泡沫注入系统是将一定比例的泡沫剂和水的混合溶液与压缩空气一起送到起泡器中,在压缩空气的作用下,混合溶液体积膨胀形成泡沫,然后通过管道将泡沫注入到土体中,达到改良渣土目的的一种装置。泡沫剂主要是由水、活性剂、聚合物等组成,主要起到渗透、乳化、发泡等作用。盾构在上软下硬地层中施工,主要穿越砂层、砾砂层,局部存在砾质黏性土和全风化的花岗岩或中风化的花岗岩,刀盘切削后的土渣缺乏塑性和流动性,容易造成刀具磨损过快、刀盘扭矩过大、螺旋输送机排土不畅等问题。为了避免上述问题的发生,通过加注泡沫改良土体,确保施工顺利进行。泡沫剂的用量、膨胀率、泡沫注入率是泡沫系统最主要的三个参数。根据不同的土层,选择合理的参数,才能达到最好的效果。
泡沫的注入方式有自动、半自动和手动三种控制方式。为了避免泡沫注入量过多,导致浪费,工程中采用手动方式控制泡沫的注入量。泡沫的主要作用为:
(1)改善土体的塑性和流动性。有利于形成土塞效应,更好地控制土仓压力,避免“泥饼”、堵塞刀盘开口等问题的产生,有利于渣土的顺利排出。
(2)润滑和冷却作用。注入泡沫,可有效地降低刀盘与土体的摩擦力,减小刀具的磨损,延长了刀盘刀具的使用寿命。
(3)降低渣土的透水性。通过向土体中注入泡沫,可有效地降低土体的渗水性,避免盾构施工中“喷涌”的发生。
为了使盾构机顺利通过上软下硬层,还要注意以下事项:
(1)施工前,要充分了解盾构隧道通过的地质条件和周围建筑物的分布情况,并根据建筑物结构形式、重要程度和与隧道的相对位置布置沉降观测点,实时监测周围建筑的沉降情况,必要时采用有效的措施对建筑物进行保护。(www.xing528.com)
(2)盾构隧道线路周围地下管线较多,根据设计院提供的管线调查报告,确定管线所在具体位置。盾构施工时,要设定合理的掘进参数,控制地面沉降,避免对管线造成影响。必要时,采取悬吊地下管线和加强监测的方法进行保护。
(3)要保证盾尾的密封性能,防止盾尾漏浆。如盾尾发生漏浆现象,通过密封油脂系统向漏浆部位及时压注油脂,防止由于漏浆引起同步注浆量不足,造成地层沉降过大。浆液进入盾尾硬化后,还会影响盾尾刷的性能。
(4)管片拼装前,对止水条、管片的完整度进行检查,如发生损坏要及时更换,以免影响管片的防水效果;管片拼装后,如果发现管片有渗漏水现象,要及时采用防水材料(环氧树脂材料、聚氨酯密封膏等)进行处理。
(5)盾构在掘进时,刀盘刀具和土体发生剧烈的挤压和摩擦,产生大量的热量,致使盾构机液压油温很快达到报警值,迫使盾构机停止掘进。因此,要确保冷却水系统正常工作,降低刀盘和隧道的温度,使施工能够顺利进行。
施工期间对工序不断进行细化、优化,对关键及特殊工序制定详细的施工方法、操作细则,推行现代管理方法,达到安全施工、文明施工、环保施工的目的。
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