1、建筑空隙同步注浆施工技术一、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。为了填充这些间隙，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。这种方法是在环形建筑空隙形成的同时用浆液将其填充的注浆方式。同步注浆施工技术二、同步注浆施工流程拌 浆浆液运输推进同步注浆同步注浆施工技术拌 浆同步注浆施工技术浆液运输同步注浆施工技术掘进同步注浆同步注浆施工技术三、同步注浆作用1、防止地表变形地 表地表变形同步注浆施工技术三、同步注浆作用2、减少隧道沉降量隧道下沉同步注浆施工技术三、同步注浆作用3、增加衬砌接缝的防水功能
2、盾构外壳隧道管片衬砌接缝浆 液同步注浆施工技术三、同步注浆作用4、改善衬砌的受力状况 盾构外壳隧道管片衬砌接缝同步注浆施工技术三、同步注浆作用5、有利于盾构纠偏 目标轴线实际轴线同步注浆施工技术四、同步注浆材料1、原材料 黄 沙水 泥浆体中的填充料 胶结剂，提供浆液固结强度和调节浆液凝结时间 膨润土减缓浆液的材料分离，降低泌水率，还具有一定的防渗作用 粉煤灰改善浆液的和易性（流动性）水玻璃凝结剂，使浆液迅速固结 同步注浆施工技术四、同步注浆材料2、材料要求 和易性要好。要易搅拌，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 凝结时间要合适。初凝要快，即压出去的浆体在短时
3、间内达到初凝，使浆体不易流失，保证压浆质量；终凝要慢，即要求压出的浆体在较长时间内应具有塑性，这样可防止破坏盾尾密封装置 要有一定的强度。压浆的作用之一是支护地层，不使地层产生沉降变形，所以要求浆体在凝固前有一定的早期强度，而凝固后的强度要略高于原状土 收缩率要小。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同步注浆施工技术五、拌浆设备与压浆设备1、拌浆设备地面拌浆设备工作面拌浆设备拌浆机起吊输送设备质量测定仪器、稠度仪磅秤盾构机拌浆系统同步注浆施工技术五、拌浆设备与压浆设备2、压浆设备 可同时对四个注浆口进行注浆，一般采用上部两个注浆口同步注浆。包括储浆罐、注浆泵和控制面板三部分
4、采用不间断加压方法来进行注浆采用了注浆压力自动控制系统，一面使压力保持不变，一面直接向盾尾建筑空隙注浆。通过电磁流量记在监测流量的同时进行自动注浆。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，减少材料分离现象。同步注浆施工技术六、浆液配合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。浆液的具体配比如下：(Kg/1.25m3)水泥粉煤灰砂SY-1MD-150水1251150260135.2400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。惰性浆液
5、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 同步注浆施工技术七、注浆工艺参数的确定1、注浆量的计算 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（1）计算基本原则浆液压注要及时、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。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。同步注浆
6、施工技术七、注浆工艺参数的确定1、注浆量的计算（2）计算公式 其中，注浆量,Kg/m3)；盾构施工引起的空隙,m3；盾构开挖直径,m；预制管片外径.m；回填注浆段长度,m；注浆率（的选择范围：200%250%）实际施工注浆量应通过监测地表变形情况而定。同步注浆施工技术七、注浆工艺参数的确定2、注浆压力的计算 一般来说，土压平衡盾构机在盾尾处设有四个浆液注入点，盾尾同步注浆的压力因浆液注入点位置的不同而不同。同步注浆施工技术七、注浆工艺参数的确定 2、注浆压力的计算 则A1、A4点处注浆压力理论计算值为：拱顶水土压力+管道中的压力损失 最大注入压力为（拱顶水土压力+管道中的压力损失）1.25 最
