一.紧固连接螺栓
先紧固环向(管片之间)连接螺栓,后紧固轴向(环与环之间)连接螺栓。采用扭矩扳手紧固,紧固力取决于螺栓的直径与强度。
二.复紧连接螺栓
一环管片拼装后,利用全部盾构千斤顶均匀施加压力,充分紧固轴向连接螺栓。盾构掘进后,在盾构千斤顶推力、脱出盾尾后土(水)压力及失去盾壳约束后管片自重和土压力的作用下衬砌会产生变形,拼装时紧固的连接螺栓会松弛。为此,待推进到千斤顶推力影响不到的位置后,用扭矩扳手等,再一次紧固连接螺栓。再复紧的位置随隧道外径、隧道线型、管片种类、地质条件等而不同。
三.真圆保持
管片拼装呈真圆,并保持真圆状态,对于确保隧道尺寸精度、提高施工速度与止水性及减少地层沉降非常重要。管片环从盾尾脱出后,到注浆浆体硬化并将管片间隙填充密度,达到约束管片变形的条件时,多采用真圆保持装置。
四.管片拼装施工要点
(1)管片拼装前,应对上一衬砌环面进行清理;
(2)应控制盾构推进千斤顶的推力和行程,并应保持盾构姿态和开挖面稳定;
(3)应根据管片位置和拼装顺序,逐块依次拼装成环;
(4)管片连接螺栓紧固扭矩应符合设计要求。管片拼装完成,脱出盾尾后,应对管片螺栓及时复紧。
(5)拼装管片时,应防止管片及防水密封条损坏。
(6)对已拼装成环的衬砌环应进行椭圆度抽查。
(7)当盾构在既有结构内空推并拼装管片时,应合理设置导台,并应采取措施控制管片拼装质量和壁后填充效果;
(8)当在富水稳定岩层掘进时,应采取防止管片上浮、偏移或错台的措施;
(9)当在联络通道等特殊位置拼装管片时,应根据特殊管片的设计位置,预先调整盾构姿态和盾尾间隙,管片拼装应符合设计要求。
五.管片拼装误差及控制
(1)拼装管片时,各管片连接面要拼接整齐,连接螺栓要充分紧固。
(2)盾构掘进姿态与管片环姿态不一致并达到一定程度时,盾构与管片产生干涉,将导致管片损伤或变形。伴随管片宽度增加,上述情况增多。为防止管片损伤,预先要根据曲线半径与管片宽度研究确定适宜的盾构方向控制方法,施工中对每环管片的盾尾间隙认真检测,并对隧道线型与盾构方向严格控制。在盾构与管片产生干涉的场合,必须迅速改变盾构方向、消除干涉。
(3)盾构纠偏应及时连续,过大的偏斜量不能采取一次性纠偏的办法,纠偏时不得损坏管片,并保证后一环管片的顺利拼装。
六.壁后注浆
壁后注浆,是向管片与围岩之间的空隙注入填充浆液,向管片外压浆的工艺,应根据所建工程对隧道变形及地层沉降的控制要求来确定。根据工程地质条件、地表沉降状态、环境要求及设备性能等选择注浆方式。在注浆过程中,应采取减少注浆施工对周围环境影响的措施。
七.壁后注浆的目的
壁后注浆按与盾构推进的时间和注浆目的不同,可分为同步注浆、二次注浆和堵水注浆。
1.同步注浆
同步注浆与盾构掘进同步进行,是通过同步注浆系统,在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行,浆液在盾尾空隙形成的瞬间及时起到充填作用,使周围土体获得及时的支撑,可有效防止岩体的坍塌,控制地表的沉降。
2.二次注浆
管片背后二次补强注浆,则是在同步注浆结束以后,通过管片的吊装孔对管片背后进行补强注浆(补充部分未填充的空腔,提高管片背后土体的密实度),以提高同步注浆的效果。二次注浆的浆液充填时间要滞后掘进一段时间,对隧道周围土体起到加固和止水的作用。
3.堵水注浆
为提高背衬注浆层的防水性及密实度,在富水地区考虑前期注浆受地下水影响以及浆液固结率的影响,必要时在二次注浆结束后进行堵水注浆。
盾构推进时,盾尾空隙在围岩塌落之前要及时地进行压浆,以充填空隙、稳定地层,此举不但可防止地面沉降,而且有利于隧道衬砌的防水。
选择合适的浆液、注浆参数、注浆工艺,在管片外围形成稳定的固结层,将管片包围起来,形成一个保护圈,防止地下水侵入隧道。
壁后注浆的目的,如下:
(1)使管片与围岩之间的环形空隙尽早建立注浆体的支撑体系,防止隧道周围土体塌陷与地下水流失造成地层损失,控制地面沉降值;
(2)尽快获得注浆体的固结强度,确保管片衬砌结构的早期稳定性,防止长距离的管片衬砌背后处于无支承力的浆液环境内,使管片发生移位变形。
(3)作为隧道衬砌结构加强层,具有耐久性和一定强度。充填密实的注浆体将地下水与管片隔离,避免或大大减少地下水直接与管片接触的机会,从而称为管片的保护层,避免或减缓了地下水对管片的侵蚀,提高衬砌结构的耐久性。
八同步注浆方法与工艺
同步注浆:通过注浆系统及盾尾的内置注浆管,可采用双泵四管路(四注入点)对称同步注浆。
注浆可根据需要采取自动控制或手动控制。
自动控制方式即预先设定注浆压力,由控制程序自动调整注浆速度,当注浆压力达到设定值时,自行停止注浆。
手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流量、速度、压力。
九.注浆材料与参数
(1)根据注浆要求,应通过试验确定注浆材料和配合比。可按地质条件、隧道条件和周边环境条件选用单液或双液注浆材料;
(2)注浆材料的强度、流动性、可填充性、凝结时间、收缩率和环保等应满足施工要求;(3)应根据注浆量和注浆压力控制同步注浆过程,注浆速度应根据注浆量和掘进速度确定。
(4)注浆压力应根据地质条件、注浆方式、管片强度、设备性能、浆液特性和隧道埋深等因素确定;
(5)同步注浆的填充系数应根据地层条件、施工状态和环境要求确定,充填系数宜为1.30~2.50;
(6)二次注浆的注浆量和注浆压力应根据环境条件和沉降监测结果等确定。
十.壁后注浆施工要点
(1)注浆前,应根据注浆施工要求准备拌浆、储浆、运浆和注浆设备,并应进行试运转。
(2)注浆前,应对注浆孔、注浆管路和注浆设备进行检查;
(3)注浆液应符合下列规定:
①浆液按施工配合比配制。
②浆液的相对密度、稠度、和易性、杂物最大粒径、凝结时间、凝结后强度和浆体固化收缩率均应满足要求。
③拌制后浆液应易于压注,在运输过程中不得离析和沉淀。
(4)合理制定壁后注浆工艺,并根据注浆效果调整注浆参数;
(5)应配备自动记录注浆量、注浆压力和注浆时间等参数的仪器;
(6)注浆作业应连续进行。作业后,应及时清洗注浆设备和管路。
(7)采用管片注浆口注浆后,应封堵注浆口。
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