同步注浆及二次注浆方案

目录

1 编制依据 (1)

2 工程概况 (1)

3 施工机具及劳动力配备 (2)

3.1 施工机具 (2)

3.2 劳动力配备 (2)

4 同步注浆和二次注浆的目的和原理 (2)

4.1 同步注浆和二次注浆的目的 (2)

4.2二次注浆的目的 (2)

4.3 注浆原理 (3)

4.4 同步注浆工艺注意事项 (3)

5 施工工艺及主要技术措施 (4)

5.1 施工工艺及流程 (4)

5.2 同步注浆技术参数 (5)

5.3 注浆材料及浆液配比 (7)

5.4同步注浆流程 (8)

5.5二次注浆流程 (9)

6 施工中常见问题及主要对策 (10)

6.1 漏浆现象的处理 (10)

6.2 同步注浆浆液堵管原因分析及主要对策 (10)

6.3 地面沉降超限的原因分析及主要对策 (11)

7、注浆质量保证措施 (11)

8 安全措施及安全注意事项 (12)

9 环境保护措施 (12)

1 编制依据

（1）沈阳地铁十号线土建施工第二十合同段理工大学站～张沙布站区间隧道工程施工图纸；

（2）《岩土工程勘察报告》；

（3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB-50204－2002)；

（4）《地下工程防水技术规范》(GB50108－2001)；

（5）《地下防水工程质量验收规范》(GB 50208-2011)；

（6）《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）；

（7）同步注浆浆液及二次注浆浆液配合比实验情况；

（8）本工程合同及招标技术文件要求。

2 工程概况

本工程范围为沈阳地铁十号线土建施工第二十合同段理工大学站~张沙布站区间，起止里程K25+798.72～K27+116.722，左线全长1311.909m，右线全长1318m，采用盾构法施工。其中包括（1）区间正线结构；（2）区间联络通道兼泵站。

理工大学站~张沙布站区间自理工大学站起，经由长青南街过南屏路，后经绕城高速公路三环桥，进入沈李公路，穿过张沙布村，到达张沙布站，起止里程为K25+798.72～K27+116.722（其中左HZK26+311.736=右K26+317.515，短链 5.779m；左HZK26+609.511=右K26+609.863，短链0.312m），线间距15~21m，隧道拱顶覆土厚度约9.3～17.6m；最小曲线半径450m，纵向呈“V”型坡，最大坡度24.028‰；在K26+098.865～K26+148.42（单线44环）下穿沈阳绕城高速三环桥。

区间正线采用盾构法施工，盾构机采用一台土压平衡盾构机。区间盾构施工方向：从张沙布站左线始发，至理工大学站接收、调头，右线始发，掘进至张沙布站右线接收、解体、吊出；最后施工区间附属结构。

3 施工机具及劳动力配备

3.1 施工机具

表3.1-1 施工机具表

名称单位数量

拌和站套 1

储浆罐个 1

电瓶车列 4

注浆机台 2

活动扳手把 4

手锤把 4

二次注浆机台 1

拌浆机台 1

3.2 劳动力配备

表3.2-1 施工人员表

人员数量

土建工程师2人/班

注浆手2人/班

拌和站4人/班

4 同步注浆和二次注浆的目的和原理

4.1 同步注浆和二次注浆的目的

由于盾构主机壳体的外径6280mm，管片的直径6000mm，当盾构机外壳脱离管片后，管片与天然土体之间将存在一定的建筑空隙。这种空隙的存在，将可能导致以下不利后果：

（1）天然土体坍塌从而引起地面下沉；

（2）孔隙积水增大管片间漏水的可能性；

（3）管片在千斤顶作用下由于缺乏约束而变形错位。

在盾构掘进过程中，采用同步注浆，及时填充建筑空隙，尽可能的减少盾构施工对地面的影响，同时作为管片外防水和结构加强层。

4.2二次注浆的目的

在同步注浆后若发现以下情况：

（1）隧道成形后地面沉降仍有较大的变化趋势；

（2）局部地层较软；

（3）同步注浆注浆量不足时；

可通过管片中部的注浆孔进行二次注浆，二次注浆可起弥补土层损失、防止建筑物下沉，根据工程需要甚至可使上部土层适当隆起的效果；及增强管片、纵缝止水效果。

4.3 注浆原理

注浆的基本原理就是将具有长期稳定性及流动性，并能保证适当初凝时间的浆液(流体)，通过压力泵注入管片背后的建筑空隙，浆液在压力和自重作用下流向空隙各个部分并在一定时间内凝固，从而达到充填空隙，阻止土体塌落。

