2010-04-06 盾构法隧道施工用新型单液浆压注系统及配套设备改造技术要求
隧道盾构单双液结合多序注浆技术探讨
４单液结合多序注浆工艺
由于 本 工程穿 越海 河 ，该 区域地 下水 丰 富 ，承 压水 层压 力大 ，而且 地 质情况 极其 复 杂 ，粉土 、砂 土 层液化 严重 ，单液 浆液 注 入 后 很容 易被水 稀释 或是 带走 ，浆 液的 成浆 率 很 低 ，达 不 到预期 的注 浆效 果 ，双液 由于 水 玻 璃和水 泥浆 混合 后凝 结时 间短 ，容 易填 充 空 隙 ，并 形成 支撑 ，使 砂土 层 中的应 力得 以 保持 ，确 保管 片脱 出盾 尾时地 层 的稳定 。 同 时单液 和双 液注 浆 由于凝 结时 间和 浆 液流 动性 质不 同 ，具 有 不 同的充填 特 点 。单 液 浆 （ 泥砂 浆 ）在注 浆时 没有 完全 自立 的 水 流 体 ，所以具 有非 常平 缓的 充填 性 ，形成 后 注 浆液 顺次推 压先 注的 浆液 ，使浆液 逐渐 充 填 到前 方的状 态 。对于 双浆 液 ，首批 注入 浆
Ｄ ：１ ．９ ９ ｊｉ ｎ１ ０ — ９ ２ ２ １ ．３０ １ ＯＩ ０ ３６ ／ ． ｓ ．０ １ ８ ７ ．０ ２ １ ．２ ｓ
隧道盾构单双液结合多序注浆技术探讨
栗 晋 华 中铁 隧道 集 团三 处 有 限 公 司 ，广 东 深 圳
５ ０ ２ １ ５ ８ 液 ，具 有封 堵地 下水 的作 用 。一般 适用 于盾 构机 始发时 ，可在 盾与洞 门环 圈四周起 到封 堵 渗 漏水 的作 用 。 ２ ＃浆 液 ：适 用 于粉 土 、 砂土 层 液化 严 重 富水 软 弱地 层 ，该 浆 液 单 液 浆 与 水 玻 璃 按８ ％混合 后 反 应 速 度较 适 中 ，便 于 施工 操 作 ，而 且２ ５ 后抗 压强 度可达 ０ ２ ａ ８ ．ｈ ．ＭＰ ，２ ｄ 抗 压 强度可 １ ５ ａ ．ＭＰ 。 ３ ＃浆 液 ： 用于 地 质情况 较好 ，地 下水 适 较少 的地 层 中使用 ，掺 入粉煤 灰后 早期 强 度 降低 ，后期 强 度比 不掺时 有较 大提 高 。 ４ ＃浆 液 ： 适用 于地 质条件 恶 劣 、地 下水 较 多 ，同时对 地面 沉降 要求高 的情 况使 用 ， 由于 水泥 用量 较大 ，因此 与水 玻璃 的反 应更 快 ，时 间较 短 ，容 易堵 塞管路 ，增 加清 洗难 度 ，施 工操作 难度 加大 ，掺 入粉煤 灰后 后 期 强度 会有所 提 高。 ５ ＃浆 液 ： 用于 同步 注浆 ，而且该 配 比 适 掺入８ ％的水 玻 璃 后 反应 速 度 较 慢 ，主要 用 于 为防止 浆液 从盾 尾刷 流入 盾构机 壳体 ，造 成盾 构掘进 推 力增大 。 ６ ＃浆液 ： 适用 于二 次注 浆 ，该 配 比 由于 为水 泥净 浆 ，且水 泥用 量较 大 ，掺 入水 玻璃 时应 控制 在４ ％～６ ％范 围内 。 通过 对以 上各 浆液 特性 的分析 ，结 合该 工程 的富 水软 弱粉 土 、砂土 层实 际情 况 ，最 终 确定选 用２ ＃浆液 。 液在 凝胶 时 间与可 塑 固结 的保持 时 间重 合 的一 段时 间 内容易 充填 ，但进 入 固结 区后 浆 液黏 结强 度 大 ，不 能 同可塑态 浆 液被 依次 压 送 到 前方 ，且 很难再 向周 围上 体 中扩 散 ，因 此 双 液浆往 往不 ６ １ ０ 地 充填 密实 。 ￣０ ％ 因此 结合单 液和 双液 不 同的 浆液特性 ， 提 出采取 单双液 结 合的方 式 ，即先 往双 液浆 形 成 支撑 ，限定 单液 浆填 充空 间 ，单液 浆再 填充 空隙 和背 隙的 方式 。 ４ １ ４ 环 始 发阶段 掘进 的注 浆 ．前 ５ 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 由浆 液站 拌制 好后 直接 通过 地表 管路 泵人 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 。盾尾 注浆 压 力设定 为３ ａ ～３ ５ ａ 。 在 ｂ ｒ ．ｂ ｒ 此段 盾构 施工 过程 中 ，盾构 掘进 出土 时进 行 注浆 ，以 控制 洼浆压 力为 主兼 顾注 浆量 。 由 于施 工条 件所 限 ，盾 构每 掘进 一次 时 只能 出 土一 斗 。土斗 装满 后需返 回竖井 口，将 土斗 吊出倒空 再放 回平板 车 Ｌ，开 至 螺旋输 送机 １下 继续 掘进 下一斗 上 。在等 待土 斗 的这 段 ３ 时 间内 ，如果 注浆 压 力侄 掘进 结 束时 未达 到 要求 ，那 么应 持续 注浆 ，直到 注 浆压 力达 到 要求 为止 。伍拼 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 。 ４２ ． 掘进４ 环 至１ ９ 施 工的注 浆 ６ ８环 盾 构 掘 进 ４ 环 后 ，盾 构 后 配套 台车 全 ６ 部 下 人隧 道 ，注浆 泵与盾 尾之 间 的注浆 胶管 缩短 ，但 浆液 站至 注浆罐 的浆 液输 送 管路随 盾构 的推 进不 断延长 ，浆 液输 送 阻力 日渐增 大 ，同 时 浆 液 在输 送 管路 中停 留的 时 间较 长 ，浆液 沉积 较 多 ，堵 管现象 逐 渐 出现 ，经 常 出现在 管路 中的 变径处 ，此 时 采取 的洼 浆 工 艺 和 前４ 环 相 同 ，但 管 路 清 洗 工 作量 加 ５ 大 。 由于 管路 较长 ，浆 液较稠 ，泵送 阻 力ｉ ｝ ｛ 大 ，为保 证拌 制的 浆液流 动性 好 ，避 免浆 液 发生 固液 分离 、沉 淀现 象 ，此时 一方 而尝 试 添加 适 当的缓 凝高 效减 水剂 来改 善浆 液的 性 能 ，保证 拌制 出的 浆液 的流 动性 和减 少浆 液 的材 料分 离 ，利 于 泵送 ；另一 方 面采 取特殊 的泵 送方 式少堵 管 ，每 环开始 推 进前 ，先 拌 制足 够 一环使 用的 浆液 打 人注 浆 罐 。当开 始 掘进 后 ，随着 浆液 的消耗 不 向注 浆罐 补充 浆 液 ，即让 浆液 站基 本 问断 泵送 浆液 ，保 持 浆液 在管 路 中处 ｆ流动 状态 。这 样在 ‘ 掘 环 进结 束时 ，往 浆罐 内 『 乃还有 够 ・ 用的 砂 环使 浆 。从拼 装本 环管 片到 一 环掘 进结 束这 一 段 时间 ，浆液 站不 需再 泵送 浆液 ， 町以 刖膨 润上 液或 清水 进行 清 洗管路 的 工作 ，及时 疏 通 浆液 泵送管 路 ，减 少堵管 的 可能保 址施 Ｊ 的连 续性 。
新型单液浆在盾构法施工中的应用
新型单液浆及在盾构法同步注浆中的应用张洪锋王文轩（中交隧道局盾构工程公司，北京 100088）摘要：本文主要通过介绍新型单液浆（俗称厚浆）的基本情况、盾构注浆设备的改造、以及新型单液浆在工程实践中的应用情况，进一步阐明新型单液浆在盾构法同步注浆中的应用可行性。
关键字：盾构法、新型单液浆、同步注浆1.引言进入21世纪，世界经济的迅猛发展加速了城市化的建设。
随着城市密集度的提高和高层建筑的不断增加，地面可利用空间越来越少。
利用盾构法来有效利用和开发地下空间成为最佳的选择。
在盾构施工过程中，盾构壳体内壁的直径大于管片衬砌的外径，以便于衬砌的安装和盾构曲线施工需要；盾构切削直径大于盾构机外径，再加上盾构壳体的厚度，这就形成了理论上的盾构空隙。