7、小注入压力为（拱顶水土压力+管道中的压力损失）0.75 A2和A3点处注浆压力理论计算值为 拱顶水土压力+管道中的压力损失+侧压力系数H+水H 则最大注入压力为：（拱顶水土压力+管道中的压力损失+侧压力系数H+水H)1.25 最小注入压力为：（拱顶水土压力+管道中的压力损失+侧压力系数H+水H）0.75实际操作过程中，可根据以上理论计算所得结果分别设定A1、A2、A3、A4点的注浆压力。根据以往上海地铁的施工经验，泵送出口处的压力一般控制在0.3MPa左右，并根据施工情况（隧道埋深、地面建筑物特点等）确定。同步注浆施工技术八、注浆工艺 1、盾构始发段同步注浆（1）为防止同步注浆破坏洞门止水装置
8、（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）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，从盾尾上方A1，A4
9、两点注入。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。同步注浆孔洞门防水铰链板（袜套）同步注浆施工技术八、注浆工艺 1、盾构始发段同步注浆 同步注浆施工技术八、注浆工艺 2、盾构掘进正常段同步注浆（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（3）要合理控制注浆压力，尽
10、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。同步注浆施工技术八、注浆工艺 3、盾构掘进小半径曲线段同步注浆（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曲线，而盾
11、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。同步注浆施工技术八、注浆工艺4、盾构掘进浅覆土段同步注浆 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。同步注浆施工技术 八、注浆工艺5、盾构掘进大坡度段同步注
12、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
13、注浆同步注浆施工技术八、注浆工艺6、盾构穿越建筑物及重要管线同步注浆（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
14、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。同步注浆施工技术八、注浆工艺7、盾构盾构掘进进洞段同步注浆 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，防止水土流失同步注浆施工技术八、注浆工艺8、壁后二次注浆（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，
15、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。壁后二次补注浆浆液配比如下表：壁后二次补注浆浆液配比(重量比)水泥粉煤灰水稠度13适量911同步注浆施工技术八、注浆工艺8、壁后二次注浆 同步注浆施工技术八、注浆工艺9、其它 上海地层属于软土层，地下水位高，土质的含水量基本饱和，所以应一次注浆体材料，以防土体流失。盾尾后间隙一旦形成，应立即进行压浆，并保持一定的压力，压浆工艺对盾尾密封要求较高，要有一
16、个不易漏浆的盾尾密封装置，并有堵浆的措施及备有堵浆的设备和材料。施工中如果发现注入量持续增多时，必须检查超挖、漏失等因素。而注入量低于预定注入量时，可以考虑是注入浆液的配比、注入时期、盾构推进速度过快或出现故障所致，必须认真检查采取相应的措施，一般可采取加大注浆压力或在盾构掘进后进行补浆同步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施1、浆液质量不符合质量标准 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
