盾构同步注浆及二次注浆方案

注浆参数
二次注浆的水泥浆注浆压力为0.2Mp～0.4Mp， 浆液流量：10～15L/Min，使浆液能沿管片外壁 较均匀的渗流，而不致劈裂土体，形成团状加固区， 影响注浆效果；水玻璃双液浆注浆压力为 0.3Mp～0.6Mp。具体部位还应参考隧道覆土厚 度、地下水的压力及管片的强度等进行准确设定。 为控制隧道本身的沉降及提高隧道的防水功能计划 对隧道采取二次压浆，并按照每5环一注，且5环 管片按照一环的注入量考虑二次注浆量，注入率系 数取1，具体的注浆压力与注浆量需根据现场实际 情况而定。
3、注浆速度及时间
在不同的地层中根据需不同凝结时间的浆液及掘进速度来具 体控制注浆时间的长短。做到“掘进、注浆同步，不注浆、 不掘进”，通过控制同步注浆压力和注浆量双重标准来确定 注浆时间。注浆量和注浆压力达到设定值后才停止注浆，否 则仍需补浆。在实际施工中注浆量是靠注入速度来控制的， 因此对注入速度进行计算，是根据每环注入量和每环行程推 进（盾构机掘进）时间得到注浆速度，计算式如下：
方，通过管片中部的注浆孔进行二次补注浆，补充一次注浆未填充部分和体 积减少部分，从而减少盾构机通过后土体的后期沉降，减轻隧道的防水压力， 提高止水效果。 可参照同步注浆施工方法和要求组织施工。
施工设备
液压注浆机1台，灰浆输送泵1台，储浆桶 2个，注浆管若干，二次注浆使用专用的 泥浆泵，注浆前凿穿管片吊装孔外侧保护 层，安装专用注浆接头。注浆设备安放在 最后一节台车上，主要由一个水泥浆搅拌 筒、一个水玻璃储存筒、一个注浆泵。注 浆泵采用双液注浆泵，安有两个控制阀和 两个压力表，可以控制每种浆液的压力和 流量，水玻璃和水泥浆液通过两个高压软 管在混合阀处混合。
图 1 同步注浆示意图
注浆施工流程： 材料 搅拌站 浆液车 储浆罐 注
浆泵 注浆管 管片壁后间隙（完成同 步注浆）
注浆设备的选用
2）设备配置 ①搅拌站：建造砂浆搅拌站一座。
②同步注浆系统：配备SWINGKSP12液压 注浆泵2台（盾构机上已配置），注浆能力 2×12m3/h，8个盾尾注入管口(其中4个 备用)及其配套管路。
3）浆液结石率：>95%，即固结收缩率<5%。 4）浆液稠度：8～12cm/m。 5）浆液稳定性：倾析率（静置沉淀后上浮水体积与总体积之比）小于5%。
注浆相关技术参数的选择
1、注浆压力 注浆压力是根据地层的土压力、水压力、管片强度及地面监测情况综合
判断而设定的，在实际掘进中将不断优化。注浆量压力过大会出现：地 面隆起、浆液破坏洞尾密封刷出现盾尾漏浆、浆液从盾构机外壳与土体 之间的孔隙流入土仓、管片出现受压变形或是被损坏；如果注浆压力过 小，则出现注浆的填充速度很慢，注浆量不足，使地表变形增大。根据 设计资料、盾构机选型及以往的施工经验，注浆压力取1.1～1.2倍的 静止水土压力，注浆压力一般设定在0.3~0.5MPa。 2、注浆量 注浆量除了受到浆液向土体中渗透及泄漏影响外，还要考虑超挖、曲线 施工、注浆材料种类等的影响，实际上是没有一个明确的规定值，通常 按如下列公式进行计算。
入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高 的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进一步 缩短胶凝时间，获得早期强度，保证良好的注浆效果。
2）固结体强度：一天不小于0.2MPa（相当于软质岩层无侧限抗压强度）， 28天不小于2.5MPa（略大于强风化岩天然抗压强度）。
理方便，并能满足施工自动化技术要求; 浆液分为单液型浆液（凝固缓慢）和双液型浆液（能快速凝固），单
液型一般选用砂子、水泥、粉煤灰、膨润土及一些外加剂等作为同步 注浆的原材料 ，对于可塑性浆液可以采用炉渣——石灰代替水泥。双 液型浆液一般采用水泥+水玻璃+添加剂组成，一般适用于二次补浆。 配合比的选择：需要根据合同段的地层地质、地面构建物情况及以往 的施工经验，盾构同步注浆拟定浆液配比 。在施工中，还需根据地层 条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验不断优化配合比参数。
π 注浆量的计算公式：Q=V×a，V=【 (D12_D22）/4】*L
式 L--中--V管--片--长--度-计，算a空--隙--量--，注D浆1率---。-刀盘最大直径，D2------管片外径， 注浆率一般是从几方面考虑，包括注浆压力产生的压密系数、地质情况
的土质系数、施工消耗系数、超挖系数等，根据设计资料及施工经验， 本区间a-注浆率可取1.5~2.0。
注浆材料应具备的以下特点：
(1）拌制后浆液不离析，具有良好的长期稳定性及流动性（不易过大 或者过小，因为流动性过大会造成管片顶部注浆不实，但过小会造成 整体注浆不密实），并能保证适当的初凝时间（6~10h），以适应盾 构施工以及远距离输送的要求;
