同步注浆操作技术--赵王飞

同 步 注 浆

操 作 技 术

赵王飞

2012年12月31日

目 录

目 录 .............................................................................................................................................. 1 第一章 同步注浆的原理及设备 ..................................................................................................... 3

同步注浆的原理 ....................................................................................................................... 3 注浆设备包括 ........................................................................................................................... 3 第二章 同步注浆作用 ................................................................................................................... 4 第三章 同步注浆的材料及要求 ................................................................................................... 5

同步注浆材料要求 ................................................................................................................... 5 同步注浆材料 ........................................................................................................................... 5 第四章 同步注浆方法 ................................................................................................................... 6 第五章 注浆基本参数的确定 ....................................................................................................... 7

1、浆液配合比的确定： ......................................................................................................... 7 2、压浆量的计算： ................................................................................................................. 7

（1）计算基本原则： .................................................. 7 （2）计算公式： ...................................................... 7 3、浆液压力的确定 ................................................................................................................. 7 第六章 不同施工段的同步注浆 ................................................................................................... 9

1、盾构掘进正常段同步注浆 ................................................................................................. 9 2、盾构掘进小半径曲线段同步注浆 ..................................................................................... 9 3、盾构掘进浅覆土段同步注浆 ........................................................................................... 10 4、盾构掘进大坡度段同步注浆 ........................................................................................... 10 5、盾构穿越建筑物及重要管线同步注浆 ........................................................................... 11 6、盾构盾构掘进进洞段同步注浆 ....................................................................................... 11 第七章 同步注浆常见问题及解决措施 ..................................................................................... 12

1、浆液质量不符合质量标准现象 ....................................................................................... 12

解决、预防措施 ...................................................... 12 治理方法 ............................................................ 13 2、沿隧道轴线地层变形量大 ............................................................................................... 13

原因分析. ........................................................... 13 解决、预防措施： .................................................... 12 治理方法 ............................................................ 13 3、同步注浆时浆管堵塞、无法注浆 ................................................................................... 14

原因分析 ............................................................ 14 预防措施 ............................................................ 15 治理方法 ............................................................ 15

第一章 同步注浆的原理及设备

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,这种方法是在环形空隙形成的同时用浆液将其填充的注浆方式。

注浆设备包括：（1）储浆罐（2）注浆泵 (3) 控制面板

第二章 同步注浆作用

（1）防止地表变形地表。 （2）减少隧道沉降量。 （3）改善衬砌的受力状况。 （4）有利于盾构纠偏目标轴线。

第三章 同步注浆的材料及要求

同步注浆材料要求：

(1) 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。

(2) 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。

(3) 凝结时间要合适：初凝要快，即压出去的浆体在短时间内达到初凝，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。

(4) 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。

同步注浆材料：

（1）黄沙：浆体中的填充料。

（2）水泥:胶结剂，提供浆液固结强度和调节浆液凝结时间。 （3）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。

（4）粉煤灰：改善浆液的和易性（流动性）。 （5）水玻璃：凝结剂，使浆液迅速固结。

第四章 同步注浆方法

同步注浆方法：

（1）采用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,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。

(2)采用不间断加压方法来进行注浆,通过电磁流量记在监测流量的同时进行自动注浆。

注：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。

第五章 注浆基本参数的确定

1、浆液配合比的确定：

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，应根据所处土质、施工环境并结合大量的浆液试块实验，按照实验数据来确定适合本地区的浆液配比。

2、压浆量的计算：

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。

（1）计算基本原则：

浆液压注要及时、均匀、足量，确保管片与地层之间的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,注浆量根据盾构施工环形间隙注浆量经验计算公式确定，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。

（2）计算公式：

2(D12D2)LA Q4Q：注浆量。D1：刀盘最大直径。D2：管片外径。L:管片长度。 A：注浆率。

注浆率一般从几个方面考虑，包括注浆压力产生的压密系数、地质情况的土质情况、施工消耗系数、超挖系数，根据设计资料及施工情况，本区间取A=2，实际施工注浆量应通过监测地表变形情况而定。

3、注浆压力的确定：

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。 A1、A2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。

根据实验得A1、A2点处注浆压力一般控制在0.21-0.23MPa左右。

最大注入压力为（拱顶水土压力+管道中的压力损失）×1.25 最小注入压力为（拱顶水土压力+管道中的压力损失）×0.75 A3和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 +ρ（浆）g×H 则最大注入压力为：

（拱顶水土压力+管道中的压力损失+ρ（浆）g×H)×1.25 最小注入压力为：

（拱顶水土压力+管道中的压力损失+ρ（浆）g×H）×0.75 A3和A4点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。

第六章 不同施工段的同步注浆

1、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。

2、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。

3、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。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、盾构掘进大坡度段同步注浆：

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注浆。

5、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。

6、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。

第七章 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。 （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析、沉淀。

（4）原材料质量不合格。

解决、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；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时，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。

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。

2、沿隧道轴线地层变形量大（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。

解决、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）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。

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）对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。 同步注浆浆管堵塞现象：

3、同步注浆时浆管堵塞、无法注浆：

同步注浆时浆管堵塞、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。

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。

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。