盾构施工风险控制的新材料新工法

1、盾盾构施工构施工风险控制的新材料新工法控制的新材料新工法 克泥效克泥效 速凝效速凝效 双液注双液注浆目录1、盾构法施工形成沉降的五个阶段原因2、一、二阶段沉降的解决方案（速凝效工法）3、第三阶段沉降的解决方案（克泥效工法）4、四、五阶段沉降的解决方案（同步双液注浆）5、克泥效工法的其他应用1 盾构法施工形成沉降的五个阶段原因2 第一、二阶段沉降的解决方案 第一、二阶段的沉降控制主要为盾构机推进过程中对土仓（泥水）压力的控制，做好渣土改良，并严格控制出渣量。同步监测刀盘正上方及前方的地面沉降或隆起量，调整切口水压及出土量以达到第二阶段的零沉降，个别的情况隆起的危害要大于地面下沉所带来的危害。关于渣土改良材料的选择关于渣土改良材料的选择对象土层对象土层特征特征问题点问题点黏土黏土膨润土膨润土砂层砂层砂石层砂石层一般添加材一般添加材不适用于水压大不适用于水压大大块砂石层大块砂石层设备大型设备大型需要占用需要占用大量空间大量空间泡沫泡沫砂石层砂石层 砂砂层层粘土层粘土层刀盘扭矩小刀盘扭矩小排土排土状状况良好况良好不适用于水压大不适用于水压大大块砂石层大块砂石层高分子高分子含粘土的岩石层含粘土的

2、岩石层砂石层砂石层 砂砂层层与粘土反应与粘土反应促进挖掘土的塑性促进挖掘土的塑性流动性流动性对土层中不含粘土对土层中不含粘土成分的话达不到期成分的话达不到期望效果象望效果象复合型复合型不含粘土的岩石层不含粘土的岩石层 砂石层砂石层 砂砂层层适用于水压大适用于水压大大块砂石层大块砂石层粘土粘土+泡沫泡沫粘土粘土+高分子高分子设备大型设备大型复杂复杂TAC through中文名：速凝效中文名：速凝效公司公司名名 ：株式会社：株式会社特固特固名名 称称 ：throughthrough外観外観 ：乳白乳白色液体色液体P H P H 值值：6.86.8（中性中性）比重比重 ：.06.06包装标准包装标准 ：/罐罐 or or 1 1吨吨/箱箱through溶液溶液1kg/m（粘性与粘性与水相当）水相当）through原液原液速凝效的作用速凝效的作用地地下下水水压压土体中粗大颗粒土体中细小颗粒渣土改良材料膨润膨润土土浆液浆液泡沫泡沫速凝效溶液速凝效溶液凝聚効果含有一定粘土的砂含有一定粘土的砂层与速凝效层与速凝效挖掘土量15%的泡沫添加挖掘土量15%的速凝效溶液注入（浓度1kg/m3）速凝效溶液与砂

3、层中的粘土成分反应，使沙速凝效溶液与砂层中的粘土成分反应，使沙子全体具有一定可塑性，达到顺利排土。子全体具有一定可塑性，达到顺利排土。砂石层较为分砂石层较为分散含有大颗粒散含有大颗粒添加速凝效溶液后具添加速凝效溶液后具有可塑性流动性有可塑性流动性砂石层与速凝效砂石层与速凝效不含粘土成分的砂石层与速凝效不含粘土成分的砂石层与速凝效添加30%膨润土添加剂不含粘土的砂砾土不含粘土的砂砾土砂石与添加剂无法融合砂石与添加剂无法融合不含粘土成分的砂石层与速凝效不含粘土成分的砂石层与速凝效膨润土速凝效溶液（浓度0.3kg/m3)原本松散的砂石有被凝原本松散的砂石有被凝结在一起的感觉，手感结在一起的感觉，手感较软较软速凝效的其他应用事例速凝效的其他应用事例应对喷涌速凝效速凝效原液原液减少盾构机推力速凝效与速凝效与膨潤土混合注入膨潤土混合注入添加速凝效后的出土效果螺旋机的螺旋机的出土如泥团般柔软，皮带上不掉落土渣出土如泥团般柔软，皮带上不掉落土渣。不容易粘附在皮带上不容易粘附在皮带上速凝效注入设备速凝效注入设备速凝效速凝效溶液溶液箱容积为箱容积为加泥加泥箱容积的箱容积的1/101/10压力表压力表 流量