17、）运输设备的性能不符合要求，使浆液在运输过程中产生离析、沉淀。同步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施1、浆液质量不符合质量标准 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
18、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。同步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施1、浆液质量不符合质量标准 治理方法（1）不符合要求的浆液重新进行拌浆；（2）不符合质量要求的原材料不得使用；（3）如浆液经使用确认配比设计不合理，应及时作配合比的设计和试 验，最好决定出实际应使用的配合比；（4）更换浆液运输设备，以适应浆液性能及压浆工艺。同步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施2、沿隧道轴
19、线地层变形量大现 象沿隧道轴线地层变形过量，引起地面建筑物及地下管线损坏。原因分析（1）盾构开始掘进后，如不能同步地进行注浆或注浆效果差，则会产生地面沉降；（2）盾尾密封效果不好，注浆压力又偏高，浆液从盾尾渗入隧道，造成有效注浆量不足；（3）浆液质量不好，强度达不到要求，不能起到支护作用，造成地层变形量过大；（4）注浆过程不均匀，推进过程中有时注浆压力大，注浆量足，有时注浆量少，甚至不注浆，造成对土体结构的扰动和破坏，使地层变形量过大。同步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施2、沿隧道轴线地层变形量大预防措施（1）正确确定注浆量和注浆压力，及时、同步地进行注浆；（2）注浆应均匀，根据推进
20、速度的快慢适当地调整注浆的速率，尽量做到与推进速率相符；（3）根据本节“一.注浆质量不符合质量标准”所述的措施，提高拌浆的质量，保证压注的浆液的强度；（4）推进时同时、均匀、经常地压注盾尾密封油脂，保证盾尾钢丝刷的使用功能。同步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施2、沿隧道轴线地层变形量大治理方法（1）根据地面变形情况及时调整注浆量、注浆部位，对于沉降大的部位可采用补压浆的措施；（2）损坏的盾尾进行更换，或采用在盾尾内垫海绵的方法对盾尾进行堵漏；（3）注浆口离盾尾太近引起盾尾漏浆，可采用从管片上进行壁后注浆的方法，减少浆液的渗漏。（4）经常施测浆桶确定实际压出浆量，避免受盾构机计数器误导
21、。同步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施3、单液注浆浆管堵塞现 象采用单液注浆时浆管堵塞，无法注浆，甚至发生浆管爆裂的情况，严重影响施工质量和进度。原因分析（1）停止注浆的时间太长，留在浆管中的浆液结硬，引起堵塞；（2）浆液中的砂含量太高，沉淀在浆管中，使浆管通径逐渐减小，引起堵 塞；（3）浆管的三通部位在压浆过程中有浆液积存，时间长了就沉淀凝固。同步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施3、单液注浆浆管堵塞预防措施（1）停止推进时定时用浆液打循环回路，使管路中的浆液不产生沉淀。长期停止推进，应将管路清洗干净；（2）拌浆时注意配比准确，搅拌充分；（3）定时清理浆管，清理后的第一个循
22、环用膨润土泥浆压注，使注浆管路的管壁润滑良好；（4）经常维修注浆系统的阀门，使他们启闭灵活。同步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施3、单液注浆浆管堵塞治理方法将堵塞的管子拆下，将堵塞物清理干净后重新接好管路。同步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施4、双液浆管堵塞现 象双液注浆时浆管堵塞，无法注浆，甚至发生浆管爆裂的情况，严重影响施工质量和进度。原因分析（1）长时间未注浆，浆管没有清洗，浆液在管路中结硬而堵塞管子；（2）两种浆液的注浆泵压力不匹配，B液浆的压力太高而进入A液的管路中，引起A液管内浆液结硬，堵塞管子；（3）管路中有支管时，清洗球无法清洗到该部位，使浆液沉淀而结硬。同
