單護盾硬巖掘進機tbm管片安裝后背后豆礫石吹填注漿施工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于一種城市軌道交通、地鐵隧道施工方法，特別涉及一種單護盾硬巖掘進機TBM管片安裝后背后豆礫石吹填注漿施工方法。
【背景技術】
[0002]據調查，國內外城市軌道交通隧道掘進機施工，絕大多數采用盾構機施工，且管片背后采用同步注水泥砂漿的方式回填管片與開挖洞壁之間的間隙，這種方法存在返漿、卡盾、管片上浮、堵管、收縮率較大形成空洞等諸多質量通病，且尚無有效的克服手段。重慶軌道交通六號線二期銅鑼山隧道圍巖以砂質泥巖、砂巖為主，采用管片襯砌形式，如何避免城市軌道交通單護盾掘進機硬質圍巖條件下管片背后回填注漿存在的返漿、堵管、卡盾等施工難題以及管片上浮、錯臺、空洞等質量通病，已成為一項重要研究課題。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種城市軌道交通單護盾硬巖掘進機TBM管片安裝后背后豆礫石吹填注漿施工方法，該方法使用豆礫石吹填和注水泥凈漿代替單純的注水泥砂漿，使管片在安裝后不會出現上浮、下沉和錯臺現象，同時避免了堵管和返漿等一系列質量通病。
[0004]如上構思，本發明的技術方案是:一種單護盾硬巖掘進機TBM管片安裝后背后豆礫石吹填注漿施工方法，其特征在于:包括下列步驟:
[0005]①在管片上預留豆礫石吹填和注漿孔；
[0006]②在管片底拱吹填豆礫石，同時對底拱灌注水泥漿；
[0007]③對管片兩側、頂部進行豆礫石吹填，同時對管片兩側、頂部灌注水泥漿；
[0008]④封堵灌漿孔；
[0009]⑤質量檢驗。
[0010]上述管片底拱90°范圍進行豆礫石吹填和同步水泥漿灌注。
[0011]上述步驟③中管片灌注水泥漿的順序依次為兩側拱下部、兩側拱中部、兩側拱上部，和拱頂注漿。
[0012]上述水泥漿的配置比例是:水:水泥=0.6:1。
[0013]本發明在管片背后先吹填豆礫石，底部注水泥凈漿，隨后在兩側及拱頂注水泥凈漿，從而使管片在安裝后不會出現上浮、下沉和錯臺現象，另外，使用用豆礫石吹填和注水泥凈漿代替單純的注水泥砂漿，避免了堵管和返漿等一系列質量通病。
【附圖說明】
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[0014]圖1是管片上預留豆礫石吹填和注漿孔示意圖；
[0015]圖2是本發明注漿示意圖。【具體實施方式】:
[0016]一種采用單護盾硬巖掘進機TBM管片安裝后背后豆礫石吹填注漿施工方法，包括下列步驟:
[0017]1、對進場的水泥、豆礫石、砂等材料做好計量驗收、指標檢測工作。施工試驗配合比必須進行前期試驗，按監理工程師批準的施工配合比進行施工。
[0018]2、對豆礫石吹填灌漿設備、臺架等進行性能試驗，尤其是空壓機和豆礫石噴射機要進行風壓、風量測試，以滿足豆礫石吹填能力；灌漿栗要進行壓水試驗，檢查儀表狀態是否正常；高速制漿機的自動控制系統定量加水泥、加水的準確程度要進行驗證。
[0019]3、在管片上預留豆礫石吹填和注漿孔；(如圖1所示)
[0020]4、起始環吹填(豆礫石、水泥漿):起始環吹填是豆礫石吹填灌漿的基礎，根據現場施工實際情況，當預制管片襯砌第一環露出盾尾時，從第一環O孔位進行管片底拱豆礫石吹填(量控為主，壓力控制為輔)，并同時對底拱進行水泥漿的回填。掘進3-5環后，對管片兩側及拱頂進行豆礫石吹填。
