同步注漿技術(shù)

1、同步注漿關(guān)鍵技術(shù)同步注漿關(guān)鍵技術(shù)1 同步注漿的原理同步注漿的原理建筑空隙 隨著盾構(gòu)的推進(jìn)，在管片和土體之間會出現(xiàn)建筑間隙，建筑間隙的及時充分充填是減少地表沉降的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為填充這些間隙，就要在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)過程中，保持一定壓力（綜合考慮注入量）不間斷地從盾尾直接向壁后注漿，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)結(jié)束時，停止注漿。2 同步注漿的目的同步注漿的目的防止地表變形防止地表變形地 表地表變形減少隧道沉降減少隧道沉降2 同步注漿的目的同步注漿的目的隧道下沉增強(qiáng)防水防沙功能增強(qiáng)防水防沙功能2 同步注漿的目的同步注漿的目的盾構(gòu)外殼隧道管片襯砌接縫漿 液穩(wěn)定管片外側(cè)土體穩(wěn)定管片外側(cè)土體2 同步注漿的目的同步注漿的目的盾構(gòu)外殼

2、隧道管片襯砌接縫3 同步注漿材料同步注漿材料黃 沙水 泥漿體中的填充料 膠結(jié)劑，提供漿液固結(jié)強(qiáng)度和調(diào)節(jié)漿液凝結(jié)時間 膨潤土減緩漿液的材料分離，降低泌水率，還具有一定的防滲作用 粉煤灰改善漿液的和易性（流動性） 外摻劑原材料原材料3 同步注漿材料同步注漿材料材料要求材料要求3 同步注漿材料同步注漿材料單液漿單液漿大部分情況使用，凝固緩慢漿液類型漿液類型快硬性雙液漿快硬性雙液漿雙圓盾構(gòu)和部分泥水盾構(gòu)使用，能快速凝固3 同步注漿材料同步注漿材料 和易性好和易性好收縮率小收縮率小有一定有一定強(qiáng)度強(qiáng)度凝結(jié)時凝結(jié)時間合適間合適易攪拌，易易攪拌，易輸送，在運(yùn)輸送，在運(yùn)輸過程當(dāng)中輸過程當(dāng)中能保持不離能保持不離

3、析、不沉淀、析、不沉淀、要具有能填要具有能填充空隙的流充空隙的流動性動性 漿體凝固時漿體凝固時產(chǎn)生的體積產(chǎn)生的體積收縮要小，收縮要小，其目的也是其目的也是為了減少地為了減少地表變形表變形漿液性能漿液性能漿體在凝固漿體在凝固前有一定的前有一定的早期強(qiáng)度支早期強(qiáng)度支撐地層不發(fā)撐地層不發(fā)生沉降變形，生沉降變形，而凝固后的而凝固后的強(qiáng)度要略高強(qiáng)度要略高于原狀土于原狀土 初凝快，漿初凝快，漿體不易流失，體不易流失，保證壓漿質(zhì)保證壓漿質(zhì)量；終凝慢，量；終凝慢，漿體較長時漿體較長時間內(nèi)具塑性，間內(nèi)具塑性，防止破壞盾防止破壞盾尾密封裝置尾密封裝置 3 同步注漿材料同步注漿材料漿液性能漿液性能項(xiàng)目 性能標(biāo)準(zhǔn) 稠

4、度（cm） 10.511.5 初凝值 1624h 泌水率 3 抗壓強(qiáng)度 R70.1MPa，R280.51MPa 比重 1.750.5 3 同步注漿材料同步注漿材料漿液配比漿液配比水泥（kg） 粉煤灰（kg） 膨潤土（） 砂（kg） 水（kg） 134 326 69 862 433 某典型配比某典型配比做好隧道同步注漿，應(yīng)加強(qiáng)對漿液質(zhì)量的控制，嚴(yán)格控制漿液配比，根據(jù)所處土質(zhì)、施工環(huán)境選擇適合本地區(qū)的漿液配比。結(jié)合大量的漿液試塊實(shí)驗(yàn)，按照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定配合比。 惰性漿液在主要成分加量不變的情況下，只需調(diào)節(jié)添加劑的加量就能有效地控制、調(diào)節(jié)漿液的性能。在施工過程中，可以比較方便地對漿液的性能進(jìn)行調(diào)整，

