盾构区间同步及二次注浆方案

目录

1、编制依据 (1)

2、工程概况 (1)

2.1区间概况 (1)

2.2工程地质 (2)

2.3水文地质 (6)

2.4注浆方式 (7)

3、注浆施工 (8)

3.1同步注浆 (8)

3.2二次注浆 (10)

4、施工资源配置 (14)

4.1机具配置 (14)

4.2劳动力配置 (14)

5、质量保证措施 (15)

6、安全保证措施 (15)

7、文明施工保证措施 (16)

盾构区间同步及二次注浆施工方案

1、编制依据

（1）《盾构法隧道施工及验收规范》GB50446-2017

（2）《地下铁道工程施工质量验收标准》（GB/T50299-2018）

（3）《地下工程防水技术规范》GB50108-2008

（4）《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2011

（5）《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2017

2、工程概况

2.1区间概况

本隧道为天津地铁8号线一期工程长泰河东站工程～渌水道站左线区间，设计起讫里程为左DK33+592.383～左DK35+197.487，长链长13.124米，隧道全长1618.228米；。隧道结构覆土厚度在9.8m～19.8m之间。区本区间线间距12.5m～17.2m，于左DK34+734.635设置一座联络通道，在左DK34+153.756设置1座联络通道兼泵房。本盾构区间采用1台盾构机施工，隧道出渌水道站后以半径600m曲线向东偏转，沿微山路向北敷设，临近泗水道后以半径400m曲线向西偏转，到达长泰河东站。隧道纵断面呈V形坡左线线路出渌水道站后以313.124m长4‰、250m长23‰、480m长6.426‰下坡段、250m长13.5‰、250m长25‰上坡段到达长泰河东站。开挖半径为3.3m，衬砌管片厚度为350mm，环宽1500mm，局部采用环宽1200mm。

端头井加固采用?850@600三轴水泥土搅拌桩加固，?800@500高压旋喷包角加固。加固范围为：纵向加固长度11m，加固宽度为盾构外径两侧各3.0m，加固深度为盾构井以下3.0m。

本段采用盾构法施工，区间结构型式为圆形单洞单线隧道，下穿海咸变电站，以及微山路和泗水道现状地下管线。盾构自渌水道站小里程端始发，长泰河东站接收。

区间管片为预制钢筋混凝土管片，长1.5/1.2m，内径5.9m，外径6.6m，采用错缝拼装。

2.2工程地质

根据本次勘察揭示，本工点所揭示的地基土为第四系全新统人工填土层～上更新统的河床～河漫滩相沉积、浅海相沉积、滨海-潮汐带相等沉积物，岩性主要为黏土、粉质黏土、粉土、粉砂等。依据《天津市地基土层序划分技术规程》（DB/T29-191-2009），根据所揭示地层深度、性状特征、物理力学性质等，将本工点揭示地层划分为10层。各土层主要呈层状分布，亚层多为层状分布，次亚层多为透镜体状或条带状分布。

本工程场地地基土自上而下对各土层的埋藏特征及工程地质描述如下：1）人工填土层（Qml）

全场地均有分布，厚度1.10～5.70m，层底标高为-3.05～1.58m。

①1杂填土：杂色，松散，稍湿，主要由黏性土、碎石块组成。

人工填土土质结构性差，欠均匀，填垫年限一般小于十年，局部近期人为扰动。

2）第Ⅰ陆相层（Q43al）

全场地分布广泛，该层土场地内以黏性土为主。

④1粉质黏土：黄褐色，可～软塑为主，含铁质、云母，中-高压缩性，局部揭示为黏土，夹淤泥质土、粉土。厚度0.80～3.70m，层底标高为-3.34～

-0.36m。

3）第Ⅰ海相层（Q42m）

全场地均有分布，该层从上而下可分为4个亚层。

⑥1粉质黏土：灰色，流～软塑，含云母、有机质、贝壳，局部夹黏质粉土（仅M8MZQC11、M8MZQX57、M8MZQX58、M8MZQX60孔揭示，很湿，稍密，夹黏性土、碎贝屑，含有机质）、淤泥质土（仅M8MZQX13、M8MZQX14、M8MZQX23孔揭示，流塑，含云母、碎贝屑、有机质），高压缩性，分布广泛但不连续。厚度0.90～7.40m，层底标高为-9.74～-1.73m。

