5盾构同步注浆技术

4 同步注浆工艺
浅浅覆覆土土段段同同步步注注浆浆
浅覆土地段的壁后注浆，由于盾尾建筑空隙会立即影响到地面 或地下建（构）筑物，要进行充分的壁后注浆管理以控制地层变 形，同步注浆宜使用有早期强度的壁后注浆材料，同时，要通过实 验确定注浆压力及注浆量。
4 同步注浆工艺
大大坡坡度度段段同同步步注注浆浆
大坡度施工中的壁后注浆材料，宜采用体积变化小，早期强度高的 瞬结性材料。下坡度时，容易出现漏浆现象。出现漏浆现象可采取 以下措施预防解决这一问题： （1）同步注浆的同时应当注意盾尾油脂的及时填充，盾尾刷及盾
正正常常掘掘进进段段同同步步注注浆浆
（1）每环开始推进前，先拌制足够一环使用的浆液打入注浆罐。当开始 掘进后，保证注浆罐储存的浆液能够满足同步注浆要求，保证施工的 连续性。
（2）严格控制同步注浆量和浆液质量，通过同步注浆及时填充建筑空 隙，减少施工过程中土体的变形。做好地面变形情况及地表监测分 析，及时调整注浆量
壁壁后后二二次次注注浆浆
（1）盾尾间隙已在盾构施工同步注浆时充分填充，如再超量进行注 浆，有可能扰乱土体，引起地面隆起和压实沉降等问题。所以二次注浆 基本上不需进行。如果出现管片漏水等现象时，则根据实际情况，对注 浆方法和材料确定后，进行补充注浆。 （2）压浆时指派专人负责，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。 （3）为防止浆液在注浆系统内的硬化，定时对工作面注浆系统及地面 上的拌浆系统进行清洗，清洗时间根据实际情况确定。
泵送剂（ND-105）
3 同步注浆材料
浆液类型
单液浆
大部分情况使用， 凝固缓慢
快硬性双液浆
双圆盾构和部分泥 水盾构使用，能快 速凝固
3 同步注浆材料
浆液性能
和易性好
收缩率小
有一定 强度
凝结时 间合适
易搅拌，易 输送，在运 输过程当中 能保持不离 析、不沉 淀、要具有 能填充空隙 的流动性
浆体凝固时 产生的体积 收缩要小， 其目的也是 为了减少地 表变形
尾油脂的配合使用能起到阻挡浆液倒流，避免漏浆。 （2）在盾尾油脂压注到位的情况下，盾尾漏浆大多是由于注浆压
力过高或注入速度过快造成，可以通过控制推进速度，调整同 步注浆流量及调整注浆压力，防止浆液击穿盾尾漏浆 （3）在出现漏浆的情况下，应当立即停止压浆，压注盾尾油脂， 在管片间隙漏浆处塞上海绵条等防漏材料，待漏浆结束后在推 进过程中适当加大注浆量，填补漏失的浆液，同时，根据监测 报表决定是否进行壁后二次注浆
4 同步注浆工艺
盾盾构构始始发发段段同同步步注注浆浆
（4）此段盾构施工过程中，盾构掘进出土时进行同步注 浆，以控制注浆压力为主兼顾注浆量。在拼装管片时，停 止注浆，以免拼装时千斤顶部分松开时注浆会造成管片移 位、变形。 （5）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析， 掌握盾构推进同步注浆量。
4 同步注浆工艺
浆液压注要及时、均匀、足量，确保其建筑空隙得以及时和足量的充 填。压浆量的多少，将直接影响到地表变形量的大小。
要保证有足够的浆液能很好的填充管片与地层之间的空隙。注浆量根据 盾构施工环形间隙注浆量经验计算公式确定
5 同步注浆参数
注浆量
实际注浆量应综合考虑地层特性和周边环境确定。 因地质、盾尾间隙、是否在曲线段等因素，注浆率有所不同。 一般情况下，注浆率1.3～2.5，并应通过地面变形观测来调节。 粘土地层注浆填充率160％～180％，砂土地层注浆填充率130％～150％。
（3）要合理控制注浆压力，尽量作到填充而不是劈裂。注浆压力过大， 管片外的土层将会被浆液扰动而造成较大的沉降，并易造成跑浆。同 时，注浆压力过小填充速度过慢，填充不足，也会使变形增大。
（4）在管片脱出盾尾5环后，对管片的建筑空隙进行壁后二次注浆，整 个区间每隔5环注浆一次，压浆量的控制根据变形信息确定。
水泥（kg）
134
某典型配比
粉煤灰（kg） 膨润土（） 砂（kg）
326
69
862
水（kg）
433
4 同步注浆工艺
4 同步注浆工艺
拌浆
4 同步注浆工艺
浆液运输
4 同步注浆工艺
盾尾
注浆点
盾尾注浆管
浆液注 入范围
