地铁注浆及二次注浆方案概要.docx
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地铁注浆及二次注浆方案概要
大连市地铁二号线段
注浆及二次注浆方案
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目录
一、工程概况3
1、工程简介3
2、隧道所经过的地质状况3
3、各岩土层的富水性及渗透系数5
4、洞身经过地段的围岩级别5
二、同步注浆的目的与原理6
1、同步注浆的目的6
2、同步注浆的原理7
三、同步注浆材料选用、参数设置与注浆工艺7
1、注浆材料及配比设计7
2、同步注浆主要技术参数8
3、同步注浆工艺和方法9
4、同步注浆的注意事项11
四、二次注浆11
1、二次注浆的目的11
2、防水、堵漏提高隧道抗渗能力12
3、二次注浆浆液配比与施工方法12
五、安全保证措施13
六、文明施工保证措施13
一、工程概况
1、工程简介
大连地铁2号线工程201标段【西安路始发井～交通大学站】盾构区间工程，盾构法隧道起止里程为DK16+803.63～DK18+130（左线DK16+804.1～DK18+129.457，其中长链16.398米），盾构法双线掘进长度为2668.595米。
其中DK16803.63~DK17504.522为左右线上下重叠段，竖向净距约为2.7米。
在DK16+796.63处设盾构始发井，在DK16+988.342~DK17+004.522处设联络通道，DK17+504.522~DK17+525.022处设区间风井，在DK18+135.5处设盾构接收井。
盾构隧道衬砌管片外径6000mm，内径5400mm，管片宽度1200mm，管片厚度300mm。
管片分为6块：
3块标准管片，2块相邻管片，1块封顶管片。
2、隧道所经过的地质状况
第四系全新统人工堆积层（Q4ml）
①1素填土：
灰褐-黑灰色，主要由粘性土、碎石、建筑垃圾等杂质组成。
碎石粒径20-120mm不等，局部块石，硬杂质含量占全重量30-70%左右，稍湿-饱和，松散-稍密状态，路面孔顶部有100cm左右的沥青路面及路基，层厚0.30~7.30m，层底高程-0.35～12.40m。
第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）
③6卵石：
黄褐、灰褐色，湿－饱和，稍密状态，主要为石英岩，一般粒径20-40mm，含量60%，余为圆砾和中粗砂。
层厚1.20~8.90m，层底高程-6.82~1.30m。
第四系上更新冲洪积层（Q3al+pl）
④3卵石：
黄褐色，石英岩卵石粒径20-120mm左右，含量50-70%，余为粘性土及砂砾石，稍湿-饱和，稍密-中密状态，层厚0.50~8.00m，层底高程-3.00～10.60m。
4震旦系长岭子组钙质板岩（Zwhc）
⑫5全风化钙质板岩：
黄褐色，散体结构，风化节理裂隙极发育，冲击可钻进，岩芯呈土状，浸水易软化崩解。
该土层局部分布，层厚0.50~7.90m，层底高程-2.08～9.70m。
岩体极破碎，岩体基本质量等级Ⅴ级。
⑫6强风化钙质板岩：
黄褐色，原岩结构清晰，碎裂结构，薄层状构造，裂隙发育，岩芯呈碎片状、碎屑状，碎块手可折断，浸水易软化崩解。
揭露层厚0.60~30.70m，层底高程-24.90～8.24m。
岩体破碎，岩体基本质量等级Ⅴ级。
⑫7中风化钙质板岩：
灰色，层状结构，层理和节理裂隙较发育，矿物主要为云母、石英、方解石，遇稀盐酸起泡，局部夹石英岩脉，岩芯呈柱状。
揭露层顶高程-24.90～9.70m，层顶埋深3.70～33.50m。
根据岩石抗压强度结果，本场地中等风化板岩为较软岩，岩芯较完整，局部较破碎，岩石质量等级为Ⅳ级。
3中风化石英岩：
黄白色，层状结构，层理和节理裂隙较发育，矿物主要为石英，岩芯呈短柱状。
该层仅于ZD-xj-b16、ZD-xj-b32孔揭露，揭露层顶高程-11.32～-5.41m，层顶埋深12.00～14.80m。