[0021]豆礫石吹填是在起始環吹填(豆礫石、水泥漿)的基礎上進行，在管片脫離護盾后立即進行，管片外側與圍巖之間的空腔應充填密實，豆礫石底拱吹填堅持“脫離護盾一環就必須吹填一環”的原則進行。將豆礫石運輸罐車與豆礫石噴射機上料系統聯接，打開放料閥使豆礫石放入皮帶機的上料口，啟動皮帶機將豆礫石輸送到豆礫石噴射機上方料斗，通過控制料斗下方的放料閥門，將豆礫石均勻輸送到豆礫石噴射機接料口，在放料的同時啟動豆礫石噴射機，這時豆礫石有序的分配到豆礫石噴射機內各料腔，通過壓縮空氣豆礫石經管道壓送到噴頭至管片外側與圍巖之間的空腔中。
[0022]5、回填注漿參數的確定。根據設計文件及技術規范要求，確定的每環理論灌漿量及注漿參數如下:擴散方式:滲透；注漿壓力:0.2?0.3MPa ;每環管片理論灌漿量:2.02m3;漿液基準配比:水:水泥=0.6:1。
[0023]6、回填灌漿施工。
[0024]①施工準備。管片安裝之后，對管片接縫進行勾縫處理，對不進行注漿作業的灌注孔用止漿塞進行封閉，以防止漏漿。注漿之前，檢查攪拌機、注漿機和注漿管。清理需要注漿的孔，安裝注漿管等準備工作。
[0025]②漿液拌制。灌漿使用P.0.42.5R硅酸鹽散裝水泥。水泥漿液必須攪拌均勻，攪拌時間不少于3min，從開始制備至使用完時間宜小于2?4h。
[0026]③灌漿作業。
[0027]④底拱水泥漿的灌注。管片露出盾尾即進行底拱水泥漿灌注。底拱水)泥漿灌注是用水泥漿栗將水泥漿壓送經管道到底拱回填部位。機械手要做到水泥漿進料與水泥漿栗聯動，同時要和灌漿工密切配合，機械手在灌漿工的指令下，啟動水泥漿栗O孔位進行壓灌，量控為主，壓力控制為輔，灌注完畢抹灰工用封孔砂漿及時把灌漿孔封堵。
[0028]⑤兩側拱下部灌漿。由灌漿工分別將注漿塞安裝到第I環(機器尾部后面50m范圍內)兩側拱下部的2孔位一2’孔位，同時依次安裝第5環、第9環。。。。。。2-2’(觀察、串漿、注漿)孔位的注漿塞。機械手打開高速制漿的放料閥，將攪拌均勻的漿液放入儲漿罐，機械手在灌漿工通過對講機指令下，機械手分別啟動注漿栗開始灌注，在灌注過程中灌漿工要嚴密觀察串漿情況，發現依次第5環、第9環。。。。。。的2-2’孔位有比較混濁水泥漿液漏出時將注漿塞閥門關閉。注漿壓力一般為1.1?1.2倍的靜止土壓，施工中根據地層特性進行調整。通常情況下控制在0.3-0.6MPa，達到壓力要求后恒壓5分鐘漿液不再進入時停止灌注，同時關閉注漿塞閥門，視該孔灌注結束。灌漿工取下灌漿管接頭分別接到第5環、第9環。。。。。。的2—2’孔位的注漿塞上，依次向前灌注到TBM 10#臺車為止，(大約灌漿水平距離50m)的2-2’孔位有比較混濁的水泥漿液漏出時停止2-2’孔位的灌注，完成兩側拱下部的水泥漿灌注。詳見注漿示意圖圖2。
[0029]⑥兩側拱中部灌漿。由灌漿工分別將注漿塞安裝到第I環兩側拱上部的3孔位和3’孔位，同時依次安裝第5環、第9環。。。。。。3— 3’(觀察、串漿、注漿)孔位的注漿塞。機械手打開高速制漿的放料閥，將攪拌均勻的漿液放入儲漿罐，機械手在灌漿工通過對講機指令下，機械手分別啟動注漿栗開始灌注，在灌注過程中灌漿工要嚴密觀察串漿情況，發現依次第5環、第9環。。。。。。的3—3’孔位有比較混濁的水泥漿液漏出時將注漿塞閥門關閉。注漿壓力一般為1.1?1.2倍的靜止土壓，施工中根據地層特性進行調整。通常情況下控制在0.3-0.6MPa，達到壓力要求后恒壓5分鐘漿液不再進入時停止灌注，同時關閉注漿塞上的閥門，視該孔灌注結束。灌漿工取下灌漿管接頭分別接到第5環、第9環。。。。。。的3—3’孔位的注漿塞上，依次向前灌注到距TBM后部10#拖車的斜坡段1m處(大約灌漿水平距離40m)的3—3’孔位有比較混濁的水泥漿液漏出時停止3—3’孔位的灌注，完成兩側拱上部的水泥漿灌注。