地层沉降的原因主要是盾尾脱离管片后，周围土体失去支撑将向管片移动，形成地层松动、超孔隙水压力下降现象。
若不对这一空隙进行及时的充填，则势必造成地层损失，进而影响地表各类建筑物和地下管线设施。
为了减小盾构施工对地层位移的影响，必须对盾尾空隙进行有效的充填，即进行同步注浆。
而同步注浆技术特别是浆液选择是否合理是盾构工法中必不可少的关键性辅助工法，是控制地面沉降和隧道沉降（包括后期沉降）的关键。
上海地区的盾构，主要用于软土地质条件下的区间隧道施工。
为有效的控制地面沉降、保持隧道的稳定、满足环境保护的更高要求，在工程实践中，同步注浆浆液采用新型单液浆（俗称厚浆）的优点已逐步凸现，有取代传统双液浆、惰性浆或其它薄浆的趋势。
2.工程概况上海轨道交通12号线某标段，采用盾构法进行区间隧道施工，盾构直径为6340mm，管片外径为6200mm，管片长度为1200mm。
该标段隧道掘进主要在第③层灰色淤泥质粘质粉土及第④层灰色淤泥质粘土之中，局部有③夹层灰色砂质粉土，第③层、④层土均属高含水量、高压缩性、低强度、低渗透性的饱和软粘性土，具有较高的灵敏度和触变特性，在动力作用下极易破坏土体结构，使土体强度骤然降低，变形量增加。
盾构同步单液浆注浆工艺标准
盾构同步单液浆注浆工艺标准1 同步注浆原理以及工艺同步注浆与盾构掘进同时进行，通过同步注浆系统，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，同步注浆在盾尾空隙形成的极短的时间内将其填充密实，从而使周围岩土体获得及时的支撑，可有效的防止土体的坍塌，控制地表的沉降；管片注浆通过在管片上的注浆孔注入速凝双液浆，达到补充注浆的效果，从而控制后期沉降。
同步注浆原理见下图：图1-1 同步注浆原理示意图2 技术要点2.1注浆材料注浆材料由水泥、粉煤灰、砂、泥浆组成。
其中水泥为红棉42.5R水泥，砂采用细河砂，泥浆为盾构施工泥浆池内的泥浆。
2.2注浆配比单液浆为水泥砂浆，其配比如下：水泥:泥浆:水:河砂:煤灰=1:3.64:1:3:1.5该比例为重量比，泥浆比重为1.18g/cm3。
单液浆初凝时间为1小时。
2.3注浆控制（1）注浆量控制8.8m盾构掘进产生的理论建筑空隙为7.2m3，实际注浆量为理论注浆量的130%～180%，即每环注浆量为9.36～12.96m3；6m盾构掘进产生的理论建筑空隙为 4.05m3，实际注浆量为理论注浆量的150%，即每环注浆量为6m3。
（2）注浆压力控制同步注浆压力一般设定为2～3.5kg/cm2,注浆压力还应根据外界的地下水压力进行调整。
当注浆压力偏大时，应稍微停止注浆，避免浆液击穿盾尾导致盾尾密封失效，若盾尾漏浆，可暂时停止相应点位的注浆管。
（3）注浆速度注浆速度按照盾构一环掘进时间进行，为防止注浆击穿盾尾刷，在盾构掘进开始后5分钟至掘进完成时间内均速注浆。
2.4注意事项（1）拌料时，砂、水泥、水、膨润土要按照正确顺序进行投料；（2）注浆设计压力是指注浆孔孔口压力，而不是泵的工作压力；（3）要注意保证注浆泵能正常工作，注浆管路畅通，压力显示系统正确无误；（4）正常情况下浆液要从管片的对称位置注入，防止产生偏压使管片发生错台或损坏；（5）注浆过程中要密切关注管片的变形情况，若发现管片有破损、错台、上浮等现象应立即停止注浆；（6）注浆过程中，若在不提高注浆压力而注浆量很大，或注浆量突然增加时应检查是否发生了漏浆或注入掌子面，若发生前述现象应停止注浆，妥善处理后再继续注入；（7）注浆过程中若发生管路堵塞，应立即处理以防止管中浆液凝结；（8）作业完毕后，搅拌机、运输机、泵、注浆管路一定要及时清理干净，每一个工作班清理一次；（9）在需要长时间停机时，必须拆除注浆管路，将注浆管路清洗干净。
