盾构施工注浆工法的应用

注浆形式
利用盾构机本身的注浆系统，多采用同步 单 液注浆，也可实施同步双液注浆。
可操作性
因注浆管路已安好，注浆操作容易。自动 化 程度高，施工控制相对简单。
注浆效果
可以通过调整不同注浆管的压力和注浆量 使 浆液均匀地分布于地层中。 多选用单液浆 管片壁后注浆材料在管道内堵塞，注浆困 难。 泥水平衡式盾构机，管片壁后注浆材料流 向开挖面，引起土仓内泥水劣化及泥水压
浆液的可 选性
可灵活选用单液、双液或聚合物等。 在软弱地层中掘进，如果管片壁后注 浆延迟，容易引起地层沉降超量。 同左
3、根据浆液的输送形式，盾尾注浆分为：
（1）直接压送式：由坑外拌浆设备直接把浆液压送到管片 等注入口处的注入方式。盾构直径小、推进距离短时使用。 （2）中继设备式：由坑外办浆设备把浆液压送到放置在后 方台车上的中继设备上，由装在台车上的注浆泵注入的方式。 推进距离长、盾构直径较大的场合使用。 （3）坑内运输式：坑外拌浆设备压入到放置在台车上罐 中，经坑内运输，用坑内注浆泵注入的方式。不用担心输浆 管堵塞和水清洗，适于定量注入。 （4）坑内拌浆：各种浆液材料搬到装在坑内后方台车上的 坑内拌浆设备上，然后混拌注入。
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一、盾构注浆的目的 二、盾构注浆的分类 三、浆液的选择 四、注浆设备 五、注浆管理 六、注浆施工中常见问题及对策
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一、盾构注浆的目的：
１、减小地层损失所发生的变形 盾尾脱离管片后，土体与管片存在着间隙，此时 浆液迅速及时填充空隙，可立即弥补土层损失，从 而减少地表的变形。
超挖间隙
wh3
盾构施工注浆工法的应用
广州轨道交通建设监理有限公司 广州地铁设计院盾构技术研究所
王晖
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王晖, 2004-11-1
前 言
盾尾注浆的概念： 由于盾构机刀盘的开挖直径大于管片外径，管片拼 装完毕并脱出盾尾后，与土体间形成一个环形间 隙，简称超挖间隙。超挖间隙如果不及时得到填 充，势必造成地层变形，使相邻地表建、构筑物沉 降或隧道本身偏移。填充超挖间隙、防止因超挖间 隙的存在导致地层发生较大变形，是盾尾注浆的最 重要目的之一。因此，盾尾注浆是盾构工法中必不 可少的关键性辅助工法，合理的施工工艺选择是盾 构掘进施工安全顺利的保证。
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4、通过超前注浆预防地层变形。
对于前方地质软弱或异常（如溶洞、土洞等情 况），采用超前注浆等方式预先加固起到预防地层 变形效果。也为开仓检查创造条件。 5、通过二次注浆起到以下作用： （1）纠偏、进一步加固或抗渗漏效果。 （2）堵截盾构机后方的水源，减少喷涌发生的机会。 （3）保证盾构机进出站安全。
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2、根据盾尾注浆的位置不同，可将盾尾注浆方式 分为两类： （1）通过安装在盾构机盾尾上的注浆管注浆：这 种注浆方式大多采用同步注浆，注浆管的埋设形 式，从数量上有两种。
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从注浆管与盾壳的关系上，分为两种 日本盾构机在软土 地层的注浆管布 置（凸出式）
海瑞克盾构机的注 浆管布置（内嵌 式）
B液 2 3 A液 B液 掘进结束，注入结束
A液
掘进40cm，注入旋切换
←
盾构外板
1 管片 盾构千斤顶
←
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旋塞切换
— ←←← ← ←
两种主要注浆方式的比较
比较项目
适用性
通过盾尾注浆管的注浆 极软地层，填充效果会受到限制。
