盾构机同步注浆系统单液浆改双液浆施工技术
盾构同步注浆及二次注浆方案
广州轨道交通二、八号线延伸线工程盾构区间5标盾构工程盾构同步注浆机及二次注浆方案编制单位: 上海吉原公司编制日期: 二○○七年一月一.工程概况【会石区间轨排井～广州新客站】和【江泰路站～跃进村站】两个盾构区间，分别位于番禺区和海珠区。
【会石区间轨排井～广州新客站盾构区间】线路从会石区间轨排井开始后向西南延伸，下穿密集鱼塘群、过石壁站，继续向西南穿越浅埋密集鱼塘群，后到达广州新客站，盾构机解体、吊出、转场至江泰路站；【江泰路站～跃进村站盾构区间】线路从江泰路站出发沿江南大道向北至跃进村站。
【会石区间轨排井～广州新客站盾构区间】里程范围为：左线长730.262m+290.093m (含长链0.126m)；右线长729.81m+294.42m。
【江泰路站～跃进村站盾构区间】里程范围为：右线长721.71m，左线ZCK 长722.287m(含长链0.577m)。
整个标段线路平面最小曲线半径为600m，最大纵坡为25‰。
【会石区间轨排井～广州新客站盾构区间】地处珠江三角洲后缘地带，为珠江水网交错的平原区，根据场地地貌成因及形态特征，区间地貌单元主要表现为珠江三角洲海陆冲积平原地貌；区间沿线为农田、苗圃、鱼塘，塘深2～3m，沿线建筑物少，场地开阔，地下没有管线的铺设，周边正处于规划开发阶段。
【江泰路站～跃进村站盾构区间】沿线地形较平坦，地面高程为13.4m～17.8m，地貌单元属珠江三角洲冲积平原，微地貌单元有河流冲淤积阶地、河床（槽）、微丘台地。
二.衬砌背后注浆的目的盾构施工中，随着盾构的向前推进，当管片脱离盾尾后，在土体与管片之间会形成一道宽度为115～140mm左右的环行空隙。
若不将这一空隙及时充填则管片周围的土体将会松动甚至发生坍塌，从而导致地表沉降等不良后果。
为此必须采用注浆手段及时将盾尾建筑空隙加以充填。
同时，背衬注浆还可提高隧道的止水性能，使管片所受外力能均匀分布，确保管片衬砌的早期稳定性。
三.衬砌背后注浆的方式和定义(一)同步注浆与即时注浆同步注浆是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行。
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 。
盾构法施工中的同步注浆和二次同步双液注浆技术
盾构法施工中的同步注浆和二次同步双液注浆技术一、盾构法施工中同步注浆和二次双液注浆的目的1、控制管片的稳定性 , 提高管片与围岩的共同作用力 , 防止隧道管片偏移。
盾构隧道是一种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物 , 用浆液均匀、密实地注入和填充管片背面空隙可以确保管片衬砌早期和后期的稳定性 , 是确保土压均匀作用的前提条件。
2、控制地表沉降。
及时填充管片拼装完毕拖出盾尾后与土体间形成的环形间隙 , 防止因间隙的存在导致地层发生较大变形或坍塌。
3、预防盾尾水源进入土仓而形成的喷涌。
在盾构法施工中 , 如果管片与土体之间的环形间隙没有得到良好的填充 , 与地下水系连成一体 , 该水系通过盾壳与土体之间的缝隙流至土仓 , 将会对掌子面形成较大的水压 , 造成喷涌。
4、提高隧道的抗渗性。
盾尾注浆液凝固后 , 会有一定的抗渗性能 ,可提高隧道的抗渗性。
5、隧道曲线超限修正。
根据管片姿态测量的结果 , 针对偏移量或上浮下沉量超限的管片进行注入单液浆或双液浆 , 依靠注浆压力 , 使管片向隧道设计曲线趋近。