盾构惰性浆液同步注浆施工工法
盾构惰性浆液同步注浆施工工法一、前言盾构是一种用于隧道开挖的特殊机械设备，是目前世界上最为流行的隧道掘进工具之一。
盾构惰性浆液同步注浆施工工法是盾构建设中广泛采用的一种方法。
该工法具有施工工艺简单、施工效率高、施工过程中产生的环境污染较少等特点。
下文将对该工法进行详细介绍，以洞悉此工法的理论和应用。
二、工法特点盾构惰性浆液同步注浆施工工法是一种高速隧道掘进方法，其施工工期较短、品质卓越、安全可靠，是当今隧道施工的一种重要工法。
这种施工方法相比其他施工工法具有很多优势：1. 施工过程中不需要泥水循环，减少环境污染；2. 施工安全性高，采用定位钢套管支护，同时进行同步注浆，可以有效防止地层沉降和水密性问题；3. 可以控制地层开挖的速度和质量，使得施工更加规范化；4. 施工效率高，可以大幅缩短开挖周期，提高工效。
三、适应范围盾构惰性浆液同步注浆施工工法适用于大范围开挖大直径隧道工程，如城市地铁、高速公路、水利工程等。
同时，该工法也在一些特殊环境下得到了广泛应用，例如地质条件复杂的斜坡和峭壁地形。
四、工艺原理盾构惰性浆液同步注浆施工工法的原理是在盾构掘进的同时，采用惰性浆液同步注浆技术填充掘进腔，形成与邻近岩土环境无缝接触的掘进箱体，以保证隧道施工的安全、快速和高品质。
惰性浆液是一种含有低浓度泡沫和一定浓度的泥浆体积流量的混合物。
其操作原理是在所要注浆的区域注入惰性浆液，利用盾构推进的压力作用将惰性浆液塞入围岩中，防止围岩破坏，同时也起到了固化围岩的作用。
在施工过程中，需要采取以下技术措施以保障工程质量：1. 同步注浆：将惰性浆液注入到掘进腔中，保护周围岩层并强化掘进箱体；2. 定位支护：定位钢套管和注浆支撑作为盾构前进的支撑结构；3. 控制推力：根据掘进腔口的岩层情况和盾构的工作状态调整推力，以防地层塌方。
五、施工工艺盾构惰性浆液同步注浆施工工法包含了以下施工阶段：1. 前期工作：包括设计和施工准备工作，如勘测、绘制工程施工图、仪器调试、设备验收等。
盾构法隧道掘进用同步注浆设计
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
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
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
（ ； 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 ．
坍塌 ， 制地 表 的沉 ， 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．
盾构推进液压系统参数优化
关键词:盾构推进液压系统;压力扰动;CFD;试验设计;代理模型;模拟退火算法
中图分类997(2021)07-0054-04
Parameter Optimization of Shield Propulsion Hydraulic System
WANG Lin-tao, LUAN Peng-long, SUN Wei, Lljie
A simulated annealing algorithm (ASA) to solve the global optimal solution and the results show that the optimization method
based on agent model is effective.