岩石质量等级为Ⅳ级。
中生代燕山期辉绿岩（βμ）
⑧2强风化辉绿岩（βμ）：
灰褐-灰绿色，碎裂结构，节理裂隙极发育，岩芯呈块状、碎块状。
揭露层厚2.00~10.20m，层底高程-5.94～1.44m。
岩体破碎，岩体基本质量等级Ⅴ级。
⑧3中风化辉绿岩（βμ）：
辉绿色，块状结构，节理裂隙发育，岩芯呈碎块状、短柱状，锤击易碎。
揭露层顶高程-5.94~3.30m，层顶埋深7.80~17.50m。
岩体较破碎，局部较完整，岩体基本质量等级Ⅳ级。
碎裂岩
⑮2强风化碎裂岩：
黄褐-灰黑色，碎裂状结构，节理裂隙极发育，原岩为钙质板岩，岩芯呈碎屑状、碎片状，岩质较软弱，局部夹石英脉。
该层仅于ZD-JTDX-12孔揭露，揭露层厚4.60m，层底高程-4.68m。
岩体破碎，岩体基本质量等级Ⅴ级。
⑮3中风化碎裂岩：
灰色，灰褐色，岩体受动力地质作用影响强烈，岩体劈理发育，原岩为钙质板岩，岩体微型褶皱极发育，为碎裂胶结状，局部夹石英脉，岩芯呈块状、短柱状。
该层仅于ZD-xj-42、ZD-xj-44孔揭露，层顶高程-13.40～-13.08m，层顶埋深17.00～17.30m。
岩体破碎，岩体基本质量等级Ⅴ级。
3、各岩土层的富水性及渗透系数
①1素填土具中等透水性，建议取渗透系数k＝5.0m/d；
③6卵石具强透水性，建议取渗透系数k＝60m/d；
④3卵石具强透水性，建议取渗透系数k＝40m/d；
⑫5全风化钙质板岩具中等透水性，建议取渗透系数k＝2m/d；
⑫6强风化钙质板岩具中等透水性，建议取渗透系数k＝5m/d；
⑫7中风化钙质板岩具中等透水性，建议取渗透系数k＝1m/d；
⑧2强风化辉绿岩具中等透水性，建议取渗透系数k＝5m/d；
⑧3中风化辉绿岩具中等透水性，建议取渗透系数k＝1m/d；
⑮2强风化碎裂岩具中等透水性，建议取渗透系数k＝5m/d；
⑮3中风化碎裂岩具中等透水性，建议取渗透系数k＝3m/d；
3中风化石英岩具中等透水性，建议取渗透系数k＝2m/d；
4、洞身经过地段的围岩级别
（右线）隧道洞身经过地段的围岩级别
里程
拱顶、边墙及隧底围岩名称
地层主要特征
围岩级别
拱顶
边墙
隧底
综合
右CK16+637.90
～
右CK16+840.00
拱顶：
中风化钙质板岩
边墙：
中风化钙质板岩
隧底：
中风化钙质板岩
岩体较完整
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
右CK16+840.00
～
右CK16+970.00
拱顶：
强风化钙质板岩
边墙：
强风化钙质板岩、中风化钙质板岩
隧底：
中风化钙质板岩
岩体较破碎，局部较完整
Ⅴ
Ⅳ
～
Ⅴ
Ⅳ
Ⅴ
右CK16+970.00
～
右CK18+440.00
拱顶：
中风化钙质板岩、中风化石英岩、中风化碎裂岩、中风化辉绿岩
边墙：
中风化钙质板岩、中风化辉绿岩
隧底：
中风化钙质板岩、中风化辉绿岩
岩体较完整
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
（左线）隧道洞身经过地段的围岩级别
里程
拱顶、边墙及隧底围岩名称
地层主要特征
围岩级别
拱顶
边墙
隧底
综合
右CK16+637.90
～
右CK16+840.00
拱顶：
中风化钙质板岩
边墙：
中风化钙质板岩
隧底：
中风化钙质板岩
岩体较完整
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
右CK16+840.00
～
右CK16+970.00
拱顶：
强风化钙质板岩
边墙：
强风化钙质板岩、中风化钙质板岩
隧底：
中风化钙质板岩
岩体较破碎，局部较完整
Ⅴ
Ⅳ
～
Ⅴ
Ⅳ
Ⅴ
右CK16+970.00
～
右CK18+440.00
拱顶：
中风化钙质板岩、中风化石英岩、中风化碎裂岩、中风化辉绿岩
边墙：
中风化钙质板岩、中风化辉绿岩
隧底：
