超大直径盾构隧道同步双液注浆原位试验研究

为探明水泥-水玻璃双液浆在超大直径盾构隧道工程中的浆液特性、扩散形态及注浆填充效果，在北京东六环京哈高速—潞苑北大街区段盾构隧道工程负环段进行同步双液注浆原位试验，通过在负环管片上安装钢套筒的方式形成盾尾注浆间隙，并采用土压力和孔隙水压力传感器检测同步双液注浆过程中盾尾间隙内压力的分布及变化情况，探明双液浆的胶凝特性及初步扩散形态。注浆完成后，通过现场取样和三维激光扫描的方式揭示双液浆的物理力学性能和注浆填充效果。研究结果表明： 1）在同步双液注浆过程中，双液浆浆液压力整体呈“单峰”式曲线变化，即注浆开始后传感器量值随浆液注入快速增加，在注浆停止后传感器量值迅速下降，然后缓慢下降，最后稳定至一定量值； 2）由于原位试验过程中室外温度变化大、湿度低，并且存在混合不均及双液浆产物不稳定的问题，现场取样测得的抗压强度略低于室内试验所测得的抗压强度； 3）由三维激光扫描结果可知，适当调整注浆参数后双液浆能够很好地填充盾尾间隙，注浆圈无明显缺陷。     

下穿黄河盾构隧道“结构-壁后注浆-土体”结合部渗流研究

盾构隧道结构与土体间存在"衬砌结构-壁后注浆-土体"结合部,黄河下游"悬河"段河水水位高于两岸地表,修建于"悬河"下的盾构隧道"结构-壁后注浆-土体"结合部是否会形成渗流通道,使黄河水体涌入两岸从而影响两岸安全,是穿黄盾构隧道工程与其他穿越江河盾构隧道工程的最大不同之处,也是关系到工程建设是否可行的关键问题。对盾构隧道结构-壁后注浆-土体结合部进行理论简化和数值计算,并模拟了不同工况条件下沿结合部渗入两端的的渗流量,结果表明:壁后注浆对于减小结合部渗流具有重要作用,盾尾间隙厚度对渗流安全影响较小;随着壁后注浆体渗透系数减小,两端涌水量显著减少;盾尾间隙的减小对于降低两端渗流量作用不大。据此提出相应的工程建议:为防止"衬砌结构-壁后注浆-土体"结合部渗流通道形成,衬砌设计中增设注浆孔,施工时适当增大注浆量及注浆压力,防止无注浆空隙的产生,降低壁后注浆体渗透系数是首选措施;通过控制盾构掘进姿态、减少超挖,从而减小盾尾间隙厚度可作为辅助施工措施;施工过程中在隧道内进行壁后注浆开孔检漏试验并根据试验结果进行补充注浆可作为结合部渗流安全的检验、补充措施。     

新型单液浆在地铁隧道施工中的应用及适应性分析

在上海上中路越江隧道工程中开发出了一种新型抗剪型同步注浆单液浆材料。该新型单液浆具有大比重、低稠度、高抗剪的特点。采用该种新型单液浆在上中路隧道、上海长江隧道等超大直径盾构隧道的施工过程中,对于控制周围土体变形及隧道的稳定起到了十分显著的效果。该文对该种新型单液浆在上海地铁隧道盾构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。     

隧道强透水砂砾地层袖阀管地表注浆加固工艺研究

针对马鞍梁隧道洞身砂砾层具有强渗透、弱胶结、水力联系发育的特点,基于袖阀管注浆加固技术,提出约束-发散型注浆模式并采用硫铝酸盐单液浆与水泥-水玻璃双液浆混合、周边孔与中心孔分次、分段落注浆的试验方案,开展袖阀管注浆加固工艺试验研究及应用。超前水平钻探孔及岩芯取样效果表明:以地层加固为主的后退式袖阀管分段地表垂直注浆加固,有效地提高了隧道洞身地层的整体性、稳定性和均一性。     