4.4 同步注浆工艺注意事项

同步注浆是盾构法施工的重要环节，是填充盾构外壳与天然土体建筑空隙的重要手段，并随着盾构的推进同步进行，同步注浆的顺利进行应注意以下几点：

（1）选用合适的注浆材料。在实验室给出配比后，应严格控制原材料的质量，尤其是水泥的含砂量过大会导致浆液在管路中沉积，而出现堵管。

（2）确定合适的注浆参数。在初步设计的基础上，要根据实际情况不断调整，使注浆的不利影响降到最低。

（3）做到及时的监测，在确定某个土仓压力的基础上，根据推进上方的构筑物及管线的重要程度，确定监测频率，适当的进行注浆量、压力、稠度等的调整，使注浆效果趋于完善。

（4）及时有效的清洗注浆管路，防止浆管堵塞。

5 施工工艺及主要技术措施

5.1 施工工艺及流程

图5.1-1 同步注浆工艺流程图

综合评价

开 始

注浆系统准备

参数设计 设定控制参数 注 浆

注浆工况分

继 续

注浆完毕

注浆效果检查

下环注浆 浆液配置

检测试验

浆液运输 数据采集与管

理、计划图表 正常

不合格 合格

调整控制方式和参数

不正常

清洗设备与管路 采取补充注浆措不符合 符合

信息反馈

图5.1-2 同步注浆示意图

5.2 同步注浆技术参数

5.2.1 注浆压力

同步注浆要求压入口的压力大于该点的静止水压及土压力之和，做到尽量填补而不是劈裂。注浆压力过大，管片外的土层将会被浆液扰动而易造成较大的后期地层沉降及隧道本身的沉降，并易造成跑浆。而注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填充不充足，也会使地表变形增大。

结合施工经验：注浆压力过大，会造成管片背后压力大而引起错台、错缝。一般而言，注浆压力取1.1～1.2倍的静止水土压力，注浆压力控制在

0.2～0.4bar。

5.2.2 注浆量

同步注浆是填充土体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期沉降的主要手段，也是盾构推进施工中的一道重要工序。同步注浆，选择具有和易性好、泌水率小，且具有一定强度的浆液进行及时、均匀、足量压注，确保其建筑空隙得以及时和足量的充填。

注浆量：根据施工经验参数和相邻标段施工实际数据参数，本标段地层以中粗砂、砾砂为主，土质松散系数选定为1.2～1.5。

Q理＝ V×K

＝ ×((D

1/2)2- (D

2

/2)2)×L×K

＝3.14×(3.14×3.14-3.0×3.0)×1.2×1.5

=4.8m3

式中: D

1

开挖直径6.28m；

D

2

管片外径6.0m；

L管片环宽度1.2m；

K地层系数设为1.5；

Q理为每环理论注浆量。

以下几种情况，注浆量可不受上述限制。

(1)在松散地层时，注浆压力很小而注浆流量却很大时，应考虑增大注浆量，直到注浆压力超过控制压力的下限，此时的空隙因土体坍塌而比往常要大。

(2)管片下部因地基软弱导致部分管片下沉错台时，可从下部注浆,此时注浆量不受限制，只受压力限制。

(3)盾构出洞和进洞时，洞口部位有较大的空隙，此时的注浆量应根据实际需要，并结合二次注浆的使用而确定。

5.2.3 注浆速度

衬砌背部注浆时间一般应在管片脱出盾尾及盾构掘进时同步进行，并在推进一环的时间内完成。同步注浆速度应与掘进速度相匹配，按盾构掘进一环( 1.2m)的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度，达到均匀注浆目的。一般掘进 50mm开始同步注浆，掘进结束前50mm停止同步注浆。

同步注浆时一般情况下均使用左上和右上两路注浆孔，使浆液从管片两侧自然下流，填充管片与土体间的间隙。

5.2.4 注浆结束标准

(1)双控标准：注浆压力达到设计压力，注浆量达到理论注浆量的90%以上。

(2)注浆效果检查主要采用分析法，即根据压力-流量-时间曲线，结合衬砌、地表及周围建筑物变形量测结果进行综合分析判断。

5.3 注浆材料及浆液配比

5.3.1 浆液的基本性能

根据该盾构区间的地质条件、工程特点以及所用盾构机械的型号，浆液应具备以下性能：

（1）良好的长期稳定性及流动性，并能保证适当的初凝时间，以适应盾构施工约20米管路输送的要求。

（2）良好的充填性能。

（3）在满足注浆施工的前提下，尽可能早地获得高于地层的早期强度。

（4）浆液固结后体积收缩小，泌水率小。

（5）浆液无公害，不会造成环境污染。

5.3.2 同步注浆材料及配合比

同步注浆材料有：水泥、粉煤灰、膨润土、砂、水。二次注浆材料有：水、水泥、水玻璃。

（1）水泥

技术标准：现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175等的规定

材料名称：普通硅酸盐水泥

强度等级：42.5

进货验收批量：散装不大于500t、袋装不大于200t，附有质量证明书。

（2）粉煤灰

技术标准：现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596等的规定材料名称：用于水泥和混凝土中的粉煤灰

