不尽相同，在方法的选择上，本着能够反映浆液性能，又简便易行利于现场控制的原则，经查阅《地基注浆加固实用手册》、《注浆设计与施工》等资料咨询专家，实验尝试，最后确定了强度、凝胶时间、稠度等测试规程。对其性能的研究．主要对浆液流动度、浆液稳定性、浆液凝胶时间控制、结石强度控制的影响因素进行分析。     

盾构隧道壁后注浆浆液毛细管渗透扩散模型

为探讨盾尾注浆扩散半径及管片所受注浆压力的计算方法,将浆液的扩散过程简化为其在土体中大量孔径不均匀的毛细管中的渗流运动,建立了浆液渗透扩散力学模型.基于柱面扩散理论,假定浆液为宾汉姆流体,引入等效孔隙率替代土体初始孔隙率,通过模拟浆液在单个毛细管中的渗透过程,得到了考虑浆液时效性的浆液扩散半径和管片所受浆液总压力的计算式.结合具体实例,讨论了浆液扩散半径、注浆对管片产生的压力与注浆压力和注浆时间的关系.分析结果表明:其他注浆参数相同时,在不同注浆压力和不同注浆时间条件下,浆液对管片产生的压力的增长速率均大于浆液扩散半径的增长速率;当盾尾建筑间隙影响厚度和土体等效孔隙率不变时,浆液流动锋面上毛细管总面积与浆液扩散半径成正比.      

黄土浆液注浆材料的室内试验研究

黄土浆液用于采空区注浆加固具有成本低、工艺简单、堵水防渗及抗震性能好等优势,以临县—离石采空区治理为例,通过室内试验确定使用黄土浆液进行采空区注浆加固的可行性及材料配方。通过试验表明：黄土浆液具有性质稳定的特点,其28 d抗压强度在适合的配比下能够达到甚至超越粉煤灰浆液,具有一定的可取性。     

复合地层盾构施工泡沫剂与同步注浆参数研究

为降低近接线盾构施工对周围环境的影响,对南京城际轨道交通盾构隧道下穿句容河区间段复合地层的注浆参数进行研究。通过分析现场施工实测的土仓压力与注浆压力、注浆量之间的关系,确定以土仓压力为依据的注浆压力和注浆量的预测公式。研究结果表明:以土仓压力为依据的盾构注浆压力和注浆量可以很好地指导盾构注浆施工。     

北京地下直径线大直径泥水盾构施工环境风险控制与管理

结合北京地下直径线盾构施工过程沿线环境风险建构筑物的管理与控制,介绍了通过风险调查、风险评估认识建构筑物抗风险能力。利用因果分析及权重计算确定施工影响的关键环节,采用工程措施、工艺措施及管理措施实现对环境风险的有效控制。     

改性水玻璃浆液的试验及应用研究

介绍了改性水玻璃浆液的配方及其性质，给出了该浆液应用于不同加固工程的实际效果，以便同类工程参考。     

地铁盾构高性能同步注浆材料的应用研究

盾构法隧道施工是隧道建设中常见的施工方法。为防止盾构过程中出现地表沉降及管片偏移等结构稳定性问题,必须通过壁后同步注浆施工填充空隙,确保隧道周围的岩体及时获得支撑,以控制地表变形,保证管片的均匀受力与结构稳定性。盾构工程对同步注浆材料有不同的技术要求,而现行的注浆材料依然存在着各种适用性问题,主要对地铁盾构施工中高性能同步注浆材料的配合比进行研究。     

海底隧道泥水盾构始发端头加固范围研究

依托于青岛地铁跨海隧道某区间盾构始发案例,通过综合考虑盾构几何尺寸、板块强度理论以及土体滑移理论对理论公式进行了改进,确定了纵向加固长度h=16.1m;根据土体扰动极限平衡理论计算得出相应的径向加固范围：隧道两侧的加固长度为B=3.75m,拱顶为H₁=5.64m,拱底为H₂=3m,与实际加固范围相差不大;针对工程地质特点,提出了一种综合洞门素墙、“U”型素墙、套管咬合桩以及后退式注浆的盾构始发端头加固方式,可为青岛地区跨海隧道盾构始发提供参考。     

大直径泥水盾构施工引起的地表沉降规律研究

对大直径泥水平衡盾构在砂卵石地层、软土地层中施工引起的地表沉降进行分析研究。通过对隧道横向沉降影响区、纵向沉降、不同时段沉降等的分析研究,得出大直径泥水盾构在砂卵石地层、软土地层中施工引起的地表沉降规律。卵石层中、软土层中,大直径泥水盾构施工引起的地表沉降在横断面方向基本上均呈正态分布,但砂卵石地层中的主沉降区范围较软土地层中的要小,且沉降值较软土中的也小;在盾构通过、盾尾通过两阶段地表沉降量比较大,软土地层中工后沉降较明显。     

承压水层下多孔同步注浆止水技术

北京地铁某项目基坑基底位于承压水层中,由于受承压水影响,基坑开挖过程中因隔水层厚度不足导致基底出现涌水涌砂现象,需进行注浆止水,选用多孔同步深孔注浆施工技术。即多孔同步向承压水层中注入水泥水玻璃＋速凝剂混合液体,瞬间形成固结体,达到改良土层的目的;通过多孔同步注浆,使注浆混合液体达到互相补充咬合的效果,同时将承压水挤排,形成止水帷幕,能有效的解决承压水层下基坑涌水涌砂现象,并对基底进行了加固处理,在节约工期和提高经济效益方面取得了良好效果。为今后类似地层承压水的治理及基底的加固处理提供了宝贵的技术经验。     

复合地层下泥水盾构管片上浮规律及影响因素分析

针对在盾构隧道施工中经常出现的管片上浮问题,以南昌轨道交通4号线泥水盾构过江隧道为工程依托,通过数理统计方法对泥水盾构穿越不同地层时管片上浮量进行归纳分析,探讨地层参数以及盾构掘进参数对管片上浮的影响规律.研究结果表明:在全断面砂层中掘进,管片上浮量小且上浮值变化稳定;而当进入上软下硬地层和泥质粉砂岩层,管片上浮量急剧...     