⑥2淤泥质土：灰色，流塑，含云母、有机质、贝壳，夹软～流塑状的粉质黏土，高压缩性，分布广泛但不连续。厚度1.80～10.30m，层底标高为-11.26～-6.23m。

⑥3黏质粉土：灰色，很湿，稍密，含云母、有机质、贝壳，局部钻孔揭示为砂质粉土，夹粉砂、黏性土，中压缩性，分布广泛但不连续。厚度0.40～

12.50m，层底标高为-14.51～-6.20m。

⑥4粉质黏土：灰色，可～流塑为主，含云母、有机质、碎贝壳，夹黏质粉土及淤泥质土，土质均匀性较差，中-高压缩性。厚度0.40～7.30m，层底标高为-14.40～-10.85m。

4）第Ⅱ陆相层（Q41h）

全场地均有分布，厚度0.50～3.20m，层底标高为-15.89～-12.37m。

⑦粉质黏土：呈黑灰～浅灰色，软塑～可塑状，无层理，含有机质、腐植物，中压缩性～高压缩性。局部夹黏土、粉土及淤泥质土。

5）第Ⅱ陆相层（Q41al）

⑧1粉质黏土：灰黄～褐黄色，硬～可塑为主，含云母、铁质、有机质，部分揭示为黏土，夹粉土，中压缩性，分布广泛、连续。厚度1.50～8.30m，层底标高为-22.55～-15.46m。

⑧2粉砂：灰黄-褐黄色，饱和，中密，含云母，铁质，夹黏性土、粉砂，中压缩性，分布广泛，连续。厚度0.50～6.50m，层底标高为-24.93～-17.32m。

6）第Ⅲ陆相层（Q3eal）

全场地均有分布，该层从上而下可分为2个亚层。

⑨1粉质黏土：褐黄色，可塑为主，含铁质、云母、有机质、姜石，中压缩性，部分钻孔揭示为黏土。分布不连续，层位稳定性差，局部缺失。厚度0.50～

8.50m，层底标高为-28.43～-19.01m。

⑨2粉砂：褐黄色，饱和，密实，含云母、铁质、石英、长石，夹粉土、黏性土，部分钻孔揭示为细砂，中～低压缩性，分布广泛但不连续。厚度0.30～10.20m，层底标高为-30.70～-24.74m。

7）第Ⅱ海相层（Q3dmc）

全场地均有分布，该层从上而下可分为2个亚层。

⑩1粉质黏土：黄灰色，可塑为主，中压缩性，部分钻孔揭示为黏土，部分钻孔揭示。厚度0.40～5.90m，层底标高为-32.50～-27.05m。

⑩2粉砂：黄灰色，饱和，密实，含云母、铁质、石英、长石，中压缩性，夹黏性土、粉土，部分钻孔揭示为细砂，分布广泛但不连续。厚度0.50～5.60m，层底标高为-34.43～-28.55m。

8）第Ⅳ陆相层（Q3cal）

?1粉质黏土：灰黄～褐黄色，可～硬塑，含云母、有机质、铁质，中压缩性，夹黏土，仅部分钻孔揭示。厚度0.60～10.10m，层底标高为-40.61～-32.53m。

?2粉砂：褐黄色，饱和，密实，含云母，中压缩性，部分钻孔揭示为细砂，夹粉土层，分广泛、连续。厚度0.60～8.00m，层底标高为-41.63～-32.53m。

?3粉质黏土：灰黄～褐黄色，可～硬塑，含云母、有机质、铁质，中压缩性，部分钻孔揭示为黏土，局部钻孔揭示。厚度0.40～10.80m，层底标高为-46.46～-34.08m。