5、以適應(yīng)不同地層、不同掘進(jìn)進(jìn)度對漿液性能的要求 4 同步注漿工藝同步注漿工藝4 同步注漿工藝同步注漿工藝拌 漿4 同步注漿工藝同步注漿工藝漿液運(yùn)輸漿液運(yùn)輸 盾尾注漿管 盾尾 漿液注入范圍 一般配置4個或8個（4個備用），均勻分布。管片注漿孔一般為5個。注漿可根據(jù)需要采用手動控制方式，自動控制方式即預(yù)先設(shè)定注漿壓力，由控制程序自動調(diào)整注漿速度，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)定值時，自行停止注漿。手動控制方式則由人工根據(jù)掘進(jìn)情況隨時調(diào)整注漿流量，以防注漿速度過快，而影響注漿效果。根據(jù)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度，同步注漿以每循環(huán)達(dá)到總注漿量而均勻?qū)ΨQ注入，盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)開始注漿開始，推進(jìn)完畢注漿結(jié)束。4 同步注漿工藝同步注漿工藝4

6、 同步注漿工藝同步注漿工藝盾構(gòu)始發(fā)段同步注漿盾構(gòu)始發(fā)段同步注漿（1）為防止同步注漿破壞洞門止水裝置（即防止鉸鏈板由于注漿壓力崩斷及防止襪套外翻）影響止水效果，需等盾尾脫出加固區(qū)方可進(jìn)行同步注漿。由于此段（約6m）為出洞加固區(qū)，土體自立能力較強(qiáng)，地表沉降相對較小。 （2）當(dāng)推進(jìn)至20環(huán)時，對洞門進(jìn)行注漿，防止可能的土體流失。 （3）由于現(xiàn)場條件的限制，此階段盾構(gòu)后配套臺車位于地表，漿液拌制好后直接通過地表管路泵入到后配套臺車的注漿罐中，再經(jīng)泵送至盾尾漿液注入點(diǎn)注入地層。漿液輸送管路較長，應(yīng)避免管路堵塞，影響同步注漿。在施工結(jié)束及時壓注膨潤土漿液，疏通漿液泵送管路，減少堵管的可能，做到同步施工。

7、4 同步注漿工藝同步注漿工藝盾構(gòu)始發(fā)段同步注漿盾構(gòu)始發(fā)段同步注漿（4）此段盾構(gòu)施工過程中，盾構(gòu)掘進(jìn)出土?xí)r進(jìn)行同步注漿，以控制注漿壓力為主兼顧注漿量。在拼裝管片時，停止注漿，以免拼裝時千斤頂部分松開時注漿會造成管片移位、變形。 （5）通過本段施工，加強(qiáng)對地面變形情況的監(jiān)測分析，掌握盾構(gòu)推進(jìn)同步注漿量。4 同步注漿工藝同步注漿工藝正常掘進(jìn)段同步注漿正常掘進(jìn)段同步注漿（1）每環(huán)開始推進(jìn)前，先拌制足夠一環(huán)使用的漿液打入注漿罐。當(dāng)開始掘進(jìn)后，保證注漿罐儲存的漿液能夠滿足同步注漿要求，保證施工的連續(xù)性。（2）嚴(yán)格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量，通過同步注漿及時填充建筑空隙，減少施工過程中土體的變形。做好地面變形

8、情況及地表監(jiān)測分析，及時調(diào)整注漿量（3）要合理控制注漿壓力，盡量作到填充而不是劈裂。注漿壓力過大，管片外的土層將會被漿液擾動而造成較大的沉降，并易造成跑漿。同時，注漿壓力過小填充速度過慢，填充不足，也會使變形增大。（4）在管片脫出盾尾5環(huán)后，對管片的建筑空隙進(jìn)行壁后二次注漿，整個區(qū)間每隔5環(huán)注漿一次，壓漿量的控制根據(jù)變形信息確定。 4 同步注漿工藝同步注漿工藝小半徑曲線段同步注漿小半徑曲線段同步注漿（1）小半徑曲線施工時，管片從盾尾脫出后如果不能立即與周圍土體形成一體，盾構(gòu)推進(jìn)就不能充分取得反力，導(dǎo)致產(chǎn)生較大的管片變形和隧道位移的危險性。（2）同步注漿漿液應(yīng)選擇體積變化小，早期強(qiáng)度高的注漿材料

