富水地层盾构施工同步注浆材料性能及配合比设计研究

论文摘要

同步注浆是在盾构掘进施工时,当盾构推进,盾尾脱离管片后,管片背面出现超挖的空隙,为避免造成地层变形,对邻近构造物造成破环性影响,而在盾尾脱离后,在管片背面填充固结性浆液的一种施工方式。同步注浆不仅对抑制地层沉降有效,而且对防止管片接头渗水更有效;同步注浆可使管片和土体形成稳定的整体,故可防止管片的漏气,及管片向圆周外侧的移动、变形、变压。为达到同步注浆的预期目的,首先应选择与地质及盾构类型相适应的注浆材料。对于渗透系数大的富水地层,同步注浆要求浆材具有能快速充填,保水性强,不离析,倾析率小,注入后不易被地下水稀释掉等性能,而且须保证后期达到应该有的强度。因此在富水地层盾构施工中,同步注浆材料须有适宜的凝结时间,较小的析水率,较强的抗水分散性等。本文针对于富水地层同步注浆材料的特殊要求,参考我国相应盾构隧道施工同步注浆施工资料,采用水泥、粉煤灰、膨润土、天然河砂为原料配置单液类水泥砂浆同步注浆材料。采用不同配合比,通过大量试验,分析了同步注浆各原材料对同步注浆浆体性能的影响,以及各原材料的掺量与浆体性能之间的相互关系。通过对同步注浆浆液的稠度、凝结时间、强度、抗水冲分散性等各项性能进行检测,确定出适合富水地层同步注浆施工的材料配合比,为富水地层同步注浆材料的配合比设计及应用提出参考意见。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 国内外盾构施工技术发展现状
• 1.2.2 注浆技术的发展历史
• 1.3 论文主要研究内容
• 第二章 同步注浆技术应用现状及填充机理
• 2.1 注浆技术的应用现状
• 2.1.1 高压旋喷注浆
• 2.1.2 压密灌浆
• 2.1.3 劈裂注浆
• 2.1.4 顶管减摩注浆
• 2.1.5 盾构隧道壁后注浆
• 2.2 盾构施工沉降机理
• 2.3 同步注浆浆液的填充机理
• 第三章 试验方案确定及试验过程
• 3.1 原材料性能分析
• 3.1.1 同步注浆材料性能要求
• 3.1.2 胶凝材料—水泥
• 3.1.3 细集料—砂
• 3.1.4 矿物掺合料—粉煤灰
• 3.1.5 膨润土
• 3.1.6 增效剂
• 3.1.8 水
• 3.2 同步注浆材料性能要求
• 3.3 试验方案及试验方法
• 3.3.1 试验方案
• 3.3.2 试验项目
• 3.3.3 试验仪器
• 3.3.4 试验方法
• 第四章 试验结果分析
• 4.1 试验结果
• 4.2 试验结果分析
• 4.2.1 原材料掺量与稠度的关系
• 4.2.2 原材料掺量与砂浆28天抗压强度的关系
• 4.2.3 原材料掺量与砂浆凝结时间的关系
• 4.2.4 水泥及膨润土掺量与砂浆抗水冲分散性关系
• 4.3 试验结论
• 4.3.1 试验主要结论
• 4.3.2 选用的同步注浆材料配合比的特点
• 第五章 同步注浆施工控制参数及检测评价
• 5.1 盾构同步注浆系统
• 5.2 同步注浆主要技术参数的确定
• 5.2.1 注浆压力的确定
• 5.2.2 注浆量的确定
• 5.2.3 注浆速度的确定
• 5.3 注浆结束标准
• 5.4 同步注浆效果检测
• 5.4.1 同步注浆在施工过程中的检测内容
• 5.4.2 同步注浆材料在施工中的效果检测
• 5.4.3 同步注浆在施工结束后的检测内容
• 5.4.4 同步注浆在施工结束后的检测
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