二、注浆浆液的选择注浆浆液一般分为单液浆和双液浆两大类1、单液浆是指由粉煤灰、砂、水泥、外加剂等在搅拌机中一次拌合而成的浆液。
又可分为惰性浆液和硬性浆液。
惰性浆液中没有水泥等凝胶物质 , 是早期强度和后期强度都很低的浆液。
硬性浆液在浆液中掺加了水泥等凝胶物质 , 具备一定的早期强度和后期强度。
2、双液浆是指由水泥和水搅拌成的 A 液和由水玻璃等组成的 B 液混合而成的浆液。
3、单液浆和双液浆优缺点比较。
单液浆由于其施工工艺简单,易于控制 , 且不宜堵管、造价低,浆液扩散均匀等优点 ,广泛应用于管片背后同步注浆系统。
双液浆由于工艺复杂 ,易堵管 ,但凝结迅速早强 , 一般用于止水式、补救性注浆。
三、同步注浆同步注浆是管片背后注浆的一种形式 , 是整个盾构施工的一道关键工序 , 作为盾构隧道的掘进施工是必不可缺的环节。
盾构同步注浆及二次注浆技术交底e
〔8〕每班工作结束后，压浆管道均须先用水循环泵洗、清空，再注润滑浆液充满压浆管道以便下次注浆；地面拌浆机、井下运浆车及高位槽贮浆筒等设备均须除浆洗刷、清空，防止堵塞、板结；
〔9〕如实填写盾构施工过程质量控制压浆记录表，并做好每班落手清和交接工作。
5．二次注浆
2〕严禁在不停泵的情况下进行任何修理。
3〕注浆泵及管道内压力未降至零时，不准拆管路或松开管路接头，以免浆液喷出伤人。
4〕注浆泵由专人负责操作，未经同意任何人不得操作。
5〕必要时需要拆卸管路及注浆泵时应戴上防护眼镜，以防止浆液溅入眼睛。
6〕假设遇特殊情况，浆液在泵和注浆管路中停滞超过一个半小时，就必须进行清理或用膨润土充满管路。
接受人：单位负责人：交底人：
技术交底记录
编号：
工程名称
南京地铁三号线TA06标土建工程南京站站-新庄站区间交底单位中铁十九局轨道交 Nhomakorabea盾构分公司
交底工程
同步注浆及二次注浆
交底日期
2021年6月22日
交底内容：
〔5〕考虑到海瑞克盾构盾尾间隙较大，理论注浆量到达4m3，且地面存在多处重要建构筑物。
〔6〕浆液压运过程中不应离析和沉淀，浆液凝结时间、结硬强度等均应符合特定工程中的技术要求；
1〕在盾构穿越建筑物位置及地面沉降较大时，采取二次注浆。盾构进出洞10环及旁通道左右各10环采用单液水泥浆对管片的建筑空隙进行二次注浆。要求浆液满足泵送要求，泌水率<3‰，浆液一天强度≥，28天的强度≥3Mpa，并确保在列车振动和7°地震下不液化。
接受人：单位负责人：交底人：
技术交底记录
编号：
工程名称
3
300
盾构双液同步注浆施工工法 (2)
盾构双液同步注浆施工工法一、前言在目前城市建设的过程中，随着需求越来越大，地埋式的城市建筑的需求也越来越大。
比如说地下车库、地下商场、地铁等。
对于建筑者们来说，为了解决这一问题，盾构双液同步注浆工法也应运而生。
本文将对该工法进行详细介绍。
二、工法特点盾构双液同步注浆工法是一种用于隧道和地下工程施工的全新工艺，该工艺具有如下特点：1. 该工法能够同时进行掘进和注浆作业，大大提高了施工效率。
2. 该工法所使用的盾构掘进机结构简单，操作便捷，施工过程中能够快速适应各种地质情况。
3. 由于该工法采用双液注浆，能够有效地解决地下水及渗漏问题，从而增加了隧道工程的安全性。
4. 该工法使用完全隔水的管棚，有效地避免了地下水与混凝土接触，能够保持隧道工程结构在施工过程中的完整性。
三、适应范围盾构双液同步注浆工法适用于以下几个方面的建设：1. 地下车库、地下商场等的建设；2. 地铁、高铁、公路隧道工程的建设；3. 水电站、油气储藏地下洞室等工程建设。