23、步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施4、双液浆管堵塞预防措施（1）每次注浆结束都应清洗浆管，清洗浆管时要将橡胶清洗球取出，不能将清洗球遗漏在管路内引起更厉害的堵塞；（2）注意调整注浆泵的压力，对于已发生泄漏，压力不足的泵及时更换，保证两种浆液压力和流量的平衡；（3）对于管路中存在分叉的部分，清洗球清洗不到，应经常性用人工对此部位进行清洗。同步注浆施工技术九、同步注浆常见问题及解决措施4、双液浆管堵塞治理方法将堵塞部位的注浆管路拆卸下来进行清洗，然后重新安装恢复压浆。关于盾构机的同步注浆关于盾构机的同步注浆及二次注浆的阐述及二次注浆的阐述一、同步注浆一、同步注浆 同步注浆的基本原理 注浆
24、的作用 注浆工艺过程 注浆设备的选用 注浆材料的选择及配合比 注浆相关技术参数的选择同步注浆的基本原理同步注浆的基本原理当盾构机掘进后，在管片与地层之间、管片与盾尾壳体之间将存在一定的空隙，为控制地层变形，减少沉降，并有利于提高隧道抗渗性以及管片衬砌的早期稳定，需要在管片壁后环向间隙采用同步注浆方式填充浆液，即为同步注浆注浆过程是通过地面上的搅拌站按照设计配合比拌合的浆液，经过管道运输至隧道口的浆液车，浆液车通过电瓶车运输至盾构机后配套的储浆罐（浆液车与储浆罐通过软管连接），同时在储浆罐和运浆罐内均装有搅拌叶片对浆液随时进行搅拌，可防止浆液凝结或离析，然后储浆罐内的浆液通过两个注浆泵分别输送至
25、安装在盾尾的四个注浆管道（一般管道是上下对称布置），最后由注浆管直接输送至壁后间隙起到填充作用，并且整个注浆过程是与盾构机的掘进同步进行的。泵送注浆量是通过调整液压油缸的速度进行调整，每个泵送油缸都装有计数指示器，盾构司机可以根据计数器上的读数了解每根注浆管内的注浆量。此外，盾构机盾尾还配挡浆板、密封设备，以及为防止盾尾内注浆管发生堵塞而配备的4个备用注浆管道。注浆有手动或者自动两种控制方式。在盾尾注浆管路的出口处装压力传感器，在盾构操作室和注浆控制箱上都可以看到注浆时管路出口处的压力。设置为自动控制时，应预先通过可编程控制器（PLC）设置注浆最大压力值和最小压力值，当注浆压力达到设定最大注浆
26、压力时，注浆管路所连接的液压油缸立即自动停止工作；当注浆压力减小到PLC所设定的最小压力时，液压油缸自动启动重新开始注浆。手动控制方式则需要人工根据掘进情况随时调整注浆量。注浆的作用注浆的作用 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、不漏水的必要工序措施。注浆工艺 同步注浆是保证地面建筑物、地下管线、盾尾密封及衬砌管片安全的重要一环，因此须严格控制，并依据地层特点及监控量测结果及时调整各种参数，确保注浆质量和安全。为了使环形间隙能较均匀地填充，并防止衬砌承受不均匀偏压，同步注浆对盾尾预置的4个注浆孔同时进行压注，并根据设在每个注
27、浆孔出口处的压力器，对各注浆孔的注浆压力和注浆量进行检测与控制，从而获得对管片背后的对称均匀压注。注浆工艺流程如下图：注浆施工流程注浆施工流程：材料 搅拌站 浆液车 储浆罐 注浆泵 注浆管 管片壁后间隙（完成同步注浆）图图 1 同步注浆示意图同步注浆示意图注浆设备的选用 2）设备配置 搅拌站：建造砂浆搅拌站一座。同步注浆系统：配备SWINGKSP12液压注浆泵2台（盾构机上已配置），注浆能力212m3/h，8个盾尾注入管口(其中4个备用)及其配套管路。运输系统：，砂浆罐车（6m3），带有自搅拌功能和砂浆输送泵。随编组列车一起运输。人员配备 同步注浆及二次注浆在盾构施工中起到至关重要的作用，因为
28、它不仅会影响到隧道的成型质量，还会影响到地面的沉降，甚至危及到地面建筑物、地下管线的安全。为确保“安全、优质、高效、低耗”地完成工程施工，一般需要配备专业的质量检查小组，由工程管理部、安质部、机电物资部分别负责现场技术、安全质量、机电维修方面的监督指导。另外设立同步注浆作业班和二次注浆作业班负责现场注浆施工。注浆作业班都是按两班倒配置，同步注浆作业班一般按照每班由3个拌浆工、1个操作手组成，二次注浆班每班由2个拌浆工，1个司泵工、一个记录员组成。注浆材料的选用及配和比注浆材料的选用及配和比 注浆材料及配比选用原则是:充填性好、和易性好、离析少、强度高、浆液硬化后体积收缩少、不被地下水稀释。但目