一般配置4个或8个（4个备用），均匀分布。管片注浆孔一般为5 个。
注浆控制方式
注浆可根据需要采用手动控制方式，自动控制方式即预先设定注浆 压力，由控制程序自动调整注浆速度，当注浆压力达到设定值时， 自行停止注浆。手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆 流量，以防注浆速度过快，而影响注浆效果。
4 同步注浆工艺
穿穿越越重重要要建建筑筑物物及及重重要要管管线线同同步步注注浆浆
（1）穿越建筑物及重要管线前，应当对建筑物的桩基基础类型、埋 深、建造年代及管线的口径、埋深、走向等进行详细的勘查，综 合考虑该处的地质情况确定同步注浆参数。
（2）同步注浆的浆液在填补建筑空隙时可能会存在一定间隙，且浆 液的收缩变形也存在地面沉降的隐患，因此在隧道掘进的同时， 根据地面监测情况，必要时进行二次壁后注浆，浆液视情况采用 单液浆或双液浆。浆液通过管片的注浆孔注入地层，并在施工时 采取推进和注浆联动的方式，注浆未达到要求，盾构暂停推进， 以防止土体变形。根据施工中的变形监测情况，随时调整注浆量 及注浆参数，壁后二次注浆根据地面监测情况随时调整，从而使 地层变形量减至最小，达到保护建筑物及管线的目的。
注浆压力过小
浆液填充速度过慢 填充不充足 地表变形增大
通常同步注浆压力大于泥水压力0.1～0.15MPa， 一般压力控制在0.25 ～0.3MPa。
5 同步注浆参数
注浆量
同步注浆的注入量受浆液向土体中的渗透、泄露损失（浆液流到注入区 域之外）、小曲率半径施工、超挖、壁后注浆所用浆液的种类等多种因 素的影响。
6 同步注浆设施
搅拌站
主要设施：搅拌机、材料棚（堆场）、储浆 罐、输送管路等。 位置选择： 一般靠近盾构井，尽量不影响门吊运行。 两台盾构掘进时，考虑公用方便。 设计： 搅拌机上料口高出地面约20cm，便于上料， 并可防水。一般设置在顶板上。 储浆罐设置在中板，易于放料。
6 同步注浆设施
压浆设备
采包用括了储注浆浆罐压、力注自浆动泵控和制控系制统面，板一三面部使分压力 保持不变，一面直接向盾尾建筑空隙注浆。 通可过同电时磁对流四量个记注在浆监口测进流行量注的浆同时，进一行般自动 注采浆用。上部两个注浆口同步注浆。 浆采罐用带不有间搅断拌加轴压和方叶法片来，进注行浆注过浆程中可以对 浆液不停的搅拌，保证浆液的流动性，减少 材料分离现象。
同步注浆关键技术
中铁隧道集团有限公司技术中心 李建华
1 同步注浆的原理
随着盾构的推进，在管片和土体之间会出现建筑间 隙，建筑间隙的及时充分充填是减少地表沉降的关键环 节。为填充这些间隙，就要在盾构机推进过程中，保持 一定压力（综合考虑注入量）不间断地从盾尾直接向壁 后注浆，当盾构机推进结束时，停止注浆。
析、沉淀。
7 常见问题及解决措施
浆浆液液质质量量不不符符合合质质量量标标准准 预防措施 （1）根据盾构的形式、压浆工艺、土质情况、环境保护的控制要求及经 济效益正确设计浆液配比，并通过试验，使其符合施工要求； （2）应在满足合理的精度前提下，考虑使用简单可靠的计量器具。同时 应保养好计量器具，定时作检定。发现计量器具精度误差超标，应及 时校正或换新； （3）对拌浆材料的质量进行有效的管理。保证各种材料采购的渠道，并 附有相应的质量保证单。应按规定对材料进行质量抽检； （4）拌浆设备的工作环境差，使用中要主要定期维修保养，经常清洗拌 浆机。如在使用中机械发生故障应及时修复，不能让设备带病作业； （5）浆液的输送应视浆液的性能而定，选择合理的输送方法。用管路输 送时，管子的直径要适当；用拌浆车输送时，拌浆车上的拌浆机应有 充分的搅拌能力； （6）加强对拌制后浆液的检测，要确保浆液的质量符合施工所需。
≤3％ R7≥0.1MPa，R28＝0.5～1MPa
1 .7 5± 0.5
3 同步注浆材料
浆液配比
做好隧道同步注浆，应加强对浆液质量的控制，严格控制浆液配比，根据 所处土质、施工环境选择适合本地区的浆液配比。结合大量的浆液试块实 验，按照实验数据来确定配合比。
惰性浆液在主要成分加量不变的情况下，只需调节添加剂的加量就能有 效地控制、调节浆液的性能。在施工过程中，可以比较方便地对浆液的 性能进行调整，以适应不同地层、不同掘进进度对浆液性能的要求