青岛胶州湾隧道海域段注浆施工风险分析与控制措施研究

国外已成功修建多条海底隧道,发展了很多成熟的施工技术,其中注浆技术也得到了广泛应用,但是在特殊复杂地质条件下修建隧道则面临诸多困难。国内钻爆法修建山岭隧道施工技术成熟,采用注浆法处理复杂地质条件方面,隧道工程界已经积累了不少的经验。但国内采用钻爆法修建海底隧道的例子相对较少,高水压海水环境下注浆技术的研究及相关施工经验相对匮乏。胶州湾隧道,处于高压海水环境下,且穿越数条断层破碎带,地质条件复杂,在施工过程中极易发生坍塌、突水突泥等事故,给安全施工带来很大的困难,甚至影响到施工人员的生命安全。因此,结合胶州湾隧道工程,对海域段注浆施工风险进行分析,并提出风险应对措施,可为以后类似工程提供借鉴和参考。     

粉质黏土注浆试验研究

结合具体工程,进行室内和现场注浆试验,通过试验研究粉质黏土地层条件下注浆加固机理,注浆加固可行性及相应的注浆工艺和参数。以便安全顺利施工,并为类似工程提供借鉴。     

配比对盾构施工惰性浆液性能影响研究

选择5因素(水胶比X₁、胶砂比X₂、粉灰比X₃、膨水比X₄、减胶比X₅)、3水平开展惰性浆液正交试验,分析了各因素对的惰性浆液稠度(锥入度P)、凝结时间t_s、固结收缩率ε、28天抗压强度f₂₈及泌水率η等5个性能的影响规律;采用偏最小二乘回归(PLS)得到基于5个因素的惰性浆液各性能指标的回归公式,将各性能指标的PLS回归值与测试值进行对比以验证回归公式的合理性;在基准惰性浆液中分别掺入减水剂(减胶比X₅=0、0.002、0.004、0.006、0.008)和CMC增稠剂(掺量0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%),测得所制备惰性浆液的锥入度P、泌水率η、黏度μ和流动度F,分析了减水剂及CMC增稠剂的改性效果;讨论了惰性浆液的工程地质适用性。结果表明：水胶比对各个指标影响均较大,胶砂比对凝结时间、固结收缩率影响较大,膨水比与减胶比对锥入度、泌水率影响较大,粉灰比总体影响较小;PLS回归公式可用于惰性...     

混合细骨料对同步注浆砂浆性能的影响研究

为了缓解日益突出的天然砂紧缺问题,以广州地铁18号线和22号线盾构区间施工为依托,采用尾矿砂、机制砂与天然砂制备一种混合细骨料,研究混合细骨料级配和细度模数对同步注浆砂浆出浆率、固结率和抗压强度的性能影响.结果表明:在级配合理的情况下,不同配比的混合细骨料对同步注浆砂浆的出浆率、固结率、抗压强度都会产生影响.混合细骨料...     

地震作用下盾构隧道环缝单向振动防水性能试验

为研究盾构隧道管片接缝弹性密封垫在地震作用下的防水性能,以在高烈度地震区修建的大断面海底盾构隧道——苏埃通道工程为依托,根据隧道环缝防水指标,研制了可模拟地震作用下的管片环缝单向振动防水试验装置,通过不同环缝张开量下单向振动防水试验,与未考虑地震作用时对应的张开与错动工况下静态防水试验结果进行对比,得出了张开量增大对密封垫防水性能的影响,并提出了弹性密封垫振动防水与静态防水的对应指标.结果表明:单向振动作用下弹性密封垫发生渗漏时,水呈喷射状而非缓慢流出,张开量的增大较错动量增大更易使弹性密封垫防水性能显著降低;随着环缝张开量的变化,单向振动耐水压值为0.2～1.4 MPa,静态耐水压值为0.1～1.1 MPa;单向振动作用下环缝弹性密封垫的防水性能约为静态时防水性能的45%～78%.     

粉细砂地层改性水玻璃注浆试验研究

针对城市地铁区间穿越粉细砂地层注浆加固时的材料问题,研究改性水玻璃的凝胶时间、凝胶形态以及磷酸-水玻璃配比,最后据室内试验选择的材料配比进行现场注浆试验。研究表明:超细水泥改性水玻璃在粉细砂层扩散性好,操作简单,固结体强度能够达到成环效果,从而保证浅埋暗挖隧道安全贯通。     

锚固注浆体性能试验研究

水泥基注浆体广泛地应用于锚固工程中,其物理力学特性是锚固体系优化设计的关键参数,当今所有的锚固规范仅对注浆体的水泥标号及抗压强度等级作了相应规定,有关注浆体方面的研究还较少。因此,在广泛调研实体工程所使用的注浆体的情况下,设计11种不同配合比的注浆体,分别测试各自的物理力学性能,采用室内抗拔试验研究其对锚固性能的影响。结果表明:降低注浆体的水灰比对提高岩锚的极限抗拔荷载的效率较低,而在注浆体中掺入适量的砂可以提高注浆体的抗拉强度、弹性模量及剪切模量,增强岩锚的界面黏结强度及锚固刚度,从而显著改善岩锚的锚固性能。