四、工艺原理该工法的基本原理是运用盾构掘进机从一个环节到达下一个环节时同时进行土方回填和注浆施工，使掘进过程中形成的空洞随时得到充实和加固。
其施工工艺特点如下：1. 同步注浆：施工过程中，注浆与掘进进行同步，对预制衬砌进行优化加固，在保障隧道工程的整体稳固性和抗渗性的同时，同时保证了施工的效率。
2. 双液同步注浆：双液注浆使用优质的水泥等材料进行混合，然后通过管道送入隧道壁面，使隧道在掘进的过程中得到更好的衬砌。
3. 管棚隔水：在施工的过程中，使用管棚进行隔水，避免地下水与混凝土接触，从而能够保持隧道的整体性。
五、施工工艺盾构双液同步注浆的主要施工过程包括：1. 准备工作：包括机具、人员、设备和材料的准备及现场安排，确保施工工作的顺利进行。
2. 建立管棚：在施工现场建立管棚，隔离隧道区域，避免地下水和外界环境的干扰。
3. 盾构掘进：在隧道盾构机的作用下，进行隧道的掘进工作，将泥土和石头等物料推入机器后方的运输车道内。
盾构同步二次注浆方案
盾构同步⼆次注浆⽅案同步注浆、⼆次注浆施⼯⽅案当盾⽚脱离盾尾后,在⼟体与管⽚之间会形成⼀道宽度为115~140mm左右的环⾏空隙。
同步注浆的⽬的是为了尽快填充环形间隙使管⽚尽早⽀撑地层，防⽌地⾯变形过⼤⽽危及周围环境安全，同时加强管⽚外防⽔并使隧道整体得到。
在同步注浆后若发现以下情况之⼀（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，⼆次注浆可起加强及堵⽔的作⽤。
⼀、注浆材料的选择1.⽔泥技术标准：中华⼈民共和国国家标准GB175-1999标准名称：硅酸盐⽔泥、普通硅酸盐⽔泥材料名称：普通硅酸盐⽔泥强度等级：32.5R进货验收批量：不⼤于300t，附有质量证明书2.粉煤灰技术标准：中华⼈民共和国国家标准GB1956-1991标准名称：⽤于⽔泥和混凝⼟中的粉煤灰级别：三级进货检验：不⼤于200t，附有质量证明书3.砂技术标准：中华⼈民共和国⾏业标准GJG52-1992标准名称：普通混凝⼟⽤砂质量标准及检验⽅法产源：河砂规格：细砂，u f=1.6~2.2验收批量：不⼤于400m34.粘⼟材料名称：钠基膨润⼟、普通粘⼟进货验收：5.减⽔剂技术标准：中华⼈民共和国国家标准GJG8076-1997品质：合格进货检验：⽣产⼚家提供性能检验合格证6.⽔玻璃规格：35~45波美度进货检验：质量证明书及现场测试波美度⼆、同步注浆1、注浆⼯艺流程注浆⼯艺是实现注浆⽬的，保证地⾯建筑物、地下管线，盾尾密封及衬砌管⽚重要的⼀环。
因此必须严格控制，并根据地层特点及监测结果及时调整各种参数，确保注浆质量和安全。
注浆⼯艺流程如图⼀。
2、注浆的⽅式采⽤盾尾璧后同步注浆⽅式。
壁后注浆装置由注浆泵、清洗泵、储浆槽、管路、阀件等组成，安装在第⼀节台车上。
当盾构掘进时，注浆泵将储浆槽中的浆液泵出，通过四条独⽴的输浆管道，通到盾尾壳体内的4根同步注浆管，对管⽚外表⾯的环⾏空隙中进⾏同步注浆。
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。
盾构同步注浆和二次注浆浆液配合比
盾构同步注浆和二次注浆浆液配合比一、环形间隙同步注浆盾构机的刀盘开挖直径为6280mm，管片外径为6000mm，当管片在盾尾处安装完成后盾构机向前推进，管片与土层之间形成14cm的建筑间隙时，及时采用浆液材料填充此环形间隙有利于防止和减少地层变形，提高结构的稳定性。