?4粉砂：褐黄色，饱和，密实，含云母、铁质，中压缩性，部分钻孔揭示为细砂，夹粉土，分布广泛。厚度0.50～12.90m，层底标高为-52.64～-37.36m。

9）第Ⅲ海相层（Q3bm）

仅少数较深孔揭示，未揭穿，揭露最大厚度9.20m，最深标高-57.54m。

?1粉质黏土：灰黄色，可-硬塑，含云母、有机质、铁质，部分钻孔揭示为黏土。

10）第Ⅴ陆相层（Q3aal）

仅少数较深孔揭示，未揭穿，揭露最大厚度5.00m，最深标高-62.51m。

?1粉质黏土：灰黄色，可-硬塑，含云母、有机质、铁质，部分钻孔揭示为黏土。

2.3水文地质

地下水类型及特征

本场地浅层地下水类型主要为第四系孔隙潜水，赋存于Ⅱ陆相层及以下的粉土、砂层的地下水具承压性，为承压水。

1）潜水

上部潜水埋藏较浅，勘测期间本工点地下水初见水位不明显，稳定水位埋深0.90～2.90m（高程-0.31～1.59m），年变化幅度多在0.5～1.0m之间。主要赋存于人工填土(Qml)、上组陆相冲积层(Q43al)及海相沉积层(Q42m)的黏性土及粉土中，含水层水平、垂直向渗透性差异较大，当局部地段夹有粉砂薄层时，其富水性、渗透性相应增大。接受大气降水和地表水入渗补给，地下水具有明显的丰、枯水期变化，丰水期水位上升，枯水期水位下降。主要含水介质颗粒较细，水力坡度小，地下水径流十分缓慢。排泄方式主要有蒸发、人工开采和下渗补给下部承压水。沼泽相沉积层（Q41h）粉质黏土（⑦）及下组陆相冲积层(Q41al)粉质黏土（⑧1）属极微透水～微透水层，可视为潜水含水层与其下承压含水层的相对隔水层。

2）承压水

第一承压含水层主要赋存于⑧2、⑨2、⑩2粉土、粉细砂层中；第二承压含水层主要赋存于?2、?4粉土、粉细砂层中，其间夹有多层黏性土相对隔水层。勘探孔M8MZQX29～M8MZQX45区段，由于?11粉质黏土层分布不连续或缺失，第一承压含水层与第二承压含水层存在贯通情况。承压水的渗透补给，与潜水水力联系紧密，排泄以相对含水层中的径流形式为主，同时以渗透方式补给深层地下水。

本工点参考临近天津地铁8号线一期工程长泰河东站抽水试验结果，其抽水试验成果如下：

第一承压含水层水头大沽标高为-0.179m。

第二承压含水层水头大沽标高为-1.870m。

地下水的温度，埋深在5m范围内随气温变化，5m以下随深度略有递增，一般为14～16℃。

2.4注浆方式

1、理论建筑间隙

盾构机开挖直径为6860m，管片外径为6600mm，单侧理论建筑间隙为130mm。

2、注浆方案

为确保建筑物沉降趋势平缓、沉降速率可控、后续沉降快速稳定。不因施工期间及盾构施工完成后注浆量不足或注浆不及时等原因，而造成盾构施工影响范围内的地表、周边建筑物、管线及隧道结构自身超限沉降、渗漏等，本项目盾构区间均注浆采用综合注浆方式，注浆过程采用注浆量及注浆压力双控措施：

（1）在推进过程中正常进行同步注浆；

（2）根据盾构推进实时监测数据对沉降较大或渗漏部位进行二次注浆（双液浆：水泥浆-水玻璃）；

（3）根据监测结果及工后沉降情况，利用盾构车架上的注浆平台进行有针对性的跟踪补浆。

3、注浆施工

3.1同步注浆

本工程盾构机同步注浆采用了可硬性砂浆，在盾构正常推进时及时注入同步浆液。综合稠度、泌水率、初凝时间、可泵性等关键要素，调整同步浆液配合比，使浆液在管片背后快速凝固、快速达到强度，并有效形成止水效果。