4、計流量計注入泵速度为注入泵速度为加泥加泥泵的速度的泵的速度的1/101/10软管泵软管泵螺杆泵螺杆泵活塞泵活塞泵 间隙隙处注注入入克克泥泥效效 盾构机在设计与制造时，刀盘都会大于盾体。由此，在掘井过程中，开挖面会与盾体形成大约30mm40mm的间隙。而这间隙也造成了头疼的几个问题：施工中沉降反应较快的情况下，盾构机掘进过程中产生间隙，在同步注浆还为到达之前，上方土体应力释放的作用西下沉填补间隙，直接造成地表沉降。同部主将压力或者注浆量过大产生窜浆现象，影响盾构推力以及姿态，并且同步注浆与土仓（泥水仓）压力无法单一控制，严重影响施工。3 第三阶段沉降的解决方案（克泥效工法）盾构机壳体外材料填充的选择应具备以下功能：盾构机壳体外材料填充的选择应具备以下功能：1.1.泵送性泵送性2.2.有良好的支撑力有良好的支撑力3.3.具有良好的填充效果具有良好的填充效果4.4.具有一定的挡具有一定的挡 水效果水效果5.5.低强度低强度2024/2/20 径向孔的重要性径向孔的重要性径向孔的重要性径向孔的重要性克泥效成分以及配比参数克泥效成分以及配比参数 l克泥效是由合成钙基黏土矿物、纤维素衍生剂、胶体稳

5、定剂和分散剂构成的粉剂。l克泥效工法是将高浓度的泥水材料与塑强调整剂(即水玻璃)两种液体分别以配管泵送到指定位置，再将此两种液体以适当比例混合，再通过径向孔注入，泥水材料与水玻璃在盾构机壳体外胶结成一种可塑状黏土，填补开挖直径与盾体直径之间间隙的一种新型工法。混合后的流动塑性胶化体不易受水稀释，且其黏性强度也不随时间而变化。克泥效克泥效1818克泥效溶液配比400kg/m水玻璃40 Be胶结后克泥效与水玻璃混合后胶结后克泥效与水玻璃混合后2828天后效果天后效果克泥效工法克泥效工法 黏土性的泥水材料与水玻璃的混合剂两液混合后即刻产生塑性状态的变化。双双液型注入材料液型注入材料 不会硬化的可塑性黏土不会硬化的可塑性黏土 (可以进行软硬调整可以进行软硬调整)2020黏度黏度 (混合后混合后)凝凝 结结 时时 间间300300 dPa.sdPa.s300500300500 dPa.sdPa.s 采用黏度计采用黏度计（高粘度用）（高粘度用）VT-04VT-04 黏度黏度参数参数比较：西红柿酱比较：西红柿酱18dPas18dPas、蛋黄酱蛋黄酱80dPas80dPas 牙膏牙膏300dPas30

6、0dPas、发蜡发蜡450dPas450dPas4.54.5秒开始胶结秒开始胶结第三阶段的沉降控制第三阶段的沉降控制 进入风险源提前十环开始，通过从盾构机中盾位置的径向孔处同步注入克泥效，及时填充盾构施工过程中由于刀盘超挖造成的盾体与土体之间的空隙，具体施工中要根据盾构机正上方地面的沉降量及时调整。克泥效的注入点在11点到1点钟位置，由于克泥效良好的流动性，小盾构仅需注单点注入即可，大盾构则需两点交替注入。在克泥效的注入过程中，会向盾体四周的土层中渗透一部分克泥效，从而形成了泥膜，有效的减少同步注浆的浆液向土层中渗透量。克泥效注入位置与混合效果克泥效注入位置与混合效果克泥效设备克泥效设备变频器控制盘流量计压力表压力传感器 克泥效泵水玻璃泵 搅拌机及储槽控制盘克泥效在施工沉降控制中的作用 l其一：为同步注入及时填填充充掘进开挖面所产生的间隙，直接减少第三阶段沉降量。l其二：渗渗透透进土体，在开挖表面形成泥膜，保护同步注浆质量，辅助控制第四阶段沉降。洪积黏土层洪积黏土层洪积砂层洪积砂层减低减低推力推力的的效果效果（OD 6500mmOD 6500mm，曲线，曲线 R=30MR=30M）于洪

7、积层中的于洪积层中的降低推力降低推力效果显效果显著著2626 中铁四局沈阳地铁10号线14标“井冈山1号”盾构机，首次采用克泥效工法顺利下穿通过爱群小区高楼，确保百人居民楼房和百米临街商铺安然无恙。从1224米开始到1302米结束，通过专业的变频器设备向盾体与地层的空隙注入特殊的高强度塑性材料克泥效，该材料具有永不凝固，有一定承载能力的特性，克泥效工法不会因材料凝固而卡主盾体，还能有效填充掘进产生的空隙，起到支撑上方土体结构稳定。在盾构机中盾上方十一点和一点钟方向一边掘进一边交替注入填充空隙；并在地面设置多处沉降和房屋位移观测点。通过6天的克泥效工法施工有效的控制了“井冈山1号”盾构机通过爱群小区高楼时上方土体和结构的下沉量。案例一：附：沉降数据检测表50515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495969798991000.00-0.20-0.40-0.60-0.80-1.00-1.20-1.40环号环号中心沉陷量未使用克泥效使用克泥效 案例案例二二、

