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一种控制地面沉降的地面注浆站系统

发布于:2019-07-01 11:22来源:www.noream.com 作者:金沙城国际平台自动化 点击:

 

地面沉降控制是保证地面建构筑物安全的决定因素,地表沉降主要是由于施工引起的地层损失造成的。为控制地层损失,盾构机设置有同步注浆系统,通过在盾尾后方及时注入同步浆液填充管片外空隙以弥补地层损失;同时,对尚未填充密实的地方,通过地面注浆站进行填充。

地面注浆系统可以同时进行盾尾砂浆注入和盾体惰性浆液注入,其惰性浆液具有良好的稳定性、流动性和适当的塌落度,通过在盾体径向斜孔注入浆液,能实现对地层塌空部位实现快速填充并形成支撑,防止塌空扩散或传递,对沉降控制效果十分理想。


控制地面沉降的地面注浆站技术方案

地面注浆站系统包括:浆液搅拌装置、浆液输送装置、盾尾同步注砂浆系统和惰性浆液同步注浆系统,所述浆液搅拌装置包括储料罐和骨料仓,在骨料仓的底部分别设有带控制阀的砂浆输送口和厚浆输送口,并在砂浆输送口通过浆料管连接有渣浆泵,在厚浆输送口处通过浆料管连接有挤压泵;所述浆液输送装置包括砂浆罐、厚浆罐、砂浆车和厚浆车,在砂浆罐和厚浆罐的出料口均设有挤压泵,所述砂浆罐的进料口通过砂浆输送管与渣浆泵连通,出料口通过挤压泵直接与盾尾同步注浆系统连通,厚浆罐的进料口通过砂浆输送管与挤压泵连通;所述惰性浆液同步注浆系统包括设置在厚浆车出料口处挤压泵、惰性浆液罐和设置在惰性浆液罐出料口处的惰性浆液注浆泵,所述惰性浆液罐是由罐体和置在罐体内的搅拌装置,所述罐体的底部设有出浆口,在罐体上开设有进浆口和多个观察窗;所述厚浆车的储浆罐内设有多个方向一致的搅拌叶片,且厚浆车的储浆罐通过挤压泵和浆料输送管与惰性浆液罐的进浆口连通。

盾尾同步注浆系统包括台车砂浆罐、砂浆注浆泵和设置在砂浆车出料口的抽浆泵,砂浆车直接与砂浆注浆泵连通;或与台车砂浆罐的进料口连通;或通过分支管路分别与砂浆注浆泵和台车砂浆罐的进料口连通,并在分支管路上设有三通控制阀;当砂浆车直接与砂浆注浆泵连通或是同时与砂浆注浆泵和台车砂浆罐连通时,在砂浆车的储料罐内设有储料斗,在储料斗的底部设有与砂浆注浆泵直接连接的注浆口,在储料斗高于储料罐的位置开设有溢流口,砂浆车的抽浆泵通过砂浆输送管通向储料斗内,并在注浆口处安装与砂浆注浆泵连通的注浆管。

砂浆注浆泵设有两个单独控制的出浆口,两个出浆口的管路在盾尾处分成四条盾尾同步注砂浆管;所述惰性浆液注浆泵设有一个单独控制的出浆口,出浆口的管路在盾体处分成两条注浆管路,管路均通过盾体的径向直孔进行盾体注浆。

浆液搅拌装置还包括与储料罐的进料口连通的搅拌站,所述储料罐和骨料仓为一体式或分开式,两者为分开状态时,在储料罐的出料口设有渣浆泵,并通过料液输送管与骨料仓的进料口连通;在骨料仓的出料漏斗上设有振动泵。

砂浆罐为一个或多个串联连接的砂浆罐,在每个砂浆罐的出料口均设有挤压泵;所述厚浆罐与挤压泵之间的厚浆输送管上设有地泵。

厚浆车的出料口设置在储浆罐尾端底部,在储浆罐内水平设有搅拌主轴,每个搅拌叶片是由搅拌轴和设置在搅拌轴端部的叶片组成,每个搅拌叶片的叶片倾斜角度相同,且均朝向出浆口的方向;多个搅拌叶片均匀分散在搅拌主轴上,每个搅拌叶片的搅拌轴与搅拌主轴之间的夹角相同;所述惰性浆液罐内的搅拌装置是由横向设置在罐体内的搅拌转轴、呈螺旋状分布在搅拌转轴上叶片和设置在罐体外的减速电机组成。

砂浆车的出料口设置储浆罐底部中央位置,抽浆泵设置在出料口处,所述储料斗置于储浆罐尾部的顶端,且部分高出储浆罐,其下部呈漏斗状;所述溢流口置于储料斗高出储浆罐的部分,并在溢流口处连接有通向储浆罐内的回流管,所述注浆口的大小与砂浆注浆泵的进料口大小相等;在储浆罐内设有多个搅拌叶片,且位于抽浆泵两侧的搅拌叶片角度相反。


地面注浆站工艺步骤:

(1)配制同步注浆新型惰性浆液:按照以下配方准备同步注浆浆液的材料:

其中粉煤灰、膨润土采用散装粉煤灰,将上述材料采用经改造的拌合设备进行搅拌,拌合时注意严控粉煤灰、沙子的质量,以保证浆液的流动性。

(2)将步骤(1)中配制的新型惰性浆液通过搅拌装置骨料仓2的厚浆输送口5的挤压泵10输送至厚浆罐8内,再通过厚浆罐8出料口的挤压泵7-1输送到厚浆车13内,厚浆车13通过隧道轨道运送至台车,新型惰性浆液通过厚浆车出料口的挤压泵输送到输送至惰性浆液罐14内准备进行盾体同步注浆过程;

(3)在搅拌装置内配制常规盾构同步注浆的砂浆浆液,并将配制的砂浆通过搅拌装置骨料仓砂2的砂浆输送口4渣浆泵送至砂浆罐7内,然后通过砂浆罐出料口的挤压泵7-1输送到盾尾砂浆同步注浆的砂浆车储料罐12-1内准备进行盾尾砂浆同步注浆过程;

(4)在掘进过程中,每掘进一环,通过盾尾砂浆注浆系统的砂浆注浆泵14进行常规的盾尾砂浆同步注浆,同时通过惰性浆液注浆泵15将惰性浆液罐14内的新型惰性浆液从盾体的临近12点位的两个径向直孔进行盾体注浆,填充盾体与土体之间的间隙,其每推进一环管片新型惰性浆液的注浆量为一环管片宽度的盾体与土体之间间隙的体积;

(3)当出现地面沉降增大时或超方现象时,即判断刀盘或盾体上方出现空洞,通过盾体径向直孔(临近12点位的两个径向孔)进一步补充注入新型惰性浆液,通过挤压作用可快速的实现塌方区的充填,防止沉降进一步扩大,并使已产生沉降减小,对沉降控制的效果非常理想;注浆量不小于超方量,注浆压力控制值为土仓上部的控制压力,同时监测沉降值,当沉降值不再增大并出现略减小是,停止应急填充注浆;

在盾构通过重要建构筑时,通过自动监测提供沉降数据,同时,做好渣土出土时的行程管理(即每斗渣土对应的掘进管理行程),无论是沉降数据增大还是超方出现,均需要进行应急填充注浆。

通过上述方式进行同步注浆可以有效的控制地面沉降,避免了因盾体外的空隙无法及时填充会出现地面沉降。

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