盾构法隧道掘进用同步注浆设计
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的特点是 粘性 大 ； 双液 型浆液 不含 有砂 浆 ， 性较 粘 小． 二者 比较 ， 单液 型浆 液流 动性 差 ， 充性 差 ， 填 需 要 的注浆压 力 大． 质 条 件稳 定 性 比较好 的土 质 地
Ｑ＝｝（ Ｉ 一 ２） Ｄ Ｄ ｖ ｐ
（） １
式 中 ， 为 注浆 量 （１／ ） Ｄ ． 盾 构 挖 掘 直径 Ｑ １ ｓ； 为 ＂ １
Hale Waihona Puke Baidu
２ 注 浆 材 料 的分 类 及 特 点
根据 不 同 的地 质 条件 ， 采用 不 同 的 回填 材 需
料， 即需要 不 同 的 注浆 材 料 （ 称 浆 液 ） 近 年 来 也 ．
１ 同步 注 浆 工作 原 理 及 作 用
盾构 法 隧道 施 工 过 程 中 ， 构 挖 掘 直径 大 于 盾
坍塌 ， 制地 表 的沉降 ， 固管 片． 控 稳
种 较为 先进 的 回填 方 法 ， 因为 填 充 及 时 而效 果
显著 ． 同步注 浆 系统较 为复 杂 ， 其设 计参 数 匹配及 工作 可靠 性 直接影 响 盾构 隧道 在施 工过 程 中 的稳 定性 ． 文 以我公 司与 国外 企 业 合 作 制 造 的盾 构 本 为工 程实例对同步注浆设计进行探索和总结．
（ ； 为 管 片 外 径 （ ； 为 盾 构 掘 进 速 度 ｍ） Ｄ ｍ） （ ／ ） Ｐ为 注入 率． ｍ ｓ； 影 响注 入 率 Ｐ的因素 很 多 ， 主要 有 以下 四方
常用 价格低 廉 的 单液 型 浆 液 ； 质 条 件 差难 以稳 地 定 的粘土 或崩 溃 的砂 层 、 砾 层 等 冲 积层 及 高 水 沙 压层 宜选 用双 液型浆 液 ．
・
研 究简 报 ・
盾 构 法 隧道 掘 进 用 同步 注 浆设 计
刘倩 ， 明 月 曲
（ 大连重工 － 重集团有限公司 设计研 究院， 宁 大连 １６ １ ） 起 辽 １０ ３ 摘 要： 阐述 了盾构法 隧道掘进采用 同步 注浆 的原理 和作 用 ， 介绍 目前 常用 的 同步注浆 方式及 其 系统组
成 ， 同步注浆设计 的两个关键参数—— 注浆量和注浆压力作 了理论分析及施工管理介绍 ， 对 并提供 注浆量
和注浆压力 的经验设计 数据 ， 介绍 主要 注浆设 备的功能 、 型及结 构特点 ， 出设计建议和 经验公式 ， 类 提 具有
一
定 的实用性 ．
关键词 ： 同步注浆 ； 注浆 量 ； 注浆压力 ； 施工管理 ； 注浆设备
第３ ２卷 第 ３期 ２１ ０ １年 ６月
大 连 交 通 大 学 学 报
Ｊ ０ＵＲＮ ＯＦ ＡＬ ＤＡＬ ＡＮ Ｉ Ｊ Ａ０Ｔ ＮＧ ＵＮＩ ＲＳ Ｔ Ｉ ０ ＶＥ Ｉ Ｙ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ３ １３ ．
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ．０ １
文章 编号 ：６ ３９ ９ （ ０ ） ３０ ０ —４ １ ７ —５０ ２ １ ０ — １５ ０ １
文 献 标 识 码 ： Ｂ
０ 引言
随着 社会 经 济 的迅 猛 发 展 ， 镇 化 建设 日臻 城
时， 盾尾 逐渐 脱离 管片 ， 片与周 围地 层 间形成 一 管 个环 状 空隙 ， 图 １需要 及 时采 用 适 当 材料 加 以 见 ． 填充 ， 避免 引起 地 面沉 降 、 片 错 台 ， 致盾 构 无 管 导
常用 的浆 液有 ： 液型 浆液 和双 液型浆 液 ． 单 单液 型 浆液 主要 以砂 、 泥 、 润 土 、 （ 水 剂 ） 主 ， 水 膨 水 减 为 及其 他辅 助材 料构 成 ； 双液 型 浆液 是 Ａ 液 （ 泥 、 水
管 片外径 ， 当管 片安 装 后 盾 构 在 地 层 中 向前 掘 进
法进 行下 一轮 掘进 ．
完善 ， 土地 利 用率 及 城 市 交 通 已成 为 一 个普 遍 的