[0030]⑦兩側拱上部灌漿。由灌漿工分別將注漿塞安裝到第I環兩側拱上部的4孔位和4’孔位，同時依次安裝第7環、第13環。。。。。。4一 4’(觀察、串漿、注漿)孔位的注漿塞。機械手打開高速制漿的放料閥，將攪拌均勻的漿液放入儲漿罐，機械手在灌漿工通過對講機指令下，機械手分別啟動注漿栗開始灌注，在灌注過程中灌漿工要嚴密觀察串漿情況，發現依次第7環、第13環。。。。。。的4一4’孔位有比較混濁的水泥漿液漏出時將注漿塞閥門關閉。注漿壓力一般為1.1?1.2倍的靜止土壓，施工中根據地層特性進行調整。通常情況下控制在0.3-0.6MPa，達到壓力要求后恒壓5分鐘漿液不再進入時停止灌注，同時關閉注漿塞上的閥門，視該孔灌注結束。灌漿工取下灌漿管接頭分別接到第7環、第13環。。。。。。的4一4’孔位的注漿塞上，依次向前灌注到距TBM后部10#拖車的斜坡段20m處(大約灌漿水平距離30m)的4一4’孔位有比較混濁的水泥漿液漏出時停止4一4’孔位的灌注，完成兩側拱上部的水泥漿灌注。
[0031]⑧頂拱中心灌漿。頂拱中心灌漿是單機工作，由灌漿工將注漿塞安裝到第I環頂拱中心5孔位，同時依次安裝第7環、第13環。。。。。。5 (觀察、串漿、注漿)孔為的注漿塞。機械手打開高速制漿的放料閥，將攪拌均勻的漿液放入儲漿罐，在灌漿工通過對講機指令機械手啟動注漿栗單機工作開始灌注，在灌注過程中灌漿工要嚴密監視灌漿壓力和串漿情況，發現依次第7環、第13環。。。。。。。的5孔位有比較混濁水泥漿液漏出時，將注漿塞閥門及時關閉。注漿壓力一般為1.1?1.2倍的靜止土壓，施工中根據地層特性進行調整。通常情況下控制在0.3-0.6MPa，達到壓力要求后恒壓5分鐘漿液不再進入時停止灌注，同時關閉注漿塞上的閥門，視該孔灌注結束。灌漿工取下灌漿管接到第7環、第13環。。。。。。的5孔位的注漿塞上，依次向前灌注到距TBM后部10#拖車30m處(大約灌漿水平距離20m)的5孔位有比較混濁的水泥漿液漏出時停止5孔位的灌注，完成頂拱中心區的水泥漿灌注。
[0032]⑨下一個施工循環依次按照梯度平行作業。
【主權項】
1.一種單護盾硬巖掘進機TBM管片安裝后背后豆礫石吹填注漿施工方法，其特征在于:包括下列步驟: ①在管片上預留豆礫石吹填和注漿孔； ②在管片底拱吹填豆礫石，同時對底拱灌注水泥漿； ③對管片兩側、頂部進行豆礫石吹填，同時對管片兩側、頂部灌注水泥漿； ④封堵灌漿孔； ⑤質量檢驗。2.根據權利要求1所述的單護盾硬巖掘進機TBM管片安裝后背后豆礫石吹填注漿施工方法，其特征在于:上述管片底拱90°范圍內進行豆礫石吹填和同步水泥漿灌注。3.根據權利要求1所述的單護盾硬巖掘進機TBM管片安裝后背后豆礫石吹填注漿施工方法，其特征在于:上述步驟③中管片灌注水泥漿的順序依次為兩側拱下部、兩側拱中部、兩側拱上部和拱頂注漿。4.根據權利要求1所述的單護盾硬巖掘進機TBM管片安裝后背后豆礫石吹填注漿施工方法，其特征在于:上述水泥漿的配置比例是:水:水泥=0.6:1。
【專利摘要】一種單護盾硬巖掘進機TBM管片安裝后背后豆礫石吹填注漿施工方法，包括下列步驟：①在管片上預留豆礫石吹填和注漿孔；②在管片底拱吹填豆礫石，同時對底拱灌注水泥漿；③對管片兩側、頂部進行豆礫石吹填，同時對管片兩側、頂部灌注水泥漿；④封堵灌漿孔；⑤質量檢驗。本發明使用豆礫石吹填和注水泥凈漿代替單純的注水泥砂漿，使管片在安裝后不會出現上浮、下沉和錯臺現象，同時避免了堵管和返漿等一系列質量通病。
【IPC分類】E21D11/10, E21D9/06
【公開號】CN105649650
【申請號】
【發明人】何良波, 郭惠川, 李建華, 王赟, 張湘濤
【申請人】中鐵十八局集團有限公司, 中鐵十八局集團隧道工程有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年12月3日