盾构机同步注浆及二次注浆施工技术总结

盾构机同步注浆及二次注浆施工技术总结

一、同步注浆的作用

二、二次注浆的作用

三、同步注浆操作工艺

四、二次注浆操作工艺

五、注浆效果总体评价

一、同步注浆的作用

由于盾构机刀盘直径为6420㎜，而管片外径6200㎜，所以当管片拼装完成并脱出盾尾后，管片与土体之间形成一个环形间隙，此间隙若不及时填充，可能造成地层变形，致使地表下沉或建筑物下沉。因此，同步注浆填补了这一空白，及时有效的浆液注入施工间隙，抑制了地层变形；也使管片得到部分稳定，防止管片偏移；浆液凝结后具备一定的强度，提高了隧道的抗渗能力；当地下水丰富时，还能预防盾尾水源流入掌子面而造成的喷涌。可以说同步注浆起到了多方面的作用。

二、二次注浆的作用

二次注浆作为盾构施工的一种辅助工法，主要是起到补充的作用。由于同步注浆液凝固后有所收缩，或者是同步注浆没有填充密实，需要二次注浆时补足浆液，同时二次注浆采用双液浆，将衬背的流水通道阻住，防止地下水系统涌入掌子面。但是注浆压力一定不能超过

0.4Mpa，防止击伤管片。

三、同步注浆操作工艺

盾尾同步注浆是利用盾构设备中的同步注浆系统，对随着盾构向前推进、管片衬砌逐渐脱出盾尾所产生的建筑间隙进行及时充填的过程。

1、注浆材料的要求：

同步注浆是保证管片拼装质量的关键所在，其目的在于控制隧道变形，防止管片上浮，提高结构的抗渗能力。良好的浆液性能体现在

一下几个方面：①浆液充填性好；②浆液和易性好；③浆液初凝时间适当，早期强度高，浆液硬化后体积收缩率小；④浆液稠度合适，以不被地下水过度稀释为宜。根据以上几点结合我合同段的地层土质状况，同步注浆采用水泥砂浆。

用于8小时凝固的砂浆配合比如下：

2、注浆压力：

为了使浆液很好的充填于管片的外侧间隙，必须以一定的压力压送浆液。注入压力大小通常选择为地层阻力强度（压力）加上0.1～0.2MPa的和。地层阻力强度是由土层条件及掘削条件决定的，通常在0.1～0.2MPa以下。根据本合同段的地层土质条件，注浆压力初步设定为0.19MPa，现场使用2.5Ba r～3Bar的压力注浆比较合适。

3、注浆量：

同步注浆量的计算：从理论上计算，同步注浆即填充施工间隙。

Q=V a

Q-----注浆量

V-----理论填充空隙

a------注入率

地铁规范规定，同步注浆的注入率宜为130%～180%，从施工经验来看，软土地层控制在135%～154%即3.5m3～4m3为宜；硬岩地层

中以115%～135%即3m3～3.5m3为宜。

理论注入量：

V=1.2×∏（6420/2）2－1.2×∏（6200/2）2=2.6m3注浆量的多少由地质、注浆压力和超挖量决定。当地层裂隙较多，浆液渗入较远，或者有溶洞时注浆量会明显增多；注浆压力偏大时，浆液在高压作用下会向岩体压密，以增加用浆量；在曲线段推进时，由于纠集或者调整姿态造成超挖，也必须用注浆的方式来弥补岩体间的空隙。

注浆压力的确定，由于管片在生产时已经设定了最大抗压值为0.4Mpa，所以注浆压力不得超过此值，否则会将管片压裂。

4、注浆流量：

同步注浆非常重要的参数就是要建立注浆流量与盾构推进的关系。如果注浆流量大于盾构推进的速度，则浆液会发生跑浆现象，甚至会穿过盾尾进入盾构机内，污染拼装的工作面；如果注浆流量小于盾构前进的速度，则会在盾尾脱出的部位造成一定的沉降。按盾构推进速度20mm/min计算注浆流量值为54L/min。

5、注浆注意事项：

⑴制浆时的注意事项

①材料投入顺序要正确，计量要准确；拌和时间要连续，不能间断；严格控制搅拌的时间、速度。

②使用材料要合适，杜绝使用过期、不合格的材料；

⑵运输、注入时的注意事项

①使用搅拌装置，保证浆液在运输过程中不出现分离；

②经常检查从注入孔到泵的输浆管路的畅通状况；

③掌握注入孔位置的阀门和泵的工作状况；严密观察注入压力、注入量的波动状况；

④注意注入结束时从注入孔阀门的关闭到移动输浆管的工作顺序；取下注入孔的阀门时，应装上柱塞；

⑤管片出现破损、上浮等现象时先采取封堵措施后再注浆；

⑥当浆液从管片外漏时，应暂停注浆，待采取措施后再行注入；

⑦废浆液及时用排污泵通过排污管线排到地面；

⑧作业结束后，作业员必须对制浆设备、泵等进行彻底的清洗。

6、注浆标准及效果检查

⑴注浆压力达到设计压力，注浆量达到设计注浆量的80%以上。

⑵注浆效果检查主要采用分析法，即根据压力、注浆量等结合管片、地表及周围建筑物量测结果进行综合评价。

四、二次注浆操作工艺

二次补注浆采用后方注浆方式，即在后几环注浆孔进行壁后注浆。二次补注浆主要是弥补同步注浆的不足，以下三种场合需要进行二次补注浆。

⑴雷达检测管片外有不实空洞；

⑵注入浆液的体积缩减部分的补充注入；

⑶为了提高抗渗透性。

1、注浆孔位置及构造

管片的吊装孔兼作二次注浆孔。从便于施工和注浆效果两方面综合考虑，二次补注浆孔的位置宜选择在管片两侧。

⑴直线段：注浆孔在管片两侧交替选择；

⑵曲线段：注浆孔的位置最好选择在曲线外侧管片注浆孔。

图1-1 注浆孔断面布设图

考虑到该孔作为同步注浆后的补充注浆手段，为保证同步注浆浆液不从预留空洞泄出，又方便二次补注浆使用，设计在孔洞外侧预留了一层25mm厚的素混凝土层，以便后期补充注浆时将其冲破。注浆孔构造见图1-2。

图1-2 管片注浆孔构造示意图（单位：mm）

二次补注浆的材料主要采用水泥浆。但在隧道开挖对地表建筑物或管线影响较大的地段，为减少地面沉降，可选择双液型浆液。水泥浆所用材料及配比见表3.1。

水泥浆液材料配比表3.1

4、注浆控制参数

二次注浆在拼装好的管片进行。注浆量一般为理论间隙的40%～50%。二次注浆压力一般比同步注浆压力高出0.01～0.03MPa，但是还应参考隧道覆土厚度、地下水的压力及管片的强度进行调整。对于钢管片来说，注入孔处的压力不能大于0.4MPa，以防止钢管片变形。考虑综合因素，注浆的速度约为25L/min。

5、注浆孔密封：

二次注浆结束后，要对每一个注浆孔进行密封，以防渗水。注浆管密封圈和注浆管盖密封圈均采用缓膨胀型遇水膨胀橡胶制品。注浆管密封构造见图5-1。