级别：二级

进货检验：不大于200t，附有质量证明书。

（3）砂

技术标准：现行国家标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检测方法》JGJ53、《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52的规定材料名称：普通混凝土用砂

产源：河砂

规格：细砂

验收批量：不大于400m3

（4）水

采用地下水

技术标准：现行国家标准《混凝土拌合用水标准》JGJ63的规定

检查数量：同一水源检查不应少于一次

（5）水玻璃

规格：35～45°Be′

进货检验：质量证明书及现场测试波美度

同步注浆浆液生产配合比（暂定）：

材料

水泥

（Kg）

粉煤灰

（Kg）

砂（Kg）

膨润土

（Kg）

膨胀剂

（Kg）

水

（L）

正常段170 500 800 60 0 420

注：每立方浆液材料使用量

5.4同步注浆流程

5.4.1 施工准备

（1）准备好注浆材料，包括砂的筛分;

（2）检查搅拌机、注浆泵是否正常，保证其能正常工作;

（3）检查注浆管路，确保管路畅通;

（4）检查压力显示系统，确保其准确无误。

5.4.2 浆液的拌制

浆液拌和站设置在张沙布站北端头井东侧，搅拌能力理论值50m3/h。人工

配料，按照材料投放顺序( 水、水泥、粉煤灰、砂、膨润土依次进行)，站内包

括粉煤灰、膨润土、水泥等各种原料的储存仓。每条隧道各设置一台6m3的储浆罐，拌和站的出料交替输送到这两个储浆罐中储存，储存罐本身带有搅拌功能。

5.4.3 浆液运输与储存

（1）浆液运输车容积6m3。

（2）搅拌好的浆液从储浆罐输送到砂浆车，运送到工作面，再用砂浆泵输送到盾构机上储浆罐(8m3)中并立即开始搅拌。

（3）由于运输过程中无法搅拌，故运输时间不宜过长。特殊情况需较长时间运输、储存，则考虑适当加入缓凝剂。

（4）若浆液发生沉淀、离析则进行二次搅拌。

（5）浆液运输车与储存设备要经常清洗。

5.4.4 同步浆液泵送

盾尾同步注浆系统包括储浆罐、注浆泵和控制面板3部分。储浆罐带有搅拌轴和叶片，注浆过程中可以对浆液不停的搅拌，保证浆液的流动性，减少材料离析现象。配套设施的2台注浆泵可以同时对4个加注口实施同步注浆。该系统可以根据要求，在盾构机控制室内对盾尾注浆的压力进行设定，实现对注浆压力的控制。

5.5二次注浆流程

二次注浆一般在管片与土层间的空隙充填密实性差，致使地表沉降得不到有效控制或管片衬砌出现较严重渗漏的情况下实施。盾构机穿越后考虑到地表沉降控制和隧道稳定因素，如发现同步注浆有不足的地方，通过管片中部的注浆孔进行二次注浆，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。

二次注浆分单液注浆和双液注浆两种，本标段使用双液注浆，浆液配比见下表。

若A液为水泥浆，B液为水玻璃参照下表。

每立方浆液材料使用量（A液：B液体积

比为1:1）

材料使用量A液（水灰比为1:1）

水（L）378

水泥（Kg）378

B液（水：水玻璃为

2:1）

水（L）365 水玻璃（Kg）182.5

进出洞洞门封堵、联络通道两侧各20环均采用双液浆，其余部位采用单液浆。

压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定。

压浆属一道重要工序，须指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。

为防止浆液在注浆系统内硬化，必须定时对工作面注浆系统进行清洗。每次注浆结束后，应立即用清水进行管路及泵内的清洗。

浆液：同步注浆后管片外壁包裹颗粒间间隙较少，故选用水泥单液浆或水玻璃双液浆，配合比根据实际需要现场经试验配。

注浆量及压力：为防止管片背后压力过大引起错台，注浆压力控制一般不大于0.3Mpa，注浆量通过现场监测结果来确定，可采用少量勤注的方法，减少错台的产生。

注浆孔设置逆止阀，双液浆经注浆泵在离管片注浆孔前的混合器混合后被注入，注完浆后及时清洗注浆设备。隧道内送浆车以及地面上的拌浆系统也应进行清洗，清洗时间基本控制在每班一次。由于盾构工作面的注浆管路清洗等原因将形成一定的废浆，可利用平板车、土箱进行外运。