(School of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology, Liaoning Dalian 116024, China)
Abstract： Taking the shield hydraulic system as the research object, use the CFD numerical simulation method research the influ
来稿日期：2020-05-08 基金项目：国家自然科学基金一超大断面盾构推进电液推进系统低围岩扰动调控方法 （51605071） 作者简介:王林涛,（1987-），男,山东青岛人，博士研究生，副教授，主要研究方向:复杂机电系统多学科建模与优化等;
栾鹏龙,（1992-），男，河南许昌人，硕士研究生，主要研究方向:盾构推进液压系统优化
Key Words： Hydraulic Propulsion System； Pressure Disturbance； CFD； Design of Experiment； Surrogate Model； ASA
新型盾构同步注浆浆液及盾构相关设备改造技术要求(试行稿)
3.盾 构区间施工单位应记录 实 际使用 的同步注浆浆液配 比、 每
环注浆量及注浆压力大小 ,并 建档备查 。
4.盾 构区间现场监理单位应重 点加 强对同步注浆质量的管控
液配 比、每环注浆量及注 浆压力大小 ,并 建档各查 。
75
⑷
电瓶车浆料 箱容量要求 ≥4m3
3.盾 构机注浆系统
1) 注浆泵
注浆泵应匹配 输送新型 同步注浆浆液的要求 ,恶 劣环境下运行稳 定 、可靠 ,技 术性能不得低于德国 泵。
泵送缸数量 (只 ) 泵送缸 冲程长度 (n… ) 泵 送缸直 径 (lrun) 泵送缸 单缸容积 (L) 最大输 出量时冲程 (次 /lnin) 最大可 调输 出 (m3/ll) 最大理论输送压力 (bar) 最大可 调输 出时连 续工作压 力 (bar)
离
;
“)改 造 时可相应缩小盾尾处注 浆包管乌龟壳 的体积 尺寸 。
(1)改 造后 搅拌箱 的容积应 ≥5m3,强 度和刚度应满足 使用要
其 内容包括箱体壁厚 、搅拌轴两端支承 形 式及密封 结构的设计
;
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,
⑿)根 据搅拌新型 单液浆 的要 求 ,确 定搅 拌轴 的转速 及扭矩范 围 ,改 造 时相应加 大搅拌轴直径 ,增 加搅拌 叶片的冈度 ,匹 配搅 拌机 刂 液压泵 、液压马达 及 电动机 的液压参数和 驱 动功率 阀 ,其 与注浆泵 的进料 口间用浮 动接头连 接
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盾构机同步注浆系统单液浆改双液浆施工技术
盾构机同步注浆系统单液浆改双液浆施工技术摘要：针对呼和浩特地铁盾构隧道穿越的地层主要为砂卵石地层并夹杂有粉细砂层透晶体，地下水丰富、水位高、补给迅速。
在盾构施工中通过探索、对现有的中铁装备生产的盾构机（中铁346号）同步注浆系统进行改造，将单液浆改为双液浆，在盾构机掘进时同步注浆注入双液浆。
由于双液浆具有初凝时间短、抗渗能力强等优点，可以减小管片错台和上浮、降低盾构机在掘进过程中渗漏水及地表沉降的风险，保证了盾构隧道施工的安全与质量，提高了工效。
关键词：盾构；同步注浆；改造；单液浆；双液浆1引言随着国内城市地铁工程的大规模的建设，盾构法隧道施工技术逐步发展成为各个地下空间开发领域的主流施工技术。
盾构法具有安全开挖和衬砌，掘进速度快；盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低；不影响地面交通与设施，不影响地下管线等设施；穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动；适用地层土质范围广等优点。
