富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法
【专利摘要】本发明公开了属于盾构工程【技术领域】的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法。盾构掘进前，对注浆系统和浆液性能进行检查。从浆液材料、注浆量、注浆压力、注浆顺序、注浆速率、注入率对同步注浆进行控制。当盾构姿态不良时，根据超挖时的注浆量对土层进行同步注浆。采用注浆压力和注浆量双指标对注浆质量进行评定。二次补浆则对浆液材料、补浆量、注浆压力、注浆时机进行控制。根据监测结果反馈情况，对同步注浆以及二次补浆做出动态的调整。本发明通过在富水软弱地层对同步注浆和二次补浆的控制，减小盾构穿越建筑物时对地表和建筑物的影响，达到微扰动控制效果。
【专利说明】富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法
【技术领域】
[0001]本发明属于盾构工程【技术领域】，特别涉及富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法。
【背景技术】
[0002]近年来，城市轨道交通发展迅速，修建地铁成为解决城市交通的一条有效途径，但同时也造成施工线路近距离穿越既有建筑物的不利工况大量出现，这要求既要确保建筑物的稳定，又要兼顾工程本身的安全和顺利。盾构在富水软弱地层掘进时，对盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法提出了更高的要求。
[0003]盾构工程具有隐蔽性，在地质复杂地段，盾构掘进存在许多风险。由于软土地层含水量高、孔隙比大、压缩性高、强度低、灵敏度高和易触变、流变的特性，地层自稳性能极差。盾构在软土层掘进时，地表沉降难以控制。在实际工程中，一般根据经验对地层进行注浆，容易增加施工风险。如何确保富水软弱地层盾构穿越建筑物的沉降控制问题，需要提出富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法。
【发明内容】
[0004]针对上述缺陷，本发明公开了一种富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0005](I)盾构掘进之前，准备注浆系统和配置浆液；
[0006](2)对注浆系统和浆液性能进行检查验收；
[0007]如果注浆系统功能安全，浆液性能良好进入步骤(3);否则，返回步骤(2)；
[0008](3)设定同步注浆参数与控制方式；
[0009](4)盾构掘进过程中进行同步注浆；
[0010](5)对同步注浆质量评定；
[0011]如果同步注浆质量合格进入步骤(6);否则，返回步骤(3)调整注浆参数与控制方式；
[0012](6)设定二次补浆参数与控制方式；
[0013](7)进行二次补浆；
[0014](8)根据监测结果反馈情况，对同步注浆以及二次补浆做出动态的调整。
[0015]步骤(3)中所述的同步注浆参数为浆液材料、注浆量、注浆压力、注浆顺序、注浆速率、注入率、超挖时的注浆量。
[0016]所述同步注浆浆液材料包括消石灰、粉煤灰、砂、膨润土和减水剂，按照重量份数比配比为 60:400:800:70:2。
[0017]所述同步注浆量为:粘性土层注浆控制量为4m3/环，砂性土层注浆控制量为
4.2m3/环，保证同步注浆浆液能更好地填充到盾尾空隙。
[0018]述同步注浆压力控制在0.25MPa?0.3MPa，防止浆液填充不充足以及盾尾漏浆。[0019]所述同步注浆顺序为先顶部后两侧，最后底部，防止管片上浮及偏移。
[0020]同步注浆速率与掘进速度相匹配，采用公式(I)计算同步注浆速率，为保证掘进安全，富水软弱地层的掘进速度控制在2~3cm/min，同步注浆速率控制在0.067~0.105m3/
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[0021]
【权利要求】
1.富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)盾构掘进之前，准备注浆系统和配置浆液； (2)对注浆系统和浆液性能进行检查验收； 如果注浆系统功能安全，浆液性能良好进入步骤(3);否则，返回步骤(2)； (3)设定同步注浆参数与控制方式； (4)盾构掘进过程中进行同步注浆； (5)对同步注浆质量评定； 如果同步注浆质量合格进入步骤(6);否则，返回步骤(3)调整注浆参数与控制方式； (6)设定二次补浆参数与控制方式； (7)进行二次补浆； (8)根据监测结果反馈情况，对同步注浆以及二次补浆做出动态的调整。
2.根据权利要求1所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，步骤(3)中所述的同步注浆参数为浆液材料、注浆量、注浆压力、注浆顺序、注浆速率、注入率、超挖时的注浆量。
3.根据权利要求2所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，所述同步注浆浆液材料包括消石灰、粉煤灰、砂、膨润土和减水剂，按照重量份数比配比为 60:400:800:70:2。
4.根据权利要求2所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，所述同步注浆量为:粘性土层注浆控制量为4m3/环，砂性土层注浆控制量为4.2m3/环，保证同步注浆浆液能更好地填充到盾尾空隙。
5.根据权利要求2所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，所述同步注浆压力控制在0.25MPa~0.3MPa，防止浆液填充不充足以及盾尾漏浆。
6.根据权利要求2所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，所述同步注浆顺序为先顶部后两侧，最后底部，防止管片上浮及偏移。
7.根据权利要求2所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，，其特征在于，所述同步注浆速率:
v = ^-/l^\ 0(d2 -d ) 其中，V为同步注浆速率； λ为注入率，粘土地层控制在220%，砂土地层控制在250% ； V0为盾构掘进速度； D为盾构开挖直径； d为管片外径； 同步注衆速率与盾构掘进速度相匹配，富水软弱地层的掘进速度控制在2~3cm/min,同步注浆速率控制在0.067~0.105m3/min，保证掘进安全。
8.根据权利要求2所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，所述同步注浆注入率为:粘性土层控制在220%，砂性土层控制在250%。
9.根据权利要求2所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，所述同步注浆超挖时的注浆量:V = ^ B/^1 + (Jm - n| +1" - qjjD - d2 ] 其中，V为超挖时的注浆量； B为一环管片的宽度； λ为注入率，粘土地层控制在220%，砂土地层控制在250% ； D为盾构开挖直径； m、η分别为盾首和盾尾的水平偏差值； P、q分别为盾首和盾尾的垂直偏差值。
10.根据权利要求1所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，步骤(5)中所述的同步注浆质量采取注浆量和注浆压力双指标控制，要求注浆压力达到设定值，注浆量达到设计值的90%。
11.根据权利要求1所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，步骤(6)中所述二次补浆参数为浆液材料、补浆量、注浆压力、注浆时机。
12.根据权利要求11所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，所述二次补浆浆液材料包括水泥、水玻璃，水玻璃用水稀释为1:3，水泥浆水灰比为1:1，水泥浆与水玻璃体积比为1:1。
13.根据权利要求11所 述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，所述二次补浆补浆量控制值为1.2m3/环。
14.根据权利要求11所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，所述二次注浆压力小于0.4MPa，防止管片K块螺栓被剪断。
15.根据权利要求11所述的富水软弱地层盾构穿越建筑物的微扰动注浆方法，其特征在于，所述二次补浆注浆时机为管片脱出盾尾5环开始实施，管片脱出盾尾7环内注完。
【文档编号】E21D11/10GK103510968SQ201310499563
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】袁大军, 董朝文, 蔡荣, 朱宁 申请人:北京交通大学