1、同步注浆材料及配合比采用水泥砂浆（可硬性浆液）作为同步注浆材料，具有凝结时间较短、强度高、耐久性好和抗腐蚀性好等特点。
对浆液配合比进行不同的试调配及性能测定比较，优化出满足不同条件下使用要求的配方，书面报监理工程师审定后正式投入使用。
同时在试推进施工过程中对浆液的配合比核对推进后地表沉降监测情况进行相应的优化及调整。
同步注浆浆液配合比（kg/m3）1）胶凝时间：一般为6～8h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。
对于强透水地层和过建筑物、小曲线等地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂或减水剂，进一步缩短胶凝时间，获得早期强度，保证良好的注浆效果。
2）固结体强度：一天不小于0.2MPa，28天不小于1MPa。
3）固结收缩率：<5%。
4）浆液稠度：9～13cm。
5）浆液稳定性：倾析率（静置沉淀后上浮水体积与总体积之比）小于5%。
2、同步注浆主要技术参数结合本区间地层及区间周边风险概况，不同地段充填系数k可参照下表：同步注浆充填系数1、注浆方式根据同步注浆填充量不足、地面变形过大、侧穿建筑物等地段须进行二次注浆。
二次注浆材料通过吊装孔进行，可选用水泥-水玻璃双液浆，在管片出台架后进行，注浆压力为0.3～1.0Mpa。
注浆前需在起吊孔内装入单向逆止阀并凿穿外侧保护层。
在一台砂浆泵的输浆管上装有一个分支接口，通过该接口即可实施管片注浆。
二次注浆一般采用手动控制。
2、浆液配比1) A液(主要采用水泥浆）水泥:水=100:100(质量比）2) B液(主要采用水玻璃溶液）水:水玻璃=3:2浆液体积比例:A液 75%，B液25% (根据现炀实际需要调整配比）双液浆浆液配合比（根据现炀实际需要调整配比）二次注浆浆液性能指标。
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盾构机同步注浆系统单液浆改双液浆施工技术白建军，张健(中铁十局集团第三建设有限公司，合肥 230000)[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。
为防止双液浆回流堵塞管道对出浆口进行改造设计。
（2）盾构机同步注浆系统单液浆改双液浆的想法和方案为盾构机设计与制造提供了新思路，使盾构机适应地层范围更加广泛，控制隧道质量更为有力，本工艺在国内盾构施工中尚属首次。
（3）本工艺能够有效的利用盾构机台车空间，安装便捷，操控方便，使得施工更加自动化、智能化。
（4）盾构机同步注浆系统单液浆改为双液浆成本较低，改造过程简单，易于实现。
（5）盾构施工采用双液浆进行同步注浆，浆液能够在短时间内凝结并产生较大强度，及早填充了管片周边的空隙，稳固了地层，减少了地层扰动和沉降，有利于管片的稳定，对控制管片上浮、隧道渗漏水有明显的效果。
3 工艺原理在盾构隧道施工过程中，当盾构机掘进后，在管片与地层之间、管片与盾构机盾尾壳体之间将存在一定的空隙，为防止土体松弛下沉、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，需要在管片壁后环向间隙采用同步注浆方式填双液浆，如图1所示。