(2）注浆后可较快地大于土体强度，具有不透水性； (3）浆液在地下水环境中，抗酸碱性强，不易产生稀释现象; (4）浆液固结后体积收缩小，泌水率小; (5）原材料还需要满足来源丰富、经济，无公害，价格便宜，施工管
关于盾构机的同步注 浆及二次注浆的阐述
主讲人：刘泽稳
注浆的作用
防止土体松弛下沉 减少地表沉降 保持隧道衬砌的早期稳定 提高衬砌接缝防水性能 保证隧道工后不变形、不下沉、不漏水的
必要工序措施。
注浆工艺
同步注浆是保证地面建筑物、地下管线、盾尾密 封及衬砌管片安全的重要一环，因此须严格控制， 并依据地层特点及监控量测结果及时调整各种参 数，确保注浆质量和安全。为了使环形间隙能较 均匀地填充，并防止衬砌承受不均匀偏压，同步 注浆对盾尾预置的4个注浆孔同时进行压注，并 根据设在每个注浆孔出口处的压力器，对各注浆 孔的注浆压力和注浆量进行检测与控制，从而获 得对管片背后的对称均匀压注。注浆工艺流程如 下图：
关注注浆系统的运行情况，详细记录注浆全过程
的各项参数，并注意冲程数与压力值的变化，由
此判定是否堵管，及时查看堵管的位置。由于断
裂带、透水砂层下、地层交错处、软弱地层等不 良段掘进时,一般与地层承压水或地表潜水有水力 联系,当盾构机穿越这些地段后,有压水将不断冲 破管片背面注入的惰性缓凝砂浆,并沿线路下坡跟 随盾构机掘进而流入盾构机尾刷密封处和碴土仓 中而流失,造成螺旋输送机排土口喷水涌砂和盾构 尾刷密封处及中间铰接处漏水,严重时需长时间停 止掘进,进行碴、水清除。同时,还造成管片背面 注浆不充实,引起管片隧道上浮或地表沉降。这就 是通常所说的喷涌现象。
果达到更佳。
二、二次注浆
二次注浆的作用 注浆方式 注浆设备 注浆参数 二次注浆的注浆控制方式
二次注浆的作用
同步浆量按照理论计算，应该为盾构穿越地层产 生空隙量的130%~180%，但是在实际施工中， 同步注浆注入量即使达到180%也不能完全控制 住地面沉降值，原因可能有3个：一是同步注浆的 浆液不可能完全填充满盾构穿越产生的空隙；二 是地层渗透系数太大，浆液流失到地层中；三是 同步注浆的浆液在凝固时体积会产生收缩。所以 当管片裂缝、接缝渗漏水及地面沉降控制较高的 地段或在盾构施工对地表建筑物或管线影响较大 地段，需要采用二次注浆来控制沉降。
在盾尾内侧沿周围布置4条内置式注浆，每条管上设有压力表 和手动阀门，通过软管分别与4条注浆管连接。注浆时最好从 拱肩到拱仰。
避免影响地表建筑物和底下管线的安全，要求注浆压力控制在 0.15~0.32Mpa。
盾构掘进前，根据注浆指令设定各项注浆参数。 换班交接任务时必须交接清楚
注浆过程中，开启注浆控制系统进行注浆，密切
同步注浆材料配比和性能指标表
水泥（kg） 粉煤灰（kg） 膨润土（kg）
21031584 Nhomakorabea砂 （kg）
1180
水 （kg） 外加剂（kg）
294
按需要根据 试验加入
1 : 1.5 : 0.4 : 5.62 :1.4
同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标 ： 1）胶凝时间：一般为6～10h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加
v=Q／t 式中：v-注入速度 (m／s)；Q-每环注人量(m3 )；t-每环
行程推进时间(s)。 4、注浆结束标准 采用注浆压力和注浆量双指标控制标准，即当注浆压力达到
设定值和注浆量达到设计值的90%以上时，即可认为达到 了质量要求。实际施工过程中设计参数还需通过对地表及周 围建筑物监控量测结果分析判断，进行参数优化，使注浆效
由于装有同步注浆系统的盾构机开挖直径比管片的结构外 径一般要大260 mm,因此在拱顶注浆不满的情况下,在长 距离的硬岩掘进段,极易造成管片上浮,甚至顶到拱顶开挖 岩面上,使得管片衬砌超限。同时也会形成强力的水流通 道,盾构掘进时产生涌水,工后管片产生大面积的渗漏水,对 隧道危害较大。
水泥浆液流量稳定后再打开水玻璃浆液控制阀； （5）在二次注浆结束时，先停止水玻璃浆液泵入，10~15秒后再停
止水泥浆液泵入； （6）注浆完毕后，及时冲洗混合阀及连接阀门，使之可顺利进行下
一次注浆； （7）二次注浆结束后，对每一个注浆孔进行密封，以防渗水。
其他注浆方式
除了通过同步注浆、二次注浆外，还可以 根据施工现场需要进行即时注浆、多次补 浆来加强结构的稳固性。
注浆方式
二次注浆一般采用双液型浆液注浆，分为A液(水泥+水），B液（水玻璃+ 水）。首先是先注水泥浆液（膨润土、粉煤灰、黄沙、水、水泥）对背衬进 行填充，然后是注水玻璃双液浆对注浆孔（开孔位置）进行封口。二次注浆 一般每5环注一次。形成有一定范围的环箍，从而限制隧道的变形和沉降。注 浆孔位为支撑块和连接块的中心孔，长区间如遇邻接块注浆孔封住时，在下 一环注浆。
注浆过程控制
（1）检查注浆系统是否处于正常工作状态，压力表是否正常； （2）用钢筋捣通吊装孔底部25mm厚的混凝土，在吊装孔上安装连
接阀，将混合阀与连接阀连接，然后再次检查管路连接的密封性； （3）在浆液搅拌筒中按设计的水灰比进行浆液拌制，严禁浆液中有