图3.1-1 同步注浆

（1）同步注浆配合比

同步浆液配合比如下表。

表3.1-1 同步注浆配比（kg/m3）

水泥砂粉煤灰膨润土水

190 800 350 75 350 胶凝时间：4～6h

泌水率：＜3%；

固结体强度：1天≥0.2MPa，28天≥3MPa；

稠度：11±2cm

（2）同步注浆参数

根据初期勘察成果及盾构区间地质水文情况，注浆压力控制在0.2～

0.3MPa。

1.5m管片理论同步注浆量：V=3.14×（3.432-3.32）×1.5=4.12m3

1.2m管片理论同步注浆量：V=3.14×（3.432-3.32）×1.2=3.30m3

（6.86m---开挖直径，6.6m---隧道外径）。

实际注浆量采用理论值的150%～250%，即6.18～10.30m3（1.2m管片）、4.94～8.24m3（1.2m管片）。

施工过程中，以控制注浆压力达到设定值为主，注浆量达到理论注浆量的90%以上为辅，结合地面监测数据，调整实际注浆量。

（3）同步注浆质量控制

1）浆液质量控制

本工程采用全封闭式自动计量拌合站，使用前进行计量校正，并间隔一定时间进行检验校核，确保各类浆液原材下料精确。当浆液运输至洞内施工现场时，由技术人员负责检查浆液质量，并每3环留取一组液浆试样并观察记录其初凝时间、终凝时间和泌水率，确保浆液质量合格。并根据初凝时间过长、泌水率较大时，及时分析并调整配合比。

2）同步注浆操作控制

在推进过程中，应保持同步注浆系统同时工作，并根据实际推进速度调整同步注浆的流量，确保注浆的均匀性。为避免尾刷密封受到损坏，应合理调整注浆压力。

3）防漏浆措施

在推进过程中安排专人随时检查盾尾密封是否出现漏浆现象，若出现漏浆

应立即采用手动模式对漏浆点位加大盾尾油脂注入量，同时在漏浆位置填塞海绵条，并在短时间内减小注浆流量。发生漏浆后应对漏浆环号做好记录，待管片脱出盾尾后及时进行二次注浆。

3.2二次注浆

（1）技术准备

同步注浆系统有一定的合理使用范围，在某些敏感区域有一定的局限性，如在渗透系数较大的地层中。由于在此地层中盾构的推进速度相对较快，而自动注浆出口均分布在上部，浆液注入后很难形成单独固化体，尤其是在中下部，形成局部注入盲点。需对脱出盾尾的管片及时进行二次、多次注浆，二次注浆在管片脱出盾尾5环后进行。二次注浆宜从隧道的两腰开始，注完顶部再注底部，也可多点同时进行，注浆完毕后封闭注浆孔，浆液采用双液浆（水玻璃+水泥浆），注浆压力和注浆量双控。施工中对压浆位置、压入量、压力值做详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整。

（2）注浆方式与流程

二次注浆方式一般情况下与同步注浆相同，注浆压力根据实际进行调整。掘进+10环后，使用双液浆封闭+1～+5环管片背部与结构间的建筑空隙，对洞门进行封闭。

图3.2-1 二次注浆工艺流程

（3）注浆材料及配合比

注浆材料采用双液浆：即水玻璃+水泥浆(水泥：P.O42.5, 水玻璃：35Be)。浆液配比及其相关参数指标如下：

盾构机上了配备二次注浆设备，可以通过管片预留注浆孔向管片外侧注入水泥+水玻璃浆液。

表3.2-1 二次注浆材料及配比表(每方)

（4）注浆设备

双液注浆泵1台(两个浆液桶和一个双液注浆机组成)，小型浆液拌合筒1个，注浆阀10个，50mφ32注浆软管3条，1条备用，三通1个，开孔钻一台。

（5）注浆施工

1）注浆位置

二次注浆宜在管片出盾尾5环之后进行。

2）注浆压力

二次注浆压力控制在0.4～0.6MPa。

3）二次注浆开孔

采用隔环开孔、每环开三个孔(上半环)的方式进行二次注浆，开孔深度以打穿同步注浆层为宜。

4）二次、多次补强注浆工艺

在注浆前先选择吊装孔及新增注浆孔作为注浆孔位，装上注浆单向逆止阀后，用电锤钻穿吊装孔位厚3cm保护层，开孔深度不低于50cm为宜，接上三通及水泥浆管和水玻璃管。注双液浆时，先注纯水泥浆液1min后，打开水玻璃阀进行混合注入，终孔时应加大水玻璃的浓度。在一个孔注浆完结后应等待5～10分钟后将该注浆头打开疏通查看注入效果，如果水很大，应再次注入，至有较少水流出时可终孔，拆除注浆头并加盖闷头盖。如监测数据反映沉降仍不稳定，可采取多次补强措施控制沉降。