盾构隧道同步注浆新型双液注浆材料的研究与应用

盾构隧道的上浮易导致隧道管片错台、破损、渗漏和隧道超限等问题,进而影响到地铁隧道的验收与运营。通过分析管片上浮的主要原因,提出改进同步注浆设备,并在盾尾处采用常规同步浆液与聚丙烯酰胺水溶液(双液浆)相混合注入管片与开挖面之间的空隙。通过实验分析得出,注入空隙处的双液浆短时间内增稠,浆液成为塑性体,使管片的浮力降低许多,抗水分散性明显提高。通过实际应用,此种新型双液浆有效地填充了管片与开挖面之间的间隙,使隧道上浮量明显降低,提高了成型隧道的质量,解决了盾构隧道上浮的难题。     

寒区隧道浅埋富水区深孔注浆堵水加固工艺研究

目前,对于青藏高原地区海拔4 000 m以上寒区长大公路隧道在浅埋富水区注浆堵水工艺的研究国内还尚未见相关报导。针对珠角拉山隧道出口段强-全风化泥质砂岩地层具有强渗透性、弱胶结性和地下水发育的特点,基于袖阀管深孔注浆堵水技术,采用"先约束后发散"型注浆模式,应用水泥-水玻璃双液浆和硫铝酸盐单液浆2种浆液相互配合、周边约束孔和内部挤密孔分批次、分阶段试验注浆方案,对洞口段底层地下水封堵进行试验研究。试验结果表明:以地层堵水加固为主的分段式袖阀管深孔注浆可有效封堵隧道洞身范围内地层的地下水通道,控制隧道掌子面渗漏水,提高围岩的整体稳定性。     

盾构隧道壁后注浆中“定时浆”试验研究

我国盾构隧道广泛使用凝结时间较长的单液浆，但由于注入后不能及时凝结常常引发管片上浮、浆液流失等工程问题。针对这些问题提出“定时浆”的概念。通过在单液硬性浆中添加氯化铝溶液与水玻璃，基于浆液的胶结时间、流动度、28 d强度等指标研究了“定时浆”的配方。结果表明： 1）通过先加入氯化铝溶液再加入水玻璃的方法，可以实现浆液“定时”凝结； 2）在硬性浆中掺加0.50%~0.75%的氯化铝溶液、1.00%~1.25%的水玻璃，可以达到良好的定时效果； 3）通过简单的注浆设备改造可以形成“双液单注”的定时注浆工艺。     

DZ100系列注浆泵的研制

为了摆脱国外对隧道盾构施工同步注浆工艺中使用的液压泵的技术垄断,为市场提供质优价廉的注浆泵,黑旋风工程机械开发有限公司通过长期分析研究国内外多种同类产品的优缺点后,针对盾构同步注浆的工艺特点,结合试验机型多年成功应用后积累的丰富经验,运用机械、液压、电器、信息传感与通信等多学科技术,采用自动润滑的双缸双作用双泵头的柱塞结构,利用电液比例和PLC控制,用流量和压力传感器及人机界面作信息采集和处理的工具,研制出了具有自我知识产权的DZ100系列盾尾注浆泵。通过模拟工况试验,其性能完全满足盾构施工同步注浆工艺的需要,同时具有进口泵所不具备的可双液注浆、连续注浆、劈裂注浆、无堵塞注浆等性能特点。     

盾构管片壁后新型同步双液浆开发及工程应用

针对盾构施工中管片易发生上浮、错台等不良现象，通过室内试验对促强干粉（A料）、液体激发剂（B料）不同掺比的同步双液浆进行物理特性测定，并基于此开发出一种新型可调节初凝时间的同步双液浆。研究结果表明： 1）合理调配A料、B料掺比，同步双液浆的初凝时间可控制在30~60 min； 2）新型双液浆的初凝时间、流动度主要由B料控制，随着B料掺比的增加，初凝时间、流动度显著减小，当B料掺比大于3%后趋于稳定； 3）新型双液浆结石体强度由A料、B料共同控制，当A料、B料掺比分别为1.5%、3.5%时，结石体强度基本达到最大值； 4）A料与B料的最优掺比分别为1.5%~3.71%、1%~2.2%。在广州市中心城区地下综合管廊工程采用该新型同步双液浆，管片拼装质量得到了大幅提高，表明开发的新型双液浆具有良好的充填性与泵送性，克服了单液浆和传统双液浆在全断面围岩地层同步注浆的施工难题。     

