2.2.2 二次补强注浆
同步注浆后使环形空隙得到填充,地层变形沉降得到控制,在浆液凝固,同步注浆后使环形空隙得到填充,地层变形沉降得到控制,在浆液凝固后,强度得到提高,但可能存在局部不够均匀,为提高背衬注浆层的防水性及密实度,必要时进行二次注浆,使注浆体充填均匀,形成稳定的防水层,达到加强隧道衬砌的目的。
二次注浆一般在管片与岩壁间的空隙存在充填密实性差,致使地表沉降得不到有效控制的情况下才实施。施工时结合地表沉降监测信息反馈和洞内超声波探测背衬后有无空洞,综合判断是否需要进行二次注浆。
2.2.3 注浆材料配比与性能指标
注浆材料宜选用具有料源广、可注性强、经久耐用、结合体强度高、对地下水和周围环境无毒性污染、价格低廉等特点。配置浆材要流动性好,便于盾构移动过程中持续不停的注浆,浆液凝固有较好的强度,具有微膨胀性,避免后期收缩变形,二次注浆材料可注性强,能补充同步注浆的缺陷,对同步注浆起充填和补充作用。
根据不同的注浆方式和注浆特点,同步注浆材料及配比、性能指标如表1,二次补强注浆材料及配比、性能指标如表2。
当地下水特别丰富时,需要对地下水封堵。同时为了及早建立起浆液的高粘度,以便在浆液向空隙中充填的同时将地下水疏干(将地下水赶入地层深处),获得最佳充填效果,这时需要将浆液的凝胶时间调整至4~15分钟,必要时可采用水泥水玻璃双液浆。
2.2.4 注浆设备
浆液在洞外拌制,采用自行设计的自动拌合站,拌制好的浆液由罐车运到洞内泵入储浆罐中待注。
同步注浆采用盾构机后配套附带的同步注浆系统,补强注浆采用KBY双液注浆泵。
2.2.5 主要参数
(1)注浆压力。
同步注浆时要求在地层中的浆液压力大于该点的静止水压及土压力之和,做到尽量填补而不宜劈裂。注浆压力过大,管壁外面土层将会被浆液扰动而造成后期地层沉降及隧道本身的沉降,并易造成跑浆;而注浆压力过小,浆液填充速度过慢,填充不充足,会使地表变形增大,本工程注浆压力控制 :即同步注浆压力0.1~0.3MPa,二次注浆压力0.3~0.6MPa。
(2) 注浆量。
同步注浆量理论上是充填切削土体与管壁之间的空隙,但同时要考虑盾构推进过程中的纠偏,跑浆(包括向地层中扩散)和注浆材料收缩等因素。注浆量取理论注浆量的120%~150%左右,并可通过地面变形观测来调节。
Q=V•λ
式中:Q——注入量(m3);
λ——注浆率(取150~180%,曲线地段取较大值,其它地段根据实际情况选定);
V——盾构施工引起的空隙(m3);
V=π(D2-d2)L/4
式中:D——盾构切削土体直径:3.201m;
d——管片外径:2.94m;
L——管片宽度:1.0m;
V=π(3.2012-2.942)1.0/4=1.256m3
则:Q=1.507~1.884m3/环
二次注浆量:根据地质情况及注浆记录情况,分析注浆效果,结合监测情况,由注浆压力控制二次注浆量。
(3)注浆时间及速度。
根据盾构机推进速度,以每循环达到总注浆量而均匀注入,盾构机推进开始注浆开始,推进完毕注浆结束。
(4)注浆顺序。
同步注浆同时对盾尾预置的注浆孔进行压注,在每个注浆孔出口设置分压器,以便对各注浆孔的注浆压力和注浆量进行检测与控制,从而实现对管片背后的对称均匀压注。
补强注浆应先压注可能存在大的空隙一侧。
2.2.6 注浆工艺流程
注浆工艺是实现注浆目的,保证地面
建筑、盾尾密封及衬砌管片安全的重要环节,因此必须严格控制,并依据地层特点及监控时量测结果及时调整各种参数,确保注浆质量和安全,做到万无一失,详见图2注浆工艺流程图。
2.3 跟踪注浆
同时在盾构通过过程中,采用跟踪注浆对防洪堤地基进行加固,加固方案详见图3。盾构通过后,根据沉降情况及时注浆,直至大堤处于稳定状态。
3 质量保证措施
针对大堤的地质地层变形特征和盾构穿越隧道埋深条件,以及对施工引起的地层变形及其对建筑物影响的初步分析预测,采取如下质量保证措施:
(1)采用泥水加压和“D”模式操作盾构机的同时b加强长江大堤的变形监测分析和地表隆陷监测反馈指导施工;严格控制盾构机的工况选择、转换和操作控制,同步注浆充填环形间隙,必要时,根据地表监测情况,及时作好二次补强注浆,对隧道周边地层进行加固,减少地层损失,控制地表隆陷;
(2)以量测结果为基础,对施工前和施工初期施工引起的地层沉降及其对大堤的影响进行精确预测;
(3)严格控制盾构机的工况和操作参数减少地层损失,同步注浆填充环形间隙,减少地层变形;使管片衬砌尽早支承地层以控制围岩松弛和塑性区的扩大;
(4)对地表沉降和大堤变形进行严密监测,并及时分析反馈。同时利用实测数据进一步修正完善地表沉降和大堤变形的预测结果,作出早期预警并制订应急措施;
(5)必要时,可在地表预先对盾构施工影响范围内的长江防洪大堤注浆加固。