同步注浆技术.ppt

1、盾构法隧道施工盾构法隧道施工-同步注浆技术同步注浆技术同步注浆技术同步注浆技术同步注浆同步注浆总述总述注浆常见问题及解决方法注浆常见问题及解决方法注浆工艺注浆工艺注浆参数及设备注浆参数及设备拌浆拌浆建筑空隙1、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。2、同步注浆的目的和作用 通过注浆对建筑空隙进行充填，以达到以下目的：控制地面沉降 稳定隧道结构 （包括减少隧道后期沉降、改善隧道衬砌

2、防水等）辅助纠偏控制地面沉降地 表地表变形2、同步注浆的目的和作用减少隧道沉降量隧道下沉2、同步注浆的目的和作用增加衬砌接缝的防水功能盾构外壳隧道管片衬砌接缝浆液2、同步注浆的目的和作用改善衬砌的受力状况盾构外壳隧道管片衬砌接缝2、同步注浆的目的和作用有利于盾构纠偏目标轴线实际轴线2、同步注浆的目的和作用3、同步注浆的演变惰性浆液，该浆液主要由粉煤灰、膨润土、砂和水组成，实际应用中该浆液虽然有不易堵塞注浆管等优点，但是也具有含水量高、抗液化强度低、充填效果差、容易引起地表沉降和隧道后期沉降等缺点。为了克服惰性浆液的缺点，有人对浆液进行了改良，如果在原有浆液的基础上加入水泥和其他外加剂。改良后的

3、浆液（可硬性浆液）在地层内会固结并具有一定强度，较好地解决了使用惰性浆液带来的缺点。拌 浆浆液运输推进同步注浆4、同步注浆工作流程拌浆浆液运输掘进同步注浆1、拌浆间布置u应远离生活区；应远离生活区；u 应便于卸料；应便于卸料；u 应布置在井口附近；应布置在井口附近；u 选择的拌浆机其拌合选择的拌浆机其拌合能力能满足进度要求。能力能满足进度要求。2、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）外加剂减水剂、缓凝剂 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、

4、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3、原材料要求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4、拌浆设备5、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

5、工环境选择适合本地区的浆液配比。一般来说，设计图纸中对于浆液指标（泌水率、浆液1天强度、28天强度等）均有明确规定，进行浆液配比时须满足图纸要求。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 6、质量控制做好进场拌浆材料的控制，杜绝不合格品进场做好拌浆记录，便于控制浆液质量做好稠度抽检，控制浆液质量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

6、注入量受浆液向土体中的渗透、泄漏损失（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）计算公式其中，注浆量,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。1、注浆量的计算2、注浆压力的计算对于863盾构而言，盾构机在盾尾处设有4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。压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定，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2、注浆压

7、力的计算注浆压力主要根据压浆点处的水土压力、管道中的压力损失、地面超载等各方面来确定。对于顶部的注浆孔，主要考虑上部水土压力、地面超载和管道中的压力损失确定注浆压力；对于中部和中下部的注浆孔，还需考虑侧向土压力的影响；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。通过电磁流量计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。3、注浆设备1、盾构始发段同步注浆（1）为防止同步

8、注浆破坏洞门止水装置（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，一般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，此阶段盾构车架位于地表，浆液拌制好后直接通过地表管路泵入到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。在施工结束及时清洗，疏通浆液泵送管路，减少堵管的可能。（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，A6两点注入。在拼装管片时，停止注浆，以免

9、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。1、盾构始发段同步注浆同步注浆孔洞门防水铰链板（袜套）1、盾构始发段同步注浆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，尽量做到填充而不是劈裂。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

10、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）根据设计要求、地面沉降、隧道后期变形信息，对管片的建筑空隙进行壁后二次注浆，压浆量的控制根据变形信息确定。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，由此可能会造成较大的管片变形和隧道位移。（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

11、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。4、盾构掘进浅覆土段同步注浆 在浅覆土地段的施工中，如果盾尾建筑空隙不能及时得到填充，则会立即造成地面或地下建（构）筑物的沉降，因此要进行充分的注浆管理以控制地层变形，同步注浆宜使用初凝时间较短的注浆材料，并应通过沉降监测及时进行壁后注浆。另外，要通过实验确定注浆压力及注浆量，注浆压力不宜过高，以免顶破上覆土层。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

12、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

13、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，当盾构切口进入井内时停止同步注浆，盾构机快速推进拼装，待盾构机整体进入井内，洞门封死后马上进行洞门的补压浆，填充进洞段建筑空隙，减少地面沉降。7、壁后二次注浆（1）盾尾建筑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，有可能再次扰动土体，引起地面隆起和压实沉降等问题。所以正常情况下基本上不进行二次注浆（设计规定的除外）。只有在地面出现过大沉降或出现管片漏水等现象时，根据实际情况，选择适合的浆液类型（单液浆或双液浆），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

14、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。8、几个关键点 n盾尾后间隙一旦形成，应立即进行压浆，并保持一定的压力；n压浆对盾尾密封要求较高，要有一个不易漏浆的盾尾密封装置，施工中保持盾尾油脂压力（下坡段推进时尤显重要）；n有封堵的措施及备有相应的设备和材料；n时刻关注监测报表，保证动态信息传递，及时调整施工措施；n施工中密切注意推进速度、注浆量、注浆压力等各施工参数是否匹配，若有不足及时调整。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

15、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）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。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

16、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。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。1、浆液质量不符合质量标准 2、沿隧道轴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