难题 ， 面可 利用 空 间越来 越 少 ， 地 因此人 类 的各种
设施 已向地 下发 展 ， 构 法 隧 道 掘 进 就 是 在此 基 盾 础上 应用 而 生 的． 当盾 构 向前 掘进 时 ， 由于施 工作 业及设 备 运行 的需 要 ， 构 开挖 空 间 （ 径 ） 于 盾 直 大 隧道 管壁 外径 ， 周 围地 层 和 管 片 拱 背 间形 成 环 在 状 空隙 ， 特别 是地 质条 件不 佳 时 ， 易造 成坍 塌等 极 事故 ， 因此 需 要在 开挖 完成 、 片安 装后 立 即注浆 管 补充 这一 空 间 ， 时利 用 浆 液 凝 固使 管 片 与地 层 同 成为 一体 ， 为盾 构 推 进 油 缸 的反 作 用 支撑 点 之 作 用 ， 以 回填 注浆 是 盾 构 法 隧 道 掘 进 的一个 重 要 所 施工 环节 ， 容忽 视 ． 不 回填 的方 法与 地质 条件 及施 工方 案不 同而有 多 种 ， 同步 注 浆 法 是 目前 常用 的
一
同 步
图 １ 同 步 注 浆 原 理 示 意 图
同步注浆 是 通 过 同 步 注浆 系统 ， 盾 尾 的注 从
浆管 ， 盾构 向前 掘进 的 同时 ， 在 向此 时形成 的盾 尾 空 隙 注入 回填浆 液 ， 同步 、 时地 填充 盾 尾 空 隙 ， 及
从而保证周围岩体获得及 时的支撑 ， 防止岩体的
第３ ２卷
和 Ｂ液 （ 固化 剂 ） 种 浆 液 在注 浆 管 内混 合 后 注 两
入尾 隙 ．
浆 液量 远大 于理论 空 隙量 ． 如果我 们将 实 际注浆量 与理 论空 隙量 的 比值 称 为 注入率 ， 注浆量 可用 下式 表示 则
单液 型浆 液和 双液 型浆液 因材 料组 成不 同而 有各 自的特点 ： 单液 型浆 液材 料 主体是 砂浆 ， 砂浆
水、 陶土或膨润土 、 延迟剂等回填物形成的浆液 ）
收 稿 日期 ：０ １０ —５ ２ １ —３２
作者简 介 ： 刘倩 （ ９６一） 女 ， １６ ， 工程师 ， 学士 ， 主要从事盾构机械设计工作 的研究
Ｅ－ ａｌ ｚ ｑ ｌ ｍ ｉ： ｇ ｚｑ＠ １ ３． ｏ ． ６ ｅｍ
大 连 交 通 大 学 学 报
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式 中 ， 为 注浆 量 （１／ ） Ｄ ． 盾 构 挖 掘 直径 Ｑ １ ｓ； 为 ＂ １
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２ 注 浆 材 料 的分 类 及 特 点
根据 不 同 的地 质 条件 ， 采用 不 同 的 回填 材 需
料， 即需要 不 同 的 注浆 材 料 （ 称 浆 液 ） 近 年 来 也 ．
１ 同步 注 浆 工作 原 理 及 作 用
盾构 法 隧道 施 工 过 程 中 ， 构 挖 掘 直径 大 于 盾
坍塌 ， 制地 表 的沉降 ， 固管 片． 控 稳
种 较为 先进 的 回填 方 法 ， 因为 填 充 及 时 而效 果
显著 ． 同步注 浆 系统较 为复 杂 ， 其设 计参 数 匹配及 工作 可靠 性 直接影 响 盾构 隧道 在施 工过 程 中 的稳 定性 ． 文 以我公 司与 国外 企 业 合 作 制 造 的盾 构 本 为工 程实例对同步注浆设计进行探索和总结．
（ ； 为 管 片 外 径 （ ； 为 盾 构 掘 进 速 度 ｍ） Ｄ ｍ） （ ／ ） Ｐ为 注入 率． ｍ ｓ； 影 响注 入 率 Ｐ的因素 很 多 ， 主要 有 以下 四方
常用 价格低 廉 的 单液 型 浆 液 ； 质 条 件 差难 以稳 地 定 的粘土 或崩 溃 的砂 层 、 砾 层 等 冲 积层 及 高 水 沙 压层 宜选 用双 液型浆 液 ．
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研 究简 报 ・
盾 构 法 隧道 掘 进 用 同步 注 浆设 计
刘倩 ， 明 月 曲