通过管片注浆孔的注浆
所有地层。并可用于纠偏、封堵盾尾 水 源、加固等 可以利用盾构机的注浆系统，也可以 单 独配置注浆系统，多实施及时注浆或 二 次注浆，也可实施同步注浆。 每组装一环管片，需要向管片注浆孔 连 接管路，拆除管路，操作困难。实施 同 步注浆的施工控制复杂。 浆液不易分布均匀。
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可实施双液注浆的同步注浆系统
同步注浆装置
清扫孔 注浆材料
冲洗水
后体
活塞 冲洗管开关千斤顶
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后体
开
Biblioteka Baidu
注浆材料
关
注 浆 时
同步注浆系统动作说明图
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冲洗水
冲洗时
B) 同步注浆系统
同步注浆装置
水箱
A液箱
阀单位
B液箱
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只能实施单液注浆的同步注浆系统
检查、疏通孔
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二、盾尾注浆系统分类
1、根据盾尾注浆与盾构掘进的关系，从时效性上可将盾尾 注浆分为三大类： （1）同步注浆：超挖间隙形成的同时，立即注浆，使浆液 即时填充超挖间隙的方式。
（2）及时注浆：掘进了一环或数环后，盾尾已存在大量间 隙空间，才对超挖间隙进行注浆的方式。这种注浆方式由于 不能迅速对超挖间隙进行填充，增大了对土的扰动性，不利 于地面沉降控制，而且由于早期管片脱出盾尾后处于悬空状 态，受力状态较差，容易发生错台。因此，仅在地质情况良 好、对地表沉降要求较低时才能使用。 （3）二次注浆：一次注浆效果不理想时，需要通过二次注 浆对前期注浆进行补充。一般在隧道发生偏移、地表沉降异 常及一些特殊地段使用。
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三、浆液的选择
1、浆液的主材 浆液指由主剂（主要原材料）、溶剂（水或其他溶剂）及各种 外加剂按一定比例配制而成的混合液体。 浆材分为化学浆材（水玻璃类及高分子类）、非化学浆材（水 泥、粘土、砂、粉煤灰等）。 几种主材的物理特性及技术要求： （1）水泥：矿渣水泥较普通水泥中熟料含量比普通水泥多，早 期强度低，后期强度高，但难以磨细，亲水性差，泌水大。 （2）膨润土：分为天然膨润土、改性膨润土和活性膨润土。天 然膨润土又分钙基膨润土和纳基膨润土。优选纳基膨润土。 根据法国隧道工程协会推荐：膨润土水泥浆液配比是每m3加 入20-80kg，水泥100-700kg。 应先将膨润土与水混合，预膨胀后再与水泥搅拌混合。 （3）水：不含过量的酸、碱、盐（>0.1%）、氯化物（>0.5%） 以及其他过量悬浮杂质的水都能用来作为拌浆用水。
δ
盾构机
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２、提高隧道抗渗性能 盾尾注浆液凝固后，一般有一定抗渗性能，可作 为隧道的第一道止水防线，从而提高隧道抗渗性能。 ３、确保管片衬砌的早期稳定 具备一定早期强度的浆液及时填充盾尾间隙，可 以确保管片衬砌的早期和后期稳定。盾构隧道是一 种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物， 管片背面空隙均匀、密实地注入、充填是确保土压 力均匀作用的前提条件。
（2）通过管片上的注浆孔注浆：这种注浆方式既 可进行同步注浆，也可进行及时注浆和二次注浆。
盾构外板 1 管片 2 3 A液 B液 旋塞切换 管片组装
盾构千斤顶
盾构外板 1 管片 盾构千斤顶
2
3
旋塞切换
←←← ← ←
B液 3
A液
←
掘进开始，诸如开始
盾构外板 1 管片 盾构千斤顶 2
旋塞切换
— ←←← ← ←