某工程壁后二次补注浆浆液配比（重量比）如下表：
水泥 1
粉煤灰 3
水 适量
稠度 9～11
4 同步注浆工艺
壁壁后后二二次次注注浆浆
5 同步注浆参数
注浆压力
同步注浆时要求在地层中的浆液压力略大于该点的静止 水压及土压力之和，做到尽量填补同时又不产生劈裂。
注浆压力过大
地表有害隆起或沉降 隧道结构本身沉降或损坏 跑浆
注浆时间
根据盾构机推进速度，同步注浆以每循环达到总注浆量而均匀对称 注入，盾构机推进开始注浆开始，推进完毕注浆结束。
4 同步注浆工艺
盾盾构构始始发发段段同同步步注注浆浆
（1）为防止同步注浆破坏洞门止水装置（即防止铰链板由于注 浆压力崩断及防止袜套外翻）影响止水效果，需等盾尾脱出加 固区方可进行同步注浆。由于此段（约6m）为出洞加固区，土 体自立能力较强，地表沉降相对较小。 （2）当推进至20环时，对洞门进行注浆，防止可能的土体流失。 （3）由于现场条件的限制，此阶段盾构后配套台车位于地表，浆 液拌制好后直接通过地表管路泵入到后配套台车的注浆罐中，再 经泵送至盾尾浆液注入点注入地层。浆液输送管路较长，应避免 管路堵塞，影响同步注浆。在施工结束及时压注膨润土浆液，疏 通浆液泵送管路，减少堵管的可能，做到同步施工。
4 同步注浆工艺
小小半半径径曲曲线线段段同同步步注注浆浆
（1）小半径曲线施工时，管片从盾尾脱出后如果不能立即与周围 土体形成一体，盾构推进就不能充分取得反力，导致产生较大的 管片变形和隧道位移的危险性。
（2）同步注浆浆液应选择体积变化小，早期强度高的注浆材料。 （3）曲线段推进必然导致土体损失的增加。由于设计轴线为圆滑
建筑空隙
2 同步注浆的目的
防防止止地地表表变变形形
地表变形
地表
2 同步注浆的目的
减减少少隧隧道道沉沉降降
隧道下沉
2 同步注浆的目的
增增强强防防水水防防沙沙功功能能
隧道管片 衬砌接缝 浆液
盾构外壳
2 同步注浆的目的
稳稳定定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ管片片外外侧侧土土体体
隧道管片 衬砌接缝
盾构外壳
3 同步注浆材料
原材料
黄沙 水泥 膨润土 粉煤灰 外掺剂
浆体在凝固 前有一定的 早期强度支 撑地层不发 生沉降变 形，而凝固 后的强度要 略高于原状 土
初凝快，浆 体不易流 失，保证压 浆质量；终 凝慢，浆体 较长时间内 具塑性，防 止破坏盾尾 密封装置
3 同步注浆材料
浆液性能
项目 稠度（ cm）
初凝值 泌水率 抗压强度
比重
性能标准
10.5~11.5 16～24h
曲线，而盾构是一定长度的直线，故在实际推进过程中，实际掘 进轴线必然为一段段折线，且曲线外侧出土量又大，这样必然造 成曲线外侧土体的损失，并存在施工空隙。因此在曲线段推进过 程中同步注浆必须加强对曲线段外侧的压浆量，以填补施工空 隙，加固外侧土体，使盾构顺利沿设计轴线推进。注入量的多少 还是以地表沉降监测为指导。
4 同步注浆工艺
盾盾构构进进洞洞段段同同步步注注浆浆
进洞段同步注浆施工除了填充建 筑空隙，控制地面沉降外，还应配合 盾构轴线控制，采取灵活多变的注浆 方式，确保盾构顺利进洞，当盾构机 靠上盾构基座后停止同步注浆，待盾 构机进入完全停靠在盾构基座，洞门 封死后在进行洞门的补压浆，防止水 土流失
4 同步注浆工艺
浆体中的填充料
胶结剂，提供浆液固结强度和调节浆液凝结 时间 减缓浆液的材料分离，降低泌水率，还具有 一定的防渗作用 改善浆液的和易性（流动性）
3 同步注浆材料
材料要求
水泥 粉煤灰 膨润土
砂 水
外掺剂
普通硅酸盐水泥 42.5
一般二级 95％通过 200 目筛，膨胀率 18—20ml/g
细砂，通过 5mm 筛孔 生活用水
7 常见问题及解决措施
浆浆液液质质量量不不符符合合质质量量标标准准 现象
在盾构推进过程中，由于注浆浆液质量不好，使注浆效果不佳， 引起地面和隧道的沉降。 原因分析 （1）注浆浆液配合比不当，与注浆工艺、盾构形式、周围土质不
相适应； （2）拌浆计量不准，导致配合比误差，使浆液质量不符合要求；
原材料质量不合格； （3）运输设备的性能不符合要求，使浆液在运输过程中产生离