29、前的实际配方,大多是采用水泥、粉煤灰、膨润土及中砂的配比混合液,调出的配比为了保证注浆不堵管,浆液通常较稀,凝固后淅水收缩很大,会造成拱部空洞,形成汇流水通道注浆材料应具备的以下特点：(1）拌制后浆液不离析，具有良好的长期稳定性及流动性（不易过大或者过小，因为流动性过大会造成管片顶部注浆不实，但过小会造成整体注浆不密实），并能保证适当的初凝时间（610h），以适应盾构施工以及远距离输送的要求;(2）注浆后可较快地大于土体强度，具有不透水性；(3）浆液在地下水环境中，抗酸碱性强，不易产生稀释现象;(4）浆液固结后体积收缩小，泌水率小;(5）原材料还需要满足来源丰富、经济，无公害，价格便宜，施工管
30、理方便，并能满足施工自动化技术要求;浆液分为单液型浆液（凝固缓慢）和双液型浆液（能快速凝固），单液型一般选用砂子、水泥、粉煤灰、膨润土及一些外加剂等作为同步注浆的原材料，对于可塑性浆液可以采用炉渣石灰代替水泥。双液型浆液一般采用水泥+水玻璃+添加剂组成，一般适用于二次补浆。配合比的选择配合比的选择：需要根据合同段的地层地质、地面构建物情况及以往的施工经验，盾构同步注浆拟定浆液配比。在施工中，还需根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验不断优化配合比参数。同步注浆材料配比和性能指标表同步注浆材料配比和性能指标表 水泥（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）砂 （kg）水（kg）外加剂（kg
31、）210 315 84 1180 294 按需要根据试验加入 1 :1.5 :0.4 :5.62 :1.4同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标：1）胶凝时间：一般为610h，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。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，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（相当于软质岩层无侧限抗压强度），28天不小于2.5MPa（略大于强风化岩天然抗压强度）。3）浆液结石率：95%，即固结收缩率5%。4）浆液稠度：812cm/m。
32、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%。注浆相关技术参数的选择1、注浆压力注浆压力是根据地层的土压力、水压力、管片强度及地面监测情况综合判断而设定的，在实际掘进中将不断优化。注浆量压力过大会出现：地面隆起、浆液破坏洞尾密封刷出现盾尾漏浆、浆液从盾构机外壳与土体之间的孔隙流入土仓、管片出现受压变形或是被损坏；如果注浆压力过小，则出现注浆的填充速度很慢，注浆量不足，使地表变形增大。根据设计资料、盾构机选型及以往的施工经验，注浆压力取1.11.2倍的静止水土压力，注浆压力一般设定在0.30.5MPa。2、注浆量注浆量除了受到浆液向土体中渗透及泄漏影响外，还要考虑超挖、曲线
33、施工、注浆材料种类等的影响，实际上是没有一个明确的规定值，通常按如下列公式进行计算。注浆量的计算公式：Q=Va，V=【(D12_D22）/4】*L式中V-计算空隙量，D1-刀盘最大直径，D2-管片外径，L-管片长度，a-注浆率。注浆率一般是从几方面考虑，包括注浆压力产生的压密系数、地质情况的土质系数、施工消耗系数、超挖系数等，根据设计资料及施工经验，本区间a-注浆率可取1.52.0。3、注浆速度及时间 在不同的地层中根据需不同凝结时间的浆液及掘进速度来具体控制注浆时间的长短。做到“掘进、注浆同步，不注浆、不掘进”，通过控制同步注浆压力和注浆量双重标准来确定注浆时间。注浆量和注浆压力达到设定值后
34、才停止注浆，否则仍需补浆。在实际施工中注浆量是靠注入速度来控制的，因此对注入速度进行计算，是根据每环注入量和每环行程推进（盾构机掘进）时间得到注浆速度，计算式如下：v=Qt 式中：v-注入速度(ms)；Q-每环注人量(m3)；t-每环行程推进时间(s)。4、注浆结束标准 采用注浆压力和注浆量双指标控制标准，即当注浆压力达到设定值和注浆量达到设计值的90%以上时，即可认为达到了质量要求。实际施工过程中设计参数还需通过对地表及周围建筑物监控量测结果分析判断，进行参数优化，使注浆效果达到更佳。二、二次注浆 二次注浆的作用 注浆方式 注浆设备 注浆参数 二次注浆的注浆控制方式二次注浆的作用 同步浆量按
