适应类矩形盾构同步注浆工艺的浆液材料研究.pdf

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1、建材与节能!!!!适应类矩形盾构同步注浆工艺的浆液材料研究刘建军1黄德中2丁志诚2郑宜枫2黄俊2（1.宁波市轨道交通集团有限公司，宁波315101；2.上海隧道工程有限公司，上海200232）摘要：类矩形盾构的顶部和底部建筑空隙呈水平状，浆形；液注入的流淌性、充填率和均匀性都较圆形隧道不利。同时，（5）鉴于类矩形隧道结构受力差的特点，要求浆液材料在在大断面工况下，同步注浆易引起地表变形，进而引起隧道变3～10bar注浆压力条件下，形。本文针对类矩形盾构同步注浆施工特点，对同步注浆材料浆液介质的压力传导性需增强，避免局部点注浆压力应的性能指标进

2、行了分析与理论研究，并对浆液配比进行了设力集中导致结构失稳或变形；计与室内实验研究。3类矩形盾构同步注浆浆液性能指标分析与研究关键词：类矩形盾构；同步注浆；性能指标；室内实验类矩形盾构不同于传统圆形盾构，在施工过程中需要在基金项目：上海市科学技术委员会（编号：14DZ1207900）保证浆液工作性能指标的前提下，浆液应具备更加良好的流资助项目动填充性能，使得类矩形环空隙能够得到及时、均匀地填充；基金项目：宁波市重大科技攻关（NO.2015C110017）资助通过流体力学模拟软件，对不同浆液材料物理力学参数指标项目下类矩形盾构盾尾同步注浆的流体

3、运动规律及其填充模式、浆液充盈盾尾间歇时管片和周围土体的受力情况等进行模拟前言与分析研究，得出适应类矩形盾构建筑空隙均匀填充与管片盾构施工工法以其对周围环境影响小、成形质量高、安全受力稳定的浆液材料物理指标。流体力学软件模拟不同形态可靠、施工进度快、造价低等优点，成为城市隧道施工工法的浆液填充性能如下图3所示。首选。而盾构施工同步注浆技术又是盾构工法中必不可少的关键性辅助工序，是控制地面沉降和隧道稳定性的关键。盾构法隧道的同步注浆工艺是在盾构掘进的同时，通过注浆泵将具备一定工作性能和强度的浆液注入盾尾的管片环外间隙之中，达到填充管片环外空隙的

4、作用。1盾构施工进行同步注浆的目的1.1控制地面变形。由于盾构机刀盘的开挖直径大于管图3流体力学软件模拟不同形态浆液填充性能示意图片外径，管片拼装完毕并脱出盾尾后，与土体形成一个环形间通过流体力学模拟与比选分析研究，得出类矩形盾构同隙，简称盾尾间隙。盾尾间隙如果不及时得到填充，势必造成步注浆浆液性能指标设计值如下表1：地层变形，使相邻地表建筑物沉降或隧道本身偏移。同步注浆表1不同类型盾构同步注浆浆液性能指标设计值对比表的主要目的就是及时填充盾尾间隙，防止因盾尾间隙的存在导致地层发生较大变形。盾尾脱离管片后，土体与管片存在着间隙，此时如果同步注

5、浆浆液能够迅速填充空隙，可大大减少土层的移动，从而减少地表的变形。图1盾构同步注浆示意图1.2具备一定早期强度的浆液及时填充盾尾间隙，可确保管片衬砌施工期和后期的稳定性。盾构隧道是一种管片衬砌与周围土体共同作用的结构稳定的构造物，管片背面空隙均匀、密实的同步注浆浆液注入、充填是确保土体均匀作用的前提条件，保证隧道的稳定，防止上浮。1.3提高隧道的抗渗性。注入管片壁后的同步注浆浆液在后期凝结硬化后，浆液固结体自身具有一定的抗渗性能，可作为隧道的第一道止水防线，从而提高隧道抗渗性能。4类矩形盾构同步注浆浆液配合比设计与室内实验2类矩形盾构施工对同

6、步注浆要求基于表1中类矩形盾构同步注浆浆液性能指标设计值，类矩形盾构同步注浆施工示意图如下图2所示。通过配合比设计与室内实验，对类矩形盾构同步注浆材料配合比进行研究如下：4.1原材料比选研究传统同步注浆原材料包括砂、粉煤灰、膨润土、、石灰、水泥及外加剂。针对类矩形盾构法隧道同步注浆材料的研制，需在原有同步注浆原材料基础上，根据浆液设计性能指标进行同步注浆材料的改性研究，因此，应摸清拌浆所采用的各原材料特性及反应机理。4.1.1砂砂作为同步注浆材料中的重要组份，其主要作用为充当图2类矩形盾构同步注浆施工示意图粗骨料、填充的作用，对浆液的性能指标

7、影响重大，特别是砂类矩形盾构同步注浆施工对浆液材料的基本性能要求：颗粒级配的好坏对同步注浆浆料的和易性、密度、泌水率等指（1）良好的流动填充性能；标影响较大。细度模数低于1.5的粉细砂拌制的浆液容易沉（2）良好的长距离泵送性能；淀离析，泌水严重，在盾构施工过程的长距离运输过程中将极（3）长时间不离析、不凝固（可使用时间>20h）；易导致浆液的离散，并且浆液的屈服强度不高，达不到注入壁（4）良好的内摩擦性能及早期抗剪切屈服强度，利于控制后的使用效果；且由于粉细砂中的含泥量较高，拌浆所需水量隧道的上浮及周围土体变较大，而水灰比的增大不利于后期浆体

8、强度的增长；粉细砂拌!!"!建材与节能制浆液的泌水率高，后期强度较中细砂低，硬化浆体的后期收缩值也较大，此外浆液的抗渗性能随着细集料的细度模数的减小而降低，对抗渗性