图1 盾构机同步注浆原理在盾构施工同步注浆单液浆改双液浆过程中，采取了以下改造措施：（1）在盾构台车上添置了B液混合罐， B液运输中转站，通过自动化控制实现了B 液管道运输过程流量和压力的数字精确化控制；（2）利用盾构机原有的同步注浆系统，将原有的砂浆存储罐改造成A 液中转站，通过自动化控制实现了A 液管道运输过程中流量和压力的数字精确化控制；（3）在盾构机内部原盾尾注浆管口处加工A、B 液混合器，在此产生混合均匀的双液浆以供同步注浆使用；（4）在同步注浆盾尾出浆口添加尼龙橡胶板，改造原有的圆孔出浆口，在出浆口形成类似单向阀的密封，防止双液浆回流堵塞注浆管路提高了盾构施工工作效率。
图2 设备改造原理图4 施工工艺流程及操作要点4.1 施工工艺流程盾构施工同步注浆单液浆改双液浆施工工艺流程为：A 液注浆系统改造→B 液注浆系统改造→A、B 液混合器设计、加工→出浆口设计、改造→双液浆配比设计→注浆量的控制计算。
4.2 操作要点4.2.1 A 液注浆系统改造传统的同步注浆采用单液浆，砂浆在拌合站拌合均匀后通过管道输送至电瓶车的砂浆存储箱，然后再通过电瓶车的水平运输至盾构机台车上的砂浆存储管。
中间程序繁多冗杂，见图3。
图3 传统同步浆液运输示意图改造之后， A 液在砂浆拌合站混合好后通过管道直接输送至盾构机1号台车的砂浆存储罐，再通过柱塞泵加压输送到A、B 液混器处。
A 液浆利用传统的同步注浆管道，注浆系统由液压泵站提供动力，浆液流量可以通过控制液压油流量来调整，4个出口装有压力传感器。
在泵的冲程可检验的地方，每个活塞装有计数器，以至每条线上的浆液流量均可变化以适应盾构机的掘进速度。
每个注浆点上的压力传感发出的信号可以用于控制注浆过程。
在实际工作工程中A 液压力分配阀上的A 浆液出口并联2条A 浆液同步注浆管道，通过电磁开关对2条A 液管道的不同步操作，通过3通管接头使A 液在注浆管路里连续运输，最后送到混合器处。
原理见图4。
图4 A 液改造原理图对于A 液的流量及注浆压力控制有2种方式：1）砂浆罐旁边有操作控制面板可实现监控，即本地操作。
2）盾构机主控室有操控面板可以实现自动化控制。
4.2.2 B 液注浆系统改造单液浆改为双液浆需要新增加B 液注浆系统，B 液注浆系统主要由水玻璃混合液罐、存储罐、离心式自吸泵、调比泵、注浆管路、控制器等组成；通过对盾构机整体分析，利用盾构机5#台车剩余空间安装水玻璃混合液罐、存储罐、离心式自吸泵和调比泵，注浆管路出调比泵后沿着盾构台车向盾尾敷设，最终与A 液在盾尾混合，安装混合器。
水玻璃通过电瓶车运输至混合液罐内，根据试验配合比添加一定比例的水，利用空气搅拌使水玻璃溶液充分混合。
再通过离心式自吸泵添加到B 液存储罐内，存储罐里配有2对搅拌器，时刻对混合液进行搅拌。
最后由注浆调比泵将其输送到A、B 液混合器处，注浆过程中控制流量和压力。
原理如图5所示。
图5 B 液浆路改造原理图4.2.3 A 、B 液混合器设计单液浆改为双液浆需要新增设混合器，混合器安装在盾尾内壁前端，A、B 液混合器结构为一个三通管接头加一个单向阀，单向阀安装在B 液管路。
B 液的注浆压力大于A 液的注浆压力，另外由于B 液管路安装有单向阀，避免了A 液流入B 液导致堵管现象的发生，改造原理图见图6所示。
图6 A、B 液混合器4.2.4出浆口设计改造在盾构机盾尾原有的出浆管口增加一个橡胶尼龙板，在尼龙板上用刀片划“×”字形缝隙，然后将尼龙板四周固定，注浆时，带有压力的双液浆随着橡胶尼龙板变形，孔缝增大而完成盾尾同步注浆；不注浆时，橡胶尼龙板弹性变形消失，恢复原状，形成成一道密封堵在出浆口，防止盾尾浆液回流堵塞注浆孔。
尼龙板的尺寸原理图如图7所示。
图7 尼龙板原理尺寸图4.2.5双液浆的最佳配比研究设计盾构施工同步注浆双液浆溶液主要包括两种溶液， A 液：水泥-膨润土浆液；B 液：水玻璃溶液。