35、照理论计算，应该为盾构穿越地层产生空隙量的130%180%，但是在实际施工中，同步注浆注入量即使达到180%也不能完全控制住地面沉降值，原因可能有3个：一是同步注浆的浆液不可能完全填充满盾构穿越产生的空隙；二是地层渗透系数太大，浆液流失到地层中；三是同步注浆的浆液在凝固时体积会产生收缩。所以当管片裂缝、接缝渗漏水及地面沉降控制较高的地段或在盾构施工对地表建筑物或管线影响较大地段，需要采用二次注浆来控制沉降。注浆方式二次注浆一般采用双液型浆液注浆，分为A液(水泥+水），B液（水玻璃+水）。首先是先注水泥浆液（膨润土、粉煤灰、黄沙、水、水泥）对背衬进行填充，然后是注水玻璃双液浆对注浆孔（开孔位置）
36、进行封口。二次注浆一般每5环注一次。形成有一定范围的环箍，从而限制隧道的变形和沉降。注浆孔位为支撑块和连接块的中心孔，长区间如遇邻接块注浆孔封住时，在下一环注浆。（1）基本要求A、B液凝胶时间控制在60秒左右。（2）双液浆配比设置（以下是某地铁施工二次注浆配比参数，可以参考）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%（3）注浆施工盾构机穿越后考虑到环境保护和隧道稳定因素，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补注浆，补充一次注浆未填充部分和体积减少部分，从而减少盾构机通过后土
37、体的后期沉降，减轻隧道的防水压力，提高止水效果。可参照同步注浆施工方法和要求组织施工。液压注浆机1台，灰浆输送泵1台，储浆桶2个，注浆管若干，二次注浆使用专用的泥浆泵，注浆前凿穿管片吊装孔外侧保护层，安装专用注浆接头。注浆设备安放在最后一节台车上，主要由一个水泥浆搅拌筒、一个水玻璃储存筒、一个注浆泵。注浆泵采用双液注浆泵，安有两个控制阀和两个压力表，可以控制每种浆液的压力和流量，水玻璃和水泥浆液通过两个高压软管在混合阀处混合。施工设备 二次注浆的水泥浆注浆压力为0.2Mp0.4Mp，浆液流量：1015L/Min，使浆液能沿管片外壁较均匀的渗流，而不致劈裂土体，形成团状加固区，影响注浆效果；水玻
38、璃双液浆注浆压力为0.3Mp0.6Mp。具体部位还应参考隧道覆土厚度、地下水的压力及管片的强度等进行准确设定。为控制隧道本身的沉降及提高隧道的防水功能计划对隧道采取二次压浆，并按照每5环一注，且5环管片按照一环的注入量考虑二次注浆量，注入率系数取1，具体的注浆压力与注浆量需根据现场实际情况而定。注浆参数注浆过程控制注浆过程控制（1）检查注浆系统是否处于正常工作状态，压力表是否正常；（2）用钢筋捣通吊装孔底部25mm厚的混凝土，在吊装孔上安装连接阀，将混合阀与连接阀连接，然后再次检查管路连接的密封性；（3）在浆液搅拌筒中按设计的水灰比进行浆液拌制，严禁浆液中有结块存在，以免注浆管堵塞；（4）进行
39、二次注浆时，起动注浆泵，然后先打开水泥浆控制阀，待水泥浆液流量稳定后再打开水玻璃浆液控制阀；（5）在二次注浆结束时，先停止水玻璃浆液泵入，1015秒后再停止水泥浆液泵入；（6）注浆完毕后，及时冲洗混合阀及连接阀门，使之可顺利进行下一次注浆；（7）二次注浆结束后，对每一个注浆孔进行密封，以防渗水。其他注浆方式 除了通过同步注浆、二次注浆外，还可以根据施工现场需要进行即时注浆、多次补浆来加强结构的稳固性。盾构注浆注意事项及要求在开工前制定详细的注浆作业指导书，并进行详细的浆液配比试验，选定合适的注浆材料和配合比。作业过程中，严格控制注浆质量，并及时检查、记录、分析数据，作出P-Q-t曲线图，并分析
40、注浆速度与掘进速度的关系。当环形间隙填充不够、结构与底层变形不能得到有效控制或变形危及地面建筑物安全时，或存在地下水渗漏区段时，在必要的通过吊装孔对管片背后进行补充注浆。在盾尾内侧沿周围布置4条内置式注浆，每条管上设有压力表和手动阀门，通过软管分别与4条注浆管连接。注浆时最好从拱肩到拱仰。避免影响地表建筑物和底下管线的安全，要求注浆压力控制在0.150.32Mpa。盾构掘进前，根据注浆指令设定各项注浆参数。换班交接任务时必须交接清楚 注浆过程中，开启注浆控制系统进行注浆，密切关注注浆系统的运行情况，详细记录注浆全过程的各项参数，并注意冲程数与压力值的变化，由此判定是否堵管，及时查看堵管的位置。