8、穿越台湾桃园机场跑道，地表沉降图表、穿越台湾桃园机场跑道，地表沉降图表(OD 6,240mm。覆土深25M、卵砾石层，水位GL:-8M）位于江苏常熟的苏（苏州）通（南通）GIL（气体绝缘金属封闭输电线路）综合管廊长江隧道工程施工进展顺利。据介绍，苏通GIL综合管廊长江隧道工程全长5468.5米，盾构机开挖直径12.07米，隧道最大埋深79.8米。使用克泥效工法安全穿越长江大堤，并全线使用克泥效隔绝有害气体案例三：4.四、五阶段沉降的解决方案（同步双液注浆）第四阶段沉降控制：第四阶段沉降控制：同步注入灌浆材料，根据地面的沉降情况，及时调整注浆压力和注浆量，由于事前已经有克泥效在土体中形成了一层泥膜，一定程度上会减少同步的注浆量。特殊的地层，选择的盾构机能够具备双液注浆的能力则对于地面沉降的控制更加有效。第五阶段的沉降控制：第五阶段的沉降控制：根据地面的沉降情况，及时进行二次补浆。2024/2/20双液型双液型同步注浆同步注浆工法的特性工法的特性ABA+BMixing解解决决第第四四第第五五阶阶段段沉沉降降TAC双液浆A液浆：水泥 纳基膨润土 添加剂B液：水玻璃AB液体积比：10：1双液浆

9、配比TACTAC注浆注浆管（管（前前端混合型）端混合型）混合部位很短的注入管，混合部位很短的注入管，是很难堵塞。是很难堵塞。TACTAC注浆注浆管管-很难堵塞与维修容易的很难堵塞与维修容易的新型注入管（新型注入管（前前端混合方式端混合方式的的注入管）注入管）双液型双液型同步同步注浆工法的施工方法注浆工法的施工方法注入注入位置位置注入时机注入时机同步同步注入注入同时同时注浆注浆管管（大多采用大多采用自动注入自动注入系统系统）掘进掘进时同时注入时同时注入管片管片注入注入管片管片注入孔注入孔（大多采用手动注入系统大多采用手动注入系统）掘进后掘进后稍微延迟注入稍微延迟注入同步注入同步注入方式方式管片管片注入方式注入方式注入的效果因注入的方式与场所有所不同注入的效果因注入的方式与场所有所不同同同步步注入方式注入方式效果效果较好较好完整的双液注浆系统完整的双液注浆系统注入口地面设备注浆设备阀门组同歩注浆管自动控制盘管片注入既可同步单液也可同步双液注浆的可同步单液也可同步双液注浆的E-TAC工法工法加泥注入系统加泥注入系统高分子注入系统高分子注入系统泡沫注入系统泡沫注入系统土压保持系统土压保持系统盾

10、构周围注入系统盾构周围注入系统克泥效注入系统克泥效注入系统注浆系统注浆系统双液注浆系统双液注浆系统同步注浆管同步注浆管补浆系统补浆系统膨润土材料膨润土材料高分子材料高分子材料泡沫材料泡沫材料材料开发材料开发以及施工指导以及施工指导减磨材料开发减磨材料开发以及施工指导以及施工指导膨润土材料膨润土材料双液注浆材料双液注浆材料以及以及 施工指导施工指导 总结总结 盾构施工的沉降控制是一个系统的工程，为了争取做到在盾构施工过程中达到零沉降盾构施工的沉降控制是一个系统的工程，为了争取做到在盾构施工过程中达到零沉降的要求，必须要针对盾构施工过程中沉降的的要求，必须要针对盾构施工过程中沉降的5 5个阶段分别进行风险的管控才能达到施工的预个阶段分别进行风险的管控才能达到施工的预期目标。期目标。5.5.克克泥效泥效工工法法其其他应用介他应用介绍绍 洞门圈内填充克泥效洞门圈内填充克泥效洞门圈内填充克泥效洞门圈内填充克泥效土压土压土压土压平衡平衡平衡平衡盾构机于土仓内填充克泥效盾构机于土仓内填充克泥效盾构机于土仓内填充克泥效盾构机于土仓内填充克泥效（这是让始发的同时产生土压这是让始发的同时产生土压这是让始发

《盾构施工风险控制的新材料新工法》由会员TH****3P分享，可在线阅读，更多相关《盾构施工风险控制的新材料新工法》请在金锄头文库上搜索。