厚浆在盾构过矿山法隧道的应用.doc

厚浆在盾构过矿山法施工的应用 孙培鑫 （中天建设集团有限公司，广东广州，510000） [摘要]：以东莞地铁某盾构区间为工程背景，研究分析了厚浆在盾构过矿山法隧道同步注浆的应用。主要结论如下：（1）在施工过程中做好数据的收集，如注浆量；（2）在盾构掘进过程中，通过对比普通浆液注入效果分析后续管片成型质量；（3）对该种新型单液浆在盾构过矿山法隧道施工中的应用进行了叙述，并对该新型单液浆在地铁隧道施工中的适应性进行了分析。 [关键字]：盾构过矿山法隧道；同步注浆；厚浆引言 针对盾构过矿山法隧道施工对同步注浆浆液性能提出的要求，我公司引进国内先进的同步注浆单液浆理念，在盾构过矿山法隧道的工程应用中取得了十分显著的效果，工程施工中很好地控制了地表沉降变形，并且能尽快稳定隧道防止管片上浮。其使用的浆液材料特点为大比重、高抗剪、低稠度，引进坍落度和抗剪切屈服值作为衡量浆液性能指标的标准。与以往隧道施工中的同步注浆浆液不同，该浆液具有以下优点： （1）同步注浆全部原材料均为国产，来源广、无污染、且价格适中； （2）在泵送设备满足的条件下，浆液泵送性好，流动填充效果好； （3）浆液8h的屈服强度超过800Pa时，具有良好的抵抗周围土体变形及隧道上浮能力； （4）浆液为缓凝型可硬性浆液，使用时间长，30h内具备较好的泵送性； （5）浆液配比中含砂率高，稠度值低，施工中的注浆率较低； 浆液具有抗振动液化作用[1]。 与我国以往的盾构同步注浆浆液材料及施工工艺相比，从施工工艺、隧道的稳定性以及经济性来看，均显示出一定的优势，因此该浆液的研究成功， 具有较高的社会效益和经济效益[2]。 工程概况 地质条件 区间隧道主要穿行于6-6硬塑状砂质粘性土、10-1全风化混合片麻岩和10-2强风化混合片麻岩，局部通过6-5可塑状砂质 作者简介：孙培鑫，男，本科，工程师，中天城轨工程管理处技术主管 粘性土、10-3中风化混合片麻岩和10-4微风化混合片麻岩。对于6-5可塑状砂质粘性土、6-6砂质粘性土、10-1全风化混合片麻岩和10-2强风化混合片麻岩，采用盾构工法。对局部通过10-3中风化混合片麻岩和10-4微风化混合片麻岩突起段，采用矿山法开挖初支盾构空推拼装管片通过的方式施工。 断面设计 复合盾构机外径为6280mm，矿山法隧道的净空直径为6400mm的圆形断面（如图1所示），在隧道底部60°范围内，设置15cm厚C30混凝土弧形导台，盾构机在混凝土导台上拼装管片前进。管片与矿山法初支间的空隙，采用吹填豆砾石与注浆结合的工艺进行回填。 图1 盾构过矿山法隧道断面图 厚浆基本情况 性能要求 （1）良好的长期稳定性及流动性，适当的初凝时间，以适应盾构施工以及远距离输送的要求； （2）良好的充填性能； （3）在满足注浆施工的前提下，尽可能早地获得高于地层的早期强度； （4）在地下水环境中不易产生稀释现象，具备抗地下水稀释分散性能； （5）固结后体积收缩小，泌水率小；塌落度实验如图2所示； （6）原料来源丰富，经济，施工管理方便，并能满足施工自动化技术要求。 图2 厚浆塌落度试验 基准配合比 基准配合比如表1所示： 施工配合比表 表1 编号 砂 （kg) 粉煤灰 (kg) 膨润土 (kg) 石灰 (kg) 添加剂 (sk-6)(kg) 水 (kg) Ⅰ 1180 300 50 80 3 285 Ⅱ 800 400 50 100 3 340 原材料要求 原材料要求如表2所示： 材料性能表 表2 材料名称 性能要求 水泥 P.O42.5普通硅酸盐水泥 石灰 消石灰，氢氧化钙含量≧85%, 320目筛余量≦0.5% 粉煤灰 Ⅱ级或Ⅲ级，细度（0.045mm方孔筛筛余)不大于20～45% 细骨料 河砂，细度模数1.8～2.2，含泥量3% 膨润土 95%通过200目筛，膨胀18～30ml/g 水 天然水，PH=7,无味 添加剂 （1.06＋0.01,1.06-0.01)（20℃)，减水率20～30%，水化控制能力20H,水解度30% 浆液性能指标 浆液性能如表3所示： 浆液性能表 表3 性能指标 要求 渗透性 5×10-5cm/s 比重 1.80g/cm 塌落度 12～16cm 落度经时变化 ≧5cm(20H) 屈服强度 20H,800Pa 压力失水 20ml 泌水率 5% 分层度 2cm 可使用时间 20H 抗压强度 R70.15MPa;R281.0MPa 设备改造 （1）浆液在施工输送过程中，采用大流量、耐磨损的高效螺杆泵或挤压泵，满足正常盾构掘进速率下低稠度单液浆的输送效率； （2）盾构注浆系统中，采用一套S