41、由于断裂带、透水砂层下、地层交错处、软弱地层等不良段掘进时,一般与地层承压水或地表潜水有水力联系,当盾构机穿越这些地段后,有压水将不断冲破管片背面注入的惰性缓凝砂浆,并沿线路下坡跟随盾构机掘进而流入盾构机尾刷密封处和碴土仓中而流失,造成螺旋输送机排土口喷水涌砂和盾构尾刷密封处及中间铰接处漏水,严重时需长时间停止掘进,进行碴、水清除。同时,还造成管片背面注浆不充实,引起管片隧道上浮或地表沉降。这就是通常所说的喷涌现象。由于装有同步注浆系统的盾构机开挖直径比管片的结构外径一般要大260 mm,因此在拱顶注浆不满的情况下,在长距离的硬岩掘进段,极易造成管片上浮,甚至顶到拱顶开挖岩面上,使得管片衬砌超
42、限。同时也会形成强力的水流通道,盾构掘进时产生涌水,工后管片产生大面积的渗漏水,对隧道危害较大。注浆压力由技术员确定，注浆工及时做好注浆量和注浆压力记录，按期检查浆液质量，注浆量一般控制在理论空隙值的1.22.0倍。根据掘进速度、管片浮沉错位信息及时调整注浆压力和注浆量。注浆停止时及时清理管道，检查注浆泵和管道是否堵塞，余浆处理后外运。拆管清洗时一定要先卸压。在自稳能力较差的岩地层和黏土层，盾构注浆单液浆和双液浆都可以选择，凝浆时间适当缩小为47小时，同步注浆压力控制在0.150.2Mpa,必要时可以选用二次补浆以及加固地层的辅助措施。在富含水地层中注浆要求迅速阻水，快速填充，浆液凝固时间要求
43、短，浆液粘性大，保水性强，不离析。在盾构始发和到达段时，总体要求缩短浆液凝固时间，以便填充地层的同时能尽早获得浆液固结体强度，以保证开挖面安全并防止洞口漏浆。由于注浆压力过大，管壁外面土层将会被浆液扰动而造成地表隆起，浅埋地段还易造成跑浆，而注浆压力过小，降压填充速度过慢，填充不饱满，会使地表沉降增大，因此，泥水盾构施工中，一般同步注浆压力比相应水压0.20.3Mpa四、安全文明施工四、安全文明施工搅拌站在拌制砂浆料前后，应清理场地。同时保证所有拌制好的砂浆料全部卸到罐车里，如有外漏，拌制人员应主动清理外漏量。在拌制砂浆时，上料人员佩带防护面罩，防护性手套等保护用品。负责清理的施工人员，在罐车
44、使用后及时清理内存砂浆，保证砂浆罐车内不留有结块的砂浆。注浆作业完毕后，搅拌机、运输罐、泵、注浆管路一定要及时清理干净，原则每一工作班（12小时）清理12次。操作人员在上岗前先进行操作培训，熟悉搅拌机的操作，严格按操作规程来拌合砂浆。在搅拌时操作人员要进行防护，以免在上料时出现意外损伤。在施工过程中原材料加入时，要采取必要的措施避免环境污染。特别是水泥、粉煤灰、膨润土加入时要注意加料高度，采取避风措施防止灰尘飞扬。另外在细集料（细砂）进场时，应保持有一定的湿度防止灰尘飞扬。围挡设施：施工现场围挡应封闭严密、完整、牢固、美观，上口沿要平、外立面要直，高度不低于1.8m，沿街围挡应使用金属板材。施
45、工现场的各种标牌字体应书写正确、规范、工整、美观，并经常保持整洁完好。施工现场内整洁，无杂物。施工现场要有排污池，及时清理沉淀物，保持现场立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。注浆泵及高压管路必须验试运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，方准施工。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。安装高压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。注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶冲式阀门破裂伤人。注浆时不得随意停水停电，必要时要事先通知，待注浆完成并冲洗后才可停水停电。注浆施工期间，必须有专门机电修理工，以便出现机械和电器故障时能及时处理。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。结束语 非常感谢项目领导组织这次有关盾构作业知识的学习和交流活动，但由于学习知识的局限性和片面性，在此次交流过程中存在的许多有不到位的地方，肯请各位领导和同事给于指正！谢谢大家！