通车条件下路基加固的水泥-水玻璃注浆参数研究

路基注浆既要满足注浆量要求又要使浆液尽快形成强度而满足通车条件，为此，引入水泥－水玻璃双液浆理论解决上述问题。通过调节水泥－水玻璃浆液配比及注浆工艺，保证注浆量和浆液扩散半径，将每根袖阀管分4段注浆，下面3段注纯水泥浆，最上面靠近地表段注10 %的双液浆，确保靠近地表处的浆液在交通解封时尽快形成强度。检测结果表明，路基注浆加固效果良好。调整后的注浆方案既保证了注浆量、浆液扩散半径，又保证了浆体在较短时间内形成强度，满足交通及时解封条件。     

考虑黏度时效性与空间效应的C-S双液浆盾构隧道管片注浆机理分析

在假定C-S双液浆符合宾汉姆流体的基础上,考虑双液浆黏度时变性与空间效应,并认为盾构隧道管片注浆符合球形渗透模型,通过平衡方程与Dupuit-Forchheimer公式,对宾汉姆流体壁后注浆渗透扩散规律进行理论分析,得到C-S双液浆扩散半径计算公式以及管片受力计算公式。通过具体实例分析了注浆压力、注浆管内浆液流速以及C-S双液浆黏度参数A与参数Y对浆液扩散半径及管片受力的作用,对比了不同注浆参数对注浆效果的影响。结果表明:浆液扩散半径随注浆压力与注浆管内浆液流速的增大而增大,随黏度参数A与参数Y增大而减小,其中注浆压力与参数Y对浆液扩散影响较大,注浆管内浆液流速与参数A对浆液扩散影响较小;管片受力随注浆压力与注浆管内浆液流速增大而增大,但注浆压力的影响效果不断增大而后趋于稳定,注浆管内浆液流速的影响效果不断减弱而后趋于稳定;管片受力随参数A与参数Y增大而减小,其中参数A对管片受力的影响呈负线性关系,影响效果较弱,参数Y对管片受力的影响呈现"三段式"变化——缓慢减小阶段、加速减小阶段以及快速减小阶段,影响效果明显。     

小净距重叠盾构近距离侧穿运营隧道施工技术研究

小净距重叠盾构近距离侧穿运营隧道施工技术要求高,需要确保运营隧道、成型隧道、周边建（构）筑物的安全。合理可行的施工方案能有效减小施工沉降,降低施工风险。针对昆明地铁首期工程市政通道配套施工项目,在施工中,采用同步注双液浆、渣土改良、成型隧道临时支撑、洞内管片注浆及试掘进段施工参数研究,在昆明火车站站—环城南路站区间实施小净距重叠盾构近距离侧穿运营隧道施工技术方案,顺利地完成了施工任务。     

狮子洋隧道同步注浆与二次注浆技术

狮子洋隧道为全断面穿越基岩地层的大直径盾构隧道,在基岩地层施工过程中发现的同步注浆浆液流失的问题不同于一般软土盾构隧道,同步注浆浆液需改善其抗水分散性。通过在浆液中掺水溶性的有机絮凝剂的方式调制抗水分散同步注浆浆液,并采取同步注浆与适当的二次注浆相结合的注浆方式保证壁后填充效果。施工后采用探地雷达对全盾构隧道壁后注浆层进行检测,以确保盾构结构安全稳定。     