注浆过程中应有排气孔，排气孔原则上设在预注浆孔上，并安装注浆单向逆止阀，同时打开球阀，直至出现冒浆时关闭球阀，10分钟后检查注浆效果，如有水溢出，应对该孔进行注浆。

（6）二次、多次注浆注意事项

1）在注浆前应查看管片情况并在注浆过程中进行跟踪观察，如有异常情况应立即停止注浆，并及时上报；

2）在注入过程中应严密监视压力情况，在注入过程中出现压力过高但注入效果不明显的情况时应检查注浆泵及注浆管路是否有堵管现象，并立即进行清理；

3）在注浆过程中出现任何的停机现象时均应对注浆泵及注浆管路进行清洗，在注浆完结后应做到“工完料净场地清”，对所有的机具均应清理干净并归于原处；

4）在注浆前应将同步注浆管路的所有球阀全部关闭，查看盾尾油脂腔的压力，如果压力偏低，应适当注入盾尾油脂，以保证在注浆过程中有足够的压力避免盾尾漏浆；如果注入过程中盾尾出现漏浆现象，应停止注入5～10min 后再重新注入；

5）在注浆前应查看管片情况及土仓压力情况并在注浆过程中进行跟踪观察，如有异常情况应立即停止注浆，并上报；

6）在注浆前应将注浆孔全部打开并带上注浆头，在注浆时可将注浆头全部打开放水直至浓浆流出再关闭注浆头；

7）在注一个孔时应备足水泥及水玻璃，严禁中途停止注入,在一个孔注浆完结后应等待5～10分钟后将该注浆头打开疏通查看注入效果，如果水仍很大，应再次注入，至水较小时可终孔，拆除注浆头并用双快水泥砂浆对注浆孔进行封堵，带上塑料螺堵；

8）在注浆过程中如果土仓压力有明显变化，在注浆过程中可适当将盾构

机向前推进150mm以内，避免盾构机被浆液包结；

9）在注浆过程中出现任何的停机现象时均应对注浆泵及注浆管路进行清洗。

10）在曲线转弯段及地面对沉降控制要求较高的地段，加强注浆管理，根据地面监测情况进行补注浆。根据注浆计划加注水泥+水玻璃浆液，以达到控制管片变形及地面沉降的目的。

（7）注浆结束标准

注浆压力达到设计压力；注浆效果达到此次注浆的目的。

4、施工资源配置

4.1 机具配置

表4-1 机具配置

4.2 劳动力配置

表4-2 劳动力配置

5、质量保证措施

（1）施工前，有关技术人员应熟悉图纸，并在各工序进行前向班组进行详细的技术交底。

（2）对浆液稠度、初凝时间及泌水率应进行不定时抽查，确保浆液质量符合施工要求。

（3）在同步注浆过程中，严格控制浆液注入量与盾构机进尺相匹配。

（4）严格控制同步注浆量及注浆压力，在推进过程中，同步注浆同时开启，绝不允许进行推进时不注浆的现象出现。

（5）在进行二次注浆及后期补浆过程中，水泥浆与水玻璃应同时进行压注，以确保加快浆液凝结时间。

6、安全保证措施

（1）对各施工、操作人员进行安全意识及操作规程教育。各施工操作人员未经安全培训教育不得上岗。

（2）施工人员均应正确配戴好安全帽、护目镜、防护鞋等安全防护设施。

（3）开工前对施工、操作人员进行技术和安全交底。

（4）做好用电安全教育，注浆设备临时接电需严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规定。

（5）二次注浆完成后拆除注浆管路时，必须先进行泄压，方可进行管路

拆除工作。

7、文明施工保证措施

（1）强施工现场管理，施工现场坚持做到“工完料清”，并及时处理；

（2）工程材料、制品构件、机具设备等分门别类、有条理地堆放整齐；

（3）机具设备定期、定人保养，并保持运行正常，机容整洁。

（4）注浆完成后，及时清洗被浆液污染的管片。

（5）加强施工现场的检查与监督，从严要求，搞好文明施工。