中风化钙质板岩、中风化辉绿岩
岩体较完整
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
二、同步注浆的目的与原理
1、同步注浆的目的
由于盾构主机的外径6260mm大于管片的直径6000mm,当盾构机外壳脱离管片后,管片与天然土体之间将存在一定的建筑空隙,这种空隙的存在,将导致以下不利后果:
天然土体坍塌从而引起地面下沉。
空隙积水增大管片间漏水的可能性。
管片在千斤顶作用下由于缺乏约束而变形错位。
隧道在硬岩段上浮。
在盾构掘进过程中,采用同步注浆,及时填充建筑空隙,尽可能的减少隧道上浮和对地面的影响,同时作为管片外防水和结构加强层。
2、同步注浆的原理
同步注浆的基本原理就是将有具有长期稳定性及流动性,并能保证适当初凝时间的浆液（流体）,通过压力泵注入管片背后的建筑空隙,浆液在压力和自重作用下流向空隙各个部分并在一定时间内凝固,从而达到充填空隙,阻止土体塌落、隧道上浮等。
三、同步注浆材料选用、参数设置与注浆工艺
1、注浆材料及配比设计
①注浆材料
采用水泥砂浆作为同步注浆材料，该浆材具有结石率高、结石体强度高、耐久性好和能防止地下水浸析的特点。
水泥采用42.5抗硫酸盐水泥，以提高注浆结石体的耐腐蚀性，使管片处在耐腐蚀注浆结石体的包裹内，减弱地下水对管片混凝土的腐蚀。
②浆液配比及主要物理力学指标
根据盾构施工经验，同步注浆拟采用的配比详见下表。
在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定。
同步注浆浆液的主要物理力学性能应满足下列指标:
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
80～140
381～241
60～50
710～934
460～470
按需要根据试验加入
A、胶凝时间:
一般为3～10h，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。
B、固结体强度:
一天不小于0.2MPa，28天不小于2.5MPa。
C、浆液结石率:
>95%，即固结收缩率<5%。
D、浆液稠度:
8～12cm。
E、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
①注浆压力
注浆压力略大于该地层位置的静止水土压力，同时避免浆液进入盾构机的土仓中。
最初的注浆压力是根据理论静止水土压力确定的，在实际掘进中将不断优化。
如果注浆压力过大，会导致地面隆起和管片变形，还易漏浆。
如果注浆压力过小，则浆液填充速度赶不上空隙形成速度，又会引起地面沉陷。
一般而言，注浆压力取1.1～1.2倍的静止水土压力，最大不超过3.0～4.0bar。
由于从盾尾圆周上的四个点同时注浆，考虑到水土压力的差别和防止管片大幅度下沉和浮起的需要，各点的注浆压力将不同，并保持合适的压差，以达到最佳效果。
在最初的压力设定时，下部每孔的压力比上部每孔的压力略大0.5～1.0bar。
②注浆量
根据刀盘开挖直径和管片外径，可以按下式计算出一环管片的注浆量。
V=π/4×K×L×（D2-D22）式中:
V——一环注浆量（m3）
L——环宽（m）
D1——开挖直径（m）
D2——管片外径（m）
K——扩大系数取1.5～2
代入相关数据，可得:
V=π/4×（1.5～2）×1.2×（39.4-36）
=4.8～6.4m3/环
根据上面经验公式计算，注浆量取环形间隙理论体积的1.5～2倍，则每环（1.2m）注浆量Q=4.8～6.4m3。
③注浆时间和速度
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才停止注浆，否则仍需补浆。
同步注浆速度与掘进速度匹配，按盾构完成一环掘进的时间内完成当环注浆量来确
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