（ 大连重工 － 重集团有限公司 设计研 究院， 宁 大连 １６ １ ） 起 辽 １０ ３ 摘 要： 阐述 了盾构法 隧道掘进采用 同步 注浆 的原理 和作 用 ， 介绍 目前 常用 的 同步注浆 方式及 其 系统组
成 ， 同步注浆设计 的两个关键参数—— 注浆量和注浆压力作 了理论分析及施工管理介绍 ， 对 并提供 注浆量
和注浆压力 的经验设计 数据 ， 介绍 主要 注浆设 备的功能 、 型及结 构特点 ， 出设计建议和 经验公式 ， 类 提 具有
一
定 的实用性 ．
关键词 ： 同步注浆 ； 注浆 量 ； 注浆压力 ； 施工管理 ； 注浆设备
第３ ２卷 第 ３期 ２１ ０ １年 ６月
大 连 交 通 大 学 学 报
Ｊ ０ＵＲＮ ＯＦ ＡＬ ＤＡＬ ＡＮ Ｉ Ｊ Ａ０Ｔ ＮＧ ＵＮＩ ＲＳ Ｔ Ｉ ０ ＶＥ Ｉ Ｙ
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Ｊ ｎ ２ １ ｕ ．０ １
文章 编号 ：６ ３９ ９ （ ０ ） ３０ ０ —４ １ ７ —５０ ２ １ ０ — １５ ０ １
文 献 标 识 码 ： Ｂ
０ 引言
随着 社会 经 济 的迅 猛 发 展 ， 镇 化 建设 日臻 城
时， 盾尾 逐渐 脱离 管片 ， 片与周 围地 层 间形成 一 管 个环 状 空隙 ， 图 １需要 及 时采 用 适 当 材料 加 以 见 ． 填充 ， 避免 引起 地 面沉 降 、 片 错 台 ， 致盾 构 无 管 导
常用 的浆 液有 ： 液型 浆液 和双 液型浆 液 ． 单 单液 型 浆液 主要 以砂 、 泥 、 润 土 、 （ 水 剂 ） 主 ， 水 膨 水 减 为 及其 他辅 助材 料构 成 ； 双液 型 浆液 是 Ａ 液 （ 泥 、 水
管 片外径 ， 当管 片安 装 后 盾 构 在 地 层 中 向前 掘 进
法进 行下 一轮 掘进 ．
完善 ， 土地 利 用率 及 城 市 交 通 已成 为 一 个普 遍 的
难题 ， 面可 利用 空 间越来 越 少 ， 地 因此人 类 的各种
设施 已向地 下发 展 ， 构 法 隧 道 掘 进 就 是 在此 基 盾 础上 应用 而 生 的． 当盾 构 向前 掘进 时 ， 由于施 工作 业及设 备 运行 的需 要 ， 构 开挖 空 间 （ 径 ） 于 盾 直 大 隧道 管壁 外径 ， 周 围地 层 和 管 片 拱 背 间形 成 环 在 状 空隙 ， 特别 是地 质条 件不 佳 时 ， 易造 成坍 塌等 极 事故 ， 因此 需 要在 开挖 完成 、 片安 装后 立 即注浆 管 补充 这一 空 间 ， 时利 用 浆 液 凝 固使 管 片 与地 层 同 成为 一体 ， 为盾 构 推 进 油 缸 的反 作 用 支撑 点 之 作 用 ， 以 回填 注浆 是 盾 构 法 隧 道 掘 进 的一个 重 要 所 施工 环节 ， 容忽 视 ． 不 回填 的方 法与 地质 条件 及施 工方 案不 同而有 多 种 ， 同步 注 浆 法 是 目前 常用 的
一
同 步
图 １ 同 步 注 浆 原 理 示 意 图
同步注浆 是 通 过 同 步 注浆 系统 ， 盾 尾 的注 从
浆管 ， 盾构 向前 掘进 的 同时 ， 在 向此 时形成 的盾 尾 空 隙 注入 回填浆 液 ， 同步 、 时地 填充 盾 尾 空 隙 ， 及
从而保证周围岩体获得及 时的支撑 ， 防止岩体的
第３ ２卷
和 Ｂ液 （ 固化 剂 ） 种 浆 液 在注 浆 管 内混 合 后 注 两
入尾 隙 ．
浆 液量 远大 于理论 空 隙量 ． 如果我 们将 实 际注浆量 与理 论空 隙量 的 比值 称 为 注入率 ， 注浆量 可用 下式 表示 则
单液 型浆 液和 双液 型浆液 因材 料组 成不 同而 有各 自的特点 ： 单液 型浆 液材 料 主体是 砂浆 ， 砂浆
水、 陶土或膨润土 、 延迟剂等回填物形成的浆液 ）
收 稿 日期 ：０ １０ —５ ２ １ —３２
作者简 介 ： 刘倩 （ ９６一） 女 ， １６ ， 工程师 ， 学士 ， 主要从事盾构机械设计工作 的研究
Ｅ－ ａｌ ｚ ｑ ｌ ｍ ｉ： ｇ ｚｑ＠ １ ３． ｏ ． ６ ｅｍ
大 连 交 通 大 学 学 报