在盾构掘进过程中的同步注浆可以防止土体松弛下沉、减少地表沉降、保持隧道衬砌的早期稳定、提高衬砌接缝防水性能，保证隧道工后不变形、不下沉、不漏水。
同步注浆对隧道质量起着关键作用。
直接关系到周边构建筑物的安全和整个施工过程的安全，已成为盾构法隧道质量成败的关键因素之一。
盾构机同步注浆系统单液浆改双液浆施工技术成功运用到呼和浩特市轨道交通1号线一期工程孔家营站～呼钢东路站区间右线盾构施工，设备改造成功，操控方便，盾构隧道成型质量优良。
中铁工程装备集团有限公司售后服务人员对同步注浆系统改造给予了很高的评价，后续在盾构机设计和再制造过程中将借鉴我项目部的施工经验，使盾构机设计更加合理、适应地层范围更加广泛，控制隧道质量更加有力。
2工艺特点（1）在盾构机上新增一套B液注浆系统，将原有的同步注浆单液浆系统改造成A液系统，A、B液在盾尾混合器处混合形成均匀双液浆，然后在盾构机掘进时同步注双液浆。
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新型单液浆压注系统
及配套设备改造技术要求
编制：
校对：
审核：
申通地铁集团建设事业部、盾构工作组
2010年 3月
新型单液浆压注系统及配套设备改造技术要求
１．方案的提出
上海地区现有的地铁盾构，主要用于软土地质条件下的区间隧道施工。
为有效的控制地面沉降、保持隧道的稳定、满足环境保护的更高要求，在工程实践中，同步注浆浆液采用新型单液浆（俗称厚浆）的优点已逐步凸现，有取代传统双液浆、惰性浆或其它薄浆的趋势，并正朝着市场化、商品化、集约化供浆的可能性方向发展。
而上海地区早期引进盾构机上配置的同步注浆系统仅适用于双液浆或其它薄浆，已远远不能满足施工的要求，基于上述原因，有必要对盾构法施工用同步注浆系统及配套设备进行改造。
２．同步注浆用新型单液浆材料及其性能
2.1 同步注浆用新型单液浆浆液的性能（见表1）：
表1 浆液基本性能
2.2同步注浆用新型单液浆浆液材料由石灰、粉煤灰、膨润土、中细砂、水、外掺剂
等搅拌而成（见表2）。
表2 新型单液浆组成原材料
2.3同步注浆用新型单液浆浆液实验配合比（见表3）
表3 浆液原材料实验配合比（kg/m3）
3.工程用浆计算
上海地铁隧道目前采用幅宽为1.2m的预制混凝土管片，则盾构机每推进一环如注浆率按建筑空隙的150％～200％考虑，每环管片需供浆2.7 m3～
3.6 m3。
已知盾构推进速度为60mm/min，推进加管片拼装的作业效率为1环/小时，考虑到上下行两条隧道同时施工，因此涉及改造方案中的地面供浆设备需按≥8m3/h考虑。
4. 改造方案
4.1 新型单液浆供应方案
要求施工单位自制搅拌设备，其容量≥4m3，搅拌轴采用卧轴布置，浆筒占地面积5 m2，总高度≤1 m，沿工作井端头布置，拌制后的浆液由球阀控制，通过输送管到达井下，搅拌设备安放在面积不小于30m2的较密闭房内，采用液压驱动，动力站需与拌浆作业区域隔离，配料采取电子称量或定量包装的方式。
4.2 新型单液浆转驳系统改造
4.2.1 转驳泵推荐方案
考虑将国产挤压泵作转驳泵使用。
表4 国产挤压泵技术性能
4.2.2电瓶车浆料箱的改造方案
a) 由于采用挤压泵作为转驳泵,其进料口接近机架底部，是各种砂浆泵中进料
口位置最低的一种，因此，电瓶车上运送浆料的料箱不需要象奈莫泵或其它
螺杆泵那样抬高很多，电瓶车在浆料运输过程中重心较稳，有利于安全；
b) 电瓶车浆料箱容量要求≥4m3，并带有搅拌装置，在其螺旋叶片的导流作用
下，具备一定的喂料功能，以改善挤压泵入料口处自吸功能不足的工况；
c）另外，挤压泵的使用安装较为方便，柔性的胶管通过快速接头联接，即插即用，无需永久固定的安装位置，能充分利用电瓶车上有限的空间，因此可酌
