盾构袖阀管用以盾构隧道现场作业中密实管片与软岩之间的缝隙,具备控制地层沉降、支撑管片、防水防渗的功效。盾构袖阀管使用方法及现场作业要点:
1、现场作业前准备
1. 准备成品材料及设备
袖阀管:根据设计挑选钢管袖阀管(耐高压,用以髙压地层)或PVC管袖阀管(成本低,用以一般地层),管路一般为Φ厚度42~50mm≥厚度预设注浆孔(孔径3mm)Φ3~8mm,间距50~100mm)。
注浆设备:注浆泵(压力0.5~1.5)MPa)、储浆桶、搅拌器、压力表、流量计。
配套工具:管钳、扳子、硅胶密封圈、快硬水泥(用以封堵管口)。
2. 袖阀管拼装(同一灌浆)
安装方法:在盾构机尾端管片拼装区,提前在管片预埋注浆孔内安装袖阀管(每环管片一般设6~8个注浆孔,腋角一致)。
固定方法:用橡胶密封圈密封袖阀管与管片之间的缝隙,避免跑浆;袖阀管的外露部分(约50~100mm)应临时固定在盾构机尾支架上,避免开挖时挪动。
二、同步进行注浆施工(盾构开挖)
1. 灌浆机遇
在盾构开挖环节中,管片组装后立即开始灌浆(与开挖速度同样),保证浆体马上密实管片与软岩间的环状空隙(空隙总总宽一般为100~150mm)。
2. 操纵灌浆参数
注浆压力:维持0.1~0.3MPa(依据地层调节:软土层≤0.2MPa,砂层≤0.3MPa,硬岩层≤0.5MPa),避免过压造成管片变形或地面凸起。
灌浆量:按理论间隙体积的130%~150%操作(理论间隙体积=环形空隙总宽×管片孔径×开挖长短),实时监测灌浆压力和流量(假如压力忽然升高或流量突然下降,查验管路是否堵塞或地层泄露)。
浆体类型:惰性浆体(膨润土 煤灰):适用沉降操作要求低地层,成本低,流动性好,但强度低(后期强度低)<1MPa)。
活力浆体(水泥 煤灰):适用富水砂层或软粘土层,早期强度高(2h)≥0.3MPa),后期强度可达5~10MPa。
3. 灌浆操作步骤
1. 运作注浆泵:将混和一致的浆体引进储浆桶,运作注浆泵,慢慢开启闸阀,逐渐灌浆。
2. 观查压力和流量:依据压力表和流量计实时检测灌浆参数,假如压力超出设定值(如0.3)MPa),必须减少灌浆速度或暂停灌浆,查验管路是否堵塞。
3. 按段灌浆:各环管片灌浆应擦抹全部灌浆孔(通常从隧道拱顶慢慢灌浆,顺时针或相反方向),避免单孔灌浆过多导致管片误差。
三、二次注浆现场作业(盾构成功后填)
1. 灌浆机遇
盾构成功后24~48小时内开展(避免地层空隙变型密实),依据管片预埋注浆孔调节空隙,提升压实度。
2. 灌浆成品材料类型
双液浆(水泥-硅酸钠):适用髙压地层或应急防潮,凝结快(30s~5min)、早期强度高(1h≥0.5MPa)。
单液高强浆(改性水泥基):适用一般地层,流动性好(塌落度好)≥200mm)、后期强度高(28d)≥15MPa)。
3. 灌浆操作步骤
1. 打孔定位:用地质雷达或超音波探测仪鉴别空隙地区,在管片表层鉴别添充部位,应用裸钻钻头(Φ42~50mm开洞至原始支护表层(深层)≤100mm)。
2. 插进袖阀管:将PVC或钢管袖阀管插进孔里,立管与管片表层对齐,用快硬水泥封堵管周空隙(避免跑浆)。
3. 灌浆参数控制:
双液浆:水泥浆与硅酸钠体积比11:1~1:0.8注浆压力0.3~0.5MPa,干固时间控制在30s~2min(依据地层调节)。
单浆:水灰比0.4~0.5,注浆压力0.2~0.4MPa,灌浆量以邻近灌浆孔溢浆为停止规范。
四、质量控制与验收标准
1. 现场作业质量检验
灌浆压力检测:马上纪录压力数据,保证压力维持在规划范围内(避免管片过压毁坏)。
灌浆量统计:灌浆量与实际需要量按理论计算。<80%的测量值,需要检查开洞位置或袖阀管是否堵塞。
浆体配合比检验:每次班次最少抽样检测2次浆体配合比(如水泥:煤灰=1):0.5、水灰比0.4~0.5),保证满足条件的标准。
2. 效用验收
雷达复测:灌浆后24小时,用地质雷达扫描间隙地区,查验压实度(雷达波反射修复)。
漏水实验:灌浆后对防水要求高的工程(如地铁隧道)开展淋水试验,查验衬砌表面是否有漏水(合格标准:无可见漏水)。
管片里的调量检验:同时灌浆后,管片里的调量必须≤5mm(避免管片因注浆压力太大而偏位)。
5、操作要点
1. 袖阀管维护:盾构发掘时,避免袖阀管被刀盘或盾体刮伤毁坏。一旦发现毁坏,应立即拆装和更换。
2. 浆体贮存:水泥和煤灰应防潮贮存,膨润土应防止湿冷结团;双液浆水泥浆应与硅酸钠分离贮存(临用前混和)。
3. 维护:灌浆操作人员应佩戴护目镜和手套,避免沙浆溅入眼睛或接触皮肤(水泥浆碱性物质性好,可能灼伤肌肤)。
4. 要求:废浆应集中收集解决(避免污染土壤或地下水直接排放),膨润土砂浆固化后可运送填埋。
:盾构袖阀管的应用应严格按照“同一灌浆、二次灌浆协助”的原则,精确操纵灌浆压力、流量和成品材料配合比,完成空隙密实、地层平稳、防潮防渗综合目标。规范现场作业可显著减少地面坍塌,提升隧道的长期特点维护,尤其适用于软土、砂层等敏感地层。
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