6 施工中常见问题及主要对策

6.1 漏浆现象的处理

盾尾漏浆除了加大对漏浆点附近区域的尾脂量的加注，还可用海绵进行封堵，或通过局部改变盾构尾部间隙的方法，减缓漏浆效果。

6.2 同步注浆浆液堵管原因分析及主要对策

盾构始发期间，掘进速度很慢(一天两环)浆液在管路中停留时间很长，而且由于浆液还没有调整到合适的配比，以及机器没有独立的清洗管路，因此在始发期间容易出现堵管现象。

（1）调整浆液配比，选择合适的胶凝时间8-10h。

（2）安装管片或出碴过程中预留部分砂浆，间断泵入以保持管路畅通。

（3）配备膨润土清洗管路。盾构自身配置了同步注浆系统、泡沫注入系统、膨润土注入系统，其中泡沫注入系统、膨润土注入系统用来改良渣土。为解决堵管问题采用膨润土清洗注浆管路，在同步注浆系统管路中增加进浆管，两管路连接后与膨润土管路连通。需要长时间(2h以上)停机时，关闭浆液闸阀，打开膨润土进浆管闸阀，泵入膨润土，注浆管中充填膨润土，充分利用膨润土的润滑性保持注浆管路的畅通，杜绝了堵管现象的再次发生。

6.3 地面沉降超限的原因分析及主要对策

6.3.1地面沉降超限的原因分析

（1）同步注浆浆液注入量不足，注浆与掘进不同步。

（2）浆液凝固时间过长。

6.3.2主要对策

（1）严格按照“掘进注浆同步，不注浆不掘进”的原则施工，并根据地面监测数据及时进行壁后补浆。

（2）进行浆液实验，调整浆液配比，使其凝固时间小于地面沉降超限的时间变化范围。

7、注浆质量保证措施

（1）注浆前进行详细的浆材配比试验，选定合适的注浆材料及浆液配比，保证所选浆材配比、强度、耐久性等物理力学指标符合设计要求。

（2）制订详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序，严格按要求实施注浆、检查、记录、分析，及时做出注浆压力—注浆量—时间—土压—沉降观测记录曲线，分析注浆效果，反馈指导下次注浆，并及时报告业主和现场工程师。

（3）拌和槽及计量器插板实行定期清扫，一般每搅拌 15~ 20 次，清扫一次，计量器的料斗也应同时清扫(用小锤轻敲外壳)。

（4）做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，定时对注浆管路及设备进行清洗，保证注浆作业顺利连续不中断进行。

（5）根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果，及时进行

信息反馈，修正注浆参数设计和施工方法，发现情况及时解决。

（6）注重原材料进场验收工作，确保原材料合格。

（7）成立专业注浆作业组，由富有经验的注浆工程师负责注浆技术工作。

（8）做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，保证注浆作业顺利连续不中断进行。

（9）做好注浆孔的的密封，保证其不渗漏浆液。

（10）掘进过程坚决执行掘进与注浆同步，不注浆不掘进的原则。

8 安全措施及安全注意事项

（1）注浆作业人员经过专门的训练，掌握有关作业规程。

（2）注浆泵及注浆管路必须试验运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，方准施工。

（3）每次注浆前，要认真检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。

（4）安装管路和泵头各部件时，各丝扣的联接必须拧紧，确保联接完好。

（5）清洗地面搅拌机及盾构机内的搅拌机时，必须拆去搅拌电机的电源线，从而防止人员因误按电源按钮而伤及无辜。

（6）注浆现场操作人员必须配制安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。

（7）由于注浆压力较大，在注浆过程中，要注意注浆枪口不要对准人，避免伤及注浆工人及旁边人员。

9 环境保护措施

（1）按规定施工，按标准操作，施工现场整洁有序。

（2）注意保持隧道内清洁度。劳务队伍定期对隧道内进行打扫。

（3）项目部各级领导从抓文明施工着手，制定文明施工管理措施，提高施工人员职业道德和文明施工意识。

（4）施工现场要有排污池，及时清理沉淀物，保持现场清洁。

（5）现场水泥库采取全封闭，减少水泥灰污染。

（6）拌和站采用全封闭防护棚，减少噪音及粉尘污染。

（7）现场施工机械摆设整齐，机身整洁，标识编号明显清楚，安全装置灵活有效，操作现场内外干净，操作方便，搅拌站挂牌搅拌，当日完成后清洗干净。

（8）现场生产用电线路符合安全用电规程，线路电杆排列整齐牢固，线路无吊挂物。

（9）施工过程中材料要严格定量使用，除合理耗损外杜绝浪费现象，并采用处罚措施。