对于盾构施工同步注浆所用的双液浆我们提出2个要求：1）初凝时间(双液浆凝结时间在15~30s 范围内；2）水玻璃波美度为30~32°Be。
通过实验确定了双液浆配比，具体见下表。
（1）A、B 液的配合比及凝结时间双液浆混合比及凝固时间 表1序号 水玻璃:水（体积比）膨润土:水泥浆 （质量比）A：B （体积比）凝结时间（s） 01 1:0.41:6.37:1 11 02 8:1 13 03 9:1 15 0410:1 18 0511:121（2）每方混合液的中原材料用量A、B 液每方用量统计 表2序号A 液原材料用量/m³（Kg）B 液原材料用量/m³（m³） 水 水泥 膨润土浆液 水玻璃 水 01100090030010.4说明：1、A 液、B 液按施工时所需要的凝结时间根据图一选择合适的体积比混合。
2、A 液中每方原材料用量按质量计量，B 液中每方原材料用量按体积计量。
4.2.6注浆量的控制根据盾构机刀盘外径6.43m，管片外径6.2m，管片环宽1.5m，可计算出理论建筑空隙为3.42m³。
根据规范要求，实际同步注浆量需达到理论建筑空隙的1.3～1.8倍，施工过程中取1.5倍，则同步注浆量（理论）V=5.13m³。
4.2.7注意事项（1）由于双液浆的速凝特性，在进行同步注浆双液浆改造之后，我们将注浆孔集中到一点上注浆，需注意必须选则在左上或者右上部位。
（2）双液浆每次注浆完成之后必须用膨润土浆液清洗管道，当出现长期停工等情况时管道里必须存储有一定量的膨润土稀浆液，以防止管道堵死。
5 材料与设备单液浆改双液浆，B 液系统设备全部为中铁装备推荐购买。
需要添加的设备如表3。
B液系统改造添加设备 表3 序号 设备名称 规格型号 单位 数量01 双液浆调比泵 KBV11/7~15×2 个 102 10PMA电磁流量计 HW-LDG32F4 台 203 10PMA扩散硅压力变送器台 204 电器控制柜 套 105 台达变频器 台 206 压力表 块 107 混合器 件 108 椭圆形搅拌机 台 209 注浆软管 5M 根 4010 注浆头 个 26A液系统沿用原来的同步注浆系统，只是将原来的电瓶车运输浆液改为管路运输、将同步注浆间歇性注浆管路改为连续注浆管路。
工艺装备配置符合工艺要求，满足生产效率，各工序能力平衡，技术先进适用。
6 应用实例及技术效益分析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。
具体效益如下：（1）盾构机同步注浆系统单液浆改双液浆施工技术改变了传统注浆工艺，并对现有盾构机设备改造和后续盾构机设计提供了新思路。
在富水砂卵地层盾构施工采用水泥浆-水玻璃双液浆实施盾构同步注浆，能够在短时间内凝结，有利于管片的早期稳定，对控制管片上浮和渗漏水有明显的效果。
（2）盾构机同步注浆系统单液浆改双液浆施工技术的应用不但能满足同步注浆，还可实现二次注浆，节约了一套二次注浆设备。
同时，该工艺的应用显著地提高了隧道成型质量，孔～呼区间右线首推100环均未出现渗漏，地表沉降值远小于控制值，大大降低了二次注浆频率和后期隧道堵漏施工。
经测算，孔～呼区间右线100环盾构施工节约成本约10万元。
（3）盾构机同步注浆系统单液浆改双液浆施工技术的应用提高了富水砂卵地层盾构施工质量与工效，降低了盾构隧道管片上浮、错台和渗漏水等现象的发生。
建设单位、施工总承包单位和监理单位对我项目部采用本工艺给予了较高的评价，为我公司在地铁隧道盾构施工方面赢得了社会声誉。