情在电瓶车上布置成固定放置式、非固定安置式、以及与浆箱隔开一定距离
的非紧凑型安装形式。
4.3盾构机注浆系统改造
4.3.1注浆泵
a)泵送出口处的压力应控制在略微大于隧道周边的水土压力，根据隧道外部水
土压力及现场泵送时得出的注浆管沿程损失，计算得出施工时的同步注浆压力，拟定控制在0.5～1.0MPa。
施工时采用以注浆量为主，注浆压力为辅的措施进行推进时的注浆操作，实际注浆施工参数还可根据地层变形监测数据和推进段隧道埋置深度及时进行合理的调整。
b）因此本方案采用适应输送新型单液浆的德国SCHWING泵或PUTZMEISTER 泵替换原盾构机配置的日本PA-30C或MSP-702等其它类型的注浆泵，德国SCHWING泵技术性能（见表5），德国PUTZMEISTER泵技术性能（见表6）。
表5 德国SCHWING注浆泵技术性能
表6 德国PUTZMEISTER注浆泵技术性能
4.3.2 同步注浆系统控制方案改造
4.3.2.1用SCHWING泵或PUTZMEISTER泵的两个独立柱塞泵，每个泵出口对应两个
注浆点，由气动球阀控制每个注浆点开闭，可实现逐点或多点连续注浆；4.3.2.2为使盾构推进每环同步注浆量与设定方量自动保持一致，并且均匀分布，必
须设计合理的同步注浆计量和控制系统，主要要求如下：
（1）注浆量的积算以柱塞泵容积-往复次数计算方法得出。
（2）采用闭环控制的分段注浆满足均匀注浆控制要求
（3）采用变频或液压变量调节的方法控制注浆泵速度该速度与推进速度实际值匹配，通过调试后设定。
4.3.2.3 同步注浆控制系统设计要求
（1）同步注浆控制柜采用控制和动力分置的方案，动力柜就近安装在注浆泵动力站侧车架，控制柜安装在盾构控制室内。
（2）动力柜设置急停及其他常用开关旋钮，控制柜设置人机界面和急停按钮。
（3）同步注浆控制系统除注浆泵控制功能外，集成盾构同步注浆控制功能，主要包括以下功能：
（a）自动同步注浆功能：系统具备根据设定方量、推进距离、推进速度、
注出口选择方案进行闭环控制的均匀注浆控制，以满足正常施工质量要求。
（b）手动同步注浆控制：系统具备根据设定速度、设定方量、指定注出
口进行注浆的手动程序控制功能，以满足特殊工况施工需要。
（c）为集成盾构同步注浆控制功能，注浆控制系统须具备以下输入输出
信号点：
4.3.3 同步注浆清洗切换装置改造
a）如停机时间较长，则可用膨润土浆通过SCHWING泵或PUTZMEISTER泵直接置换残留在注浆管路中的浆液，取代原水力冲洗的方式；
b）相应取消原盾构机的同步注浆清洗切换装置；
c）盾构机各注浆点增设1条通径不小于50mm的备用浆管并配置球阀及堵头，应急使用时，要求堵头可在注浆压力的作用下脱离；
d）改造时可相应缩小盾尾处注浆包管乌龟壳的体积尺寸。
4.3.4 同步注浆搅拌系统及所在车架改造
a）改造后搅拌箱的容积应≥5m3，强度和刚度应满足使用要求，其内容包括箱体壁厚、搅拌轴两端支承形式及密封结构的设计；
b）根据搅拌新型单液浆的要求，确定搅拌轴的转速及扭矩范围，改造时相应加大搅拌轴直径，增加搅拌叶片的刚度，匹配搅拌机液压泵、液压马达及电动
机的液压参数和驱动功率；
c）为方便SCHWING泵或PUTZMEISTER泵的检修与安装，搅拌箱底部设通径为8″的碟阀，其与SCHWING泵或PUTZMEISTER泵的进料口间用浮动接头连
接；
d）搅拌箱顶部加盖，要求能监控搅拌箱内情况；
e) 搅拌箱应带有上料用的软管，以便与转驳泵的出口管道联接。
f）改造时注浆系统所在车架的总体布置应符合地铁隧道内车辆限界的规定，其中搅拌箱、SCHWING泵或PUTZMEISTER泵及动力站的布置方案见下图g）注浆系统所在车架上应配置供挤压泵使用的电源插座。
图4 搅拌箱、SCHWING泵及动力站布置方案图
5 系统验收
各单位应根据自有盾构的现状，提出改造计划及具体实施方案，报申通地铁集团建设事业部、盾构工作组确认，并在井底进行设备功能验收。