盾构隧道壁后注浆步进频率式雷达开发与现场测试

针对盾构隧道壁后注浆检测需求,通过对比分析时域雷达和步进频率式雷达的优劣,开发了步进频率式天线及雷达系统。通过开展天线设计及测试,并结合现场试验对天线的检测频带和后处理方式进行了探索。认为天线检测频带在300～900MHz有利于壁后注浆的检测,同时后期处理采用去除背景及直达波消除有助于提升壁后注浆体的识别。     

单液活性同步注浆浆液的配合比试验

系统地研究各同步注浆材料对单液活性浆液性能的影响规律,探讨水胶比、胶砂比、膨水比、粉灰比对单液活性同步注浆浆液性能的影响,根据研究结果针对不同的地质条件对浆液性能的不同要求,提出同步注浆浆液配比的优化方向,为越来越广泛的盾构隧道同步注浆施工提供借鉴作用。     

盾构隧道壁后注浆试验的研究现状与发展

针对盾构隧道壁后注浆室内试验装置设计及相关测试的问题,总结了目前国内外已开展的壁后注浆室内试验装置的主要特征以及所进行的相关测试。根据室内试验的研究对象将其分为整体模型试验、局部模型试验。整体模型试验以实际工程为原型,通过模拟盾构施工过程,分析壁后注浆对管片和地层的受力、变形的影响以及浆液的扩散特征。局部模型试验以隧道周边局部地层为原型,通过建立盾尾间隙、注浆体、地层土体三元素的浆液扩散试验装置,研究注浆体压力消散、固结的机理。通过总结壁后注浆室内模型试验,为其今后研究工作的开展提供参考。     

盾构隧道小距离下穿既有建筑的土体加固技术

隧道穿越既有结构物的工程是隧道工程的一个关键环节。基于某盾构隧道工程小距离下穿既有建筑土体加固施工为工程实例,详细阐述了隧道小距离下穿居民楼土体加固方案设计与施工。施工实践表明,本文结合地层特点与施工工况针对性选用二重管无收缩双液注浆工法以扩散式倾斜钻杆回抽注浆法对隧道土体进行注浆加固处理达到了很好的加固效果,满足了盾构隧道施工要求与建筑沉降控制要求,值得为同类工程借鉴。     

富水圆砾卵石层袖阀管注浆加固技术研究

南宁地铁1号线火车站站地质比较复杂,圆砾和卵石层富水、强透水,地下水位距地表6 m左右。为了确保地连墙施工过程中建筑物的安全,采用袖阀管注浆对地层进行加固。通过注浆试验对单液浆、双液浆及复合型浆液进行效果对比分析。结果证明采用复合型浆液取得了很好的注浆加固效果,可形成较好的胶结体。在地连墙施工过程中,建筑物最大累计沉降量未超过3 mm,确保了建筑物的安全。     

天津地铁6号线西青道站-南运河站区间盾构到达接收措施失效处理实例

为解决盾构出洞接收时洞门漏水、漏浆影响盾构正常出洞的问题,以天津地铁6号线西青道站-南运河站区间盾构出洞施工中洞门漏水为例,通过采取明洞填充、隧道内注浆、盾壳开孔对洞门主体结构注聚氨酯、洞门冻结等应急措施确保了盾构顺利出洞。工程实践证明,以上方法对封堵泄漏水路溶腔等十分有效。     

白云驿隧道涌水处治措施研究

隧道涌水是影响隧道安全的重要因素,为分析在建隧道涌水特点及原因,提出相应的治理措施,本文依托在建白云驿公路隧道工程,研究隧道涌水的基本特征、形成条件和成因机制;采用数值模拟分析隧道涌水对围岩位移的影响;结合现场涌水量观测数据,对比分析两类数据,针对隧道建设过程中的涌水问题,提出"以排为主,排堵结合"的处治方案;结合隧道的涌水特征采用"水泥-水玻璃"双液浆进行注浆设计,通过注浆处治前后隧道涌水量的对比,评价了双液注浆效果。研究结果可为类似条件下隧道施工中的涌水处理提供参考。