9、。（3）曲線段推進(jìn)必然導(dǎo)致土體損失的增加。由于設(shè)計(jì)軸線為圓滑曲線，而盾構(gòu)是一定長度的直線，故在實(shí)際推進(jìn)過程中，實(shí)際掘進(jìn)軸線必然為一段段折線，且曲線外側(cè)出土量又大，這樣必然造成曲線外側(cè)土體的損失，并存在施工空隙。因此在曲線段推進(jìn)過程中同步注漿必須加強(qiáng)對曲線段外側(cè)的壓漿量，以填補(bǔ)施工空隙，加固外側(cè)土體，使盾構(gòu)順利沿設(shè)計(jì)軸線推進(jìn)。注入量的多少還是以地表沉降監(jiān)測為指導(dǎo)。 4 同步注漿工藝同步注漿工藝淺覆土段同步注漿淺覆土段同步注漿 淺覆土地段的壁后注漿，由于盾尾建筑空隙會立即影響到地面或地下建（構(gòu)）筑物，要進(jìn)行充分的壁后注漿管理以控制地層變形，同步注漿宜使用有早期強(qiáng)度的壁后注漿材料，同時，要通過實(shí)驗(yàn)確

10、定注漿壓力及注漿量。4 同步注漿工藝同步注漿工藝大坡度段同步注漿大坡度段同步注漿 大坡度施工中的壁后注漿材料，宜采用體積變化小，早期強(qiáng)度高的 瞬結(jié)性材料。下坡度時，容易出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象可采取以下措施預(yù)防解決這一問題：（1）同步注漿的同時應(yīng)當(dāng)注意盾尾油脂的及時填充，盾尾刷及盾尾油脂的配合使用能起到阻擋漿液倒流，避免漏漿。（2）在盾尾油脂壓注到位的情況下，盾尾漏漿大多是由于注漿壓力過高或注入速度過快造成，可以通過控制推進(jìn)速度，調(diào)整同步注漿流量及調(diào)整注漿壓力，防止?jié){液擊穿盾尾漏漿（3）在出現(xiàn)漏漿的情況下，應(yīng)當(dāng)立即停止壓漿，壓注盾尾油脂，在管片間隙漏漿處塞上海綿條等防漏材料，待漏漿結(jié)束后在推

11、進(jìn)過程中適當(dāng)加大注漿量，填補(bǔ)漏失的漿液，同時，根據(jù)監(jiān)測報表決定是否進(jìn)行壁后二次注漿4 同步注漿工藝同步注漿工藝穿越重要建筑物及重要管線同步注漿穿越重要建筑物及重要管線同步注漿（1）穿越建筑物及重要管線前，應(yīng)當(dāng)對建筑物的樁基基礎(chǔ)類型、埋深、建造年代及管線的口徑、埋深、走向等進(jìn)行詳細(xì)的勘查，綜合考慮該處的地質(zhì)情況確定同步注漿參數(shù)。（2）同步注漿的漿液在填補(bǔ)建筑空隙時可能會存在一定間隙，且漿液的收縮變形也存在地面沉降的隱患，因此在隧道掘進(jìn)的同時，根據(jù)地面監(jiān)測情況，必要時進(jìn)行二次壁后注漿，漿液視情況采用單液漿或雙液漿。漿液通過管片的注漿孔注入地層，并在施工時采取推進(jìn)和注漿聯(lián)動的方式，注漿未達(dá)到要求，盾

12、構(gòu)暫停推進(jìn)，以防止土體變形。根據(jù)施工中的變形監(jiān)測情況，隨時調(diào)整注漿量及注漿參數(shù)，壁后二次注漿根據(jù)地面監(jiān)測情況隨時調(diào)整，從而使地層變形量減至最小，達(dá)到保護(hù)建筑物及管線的目的。4 同步注漿工藝同步注漿工藝盾構(gòu)進(jìn)洞段同步注漿盾構(gòu)進(jìn)洞段同步注漿 進(jìn)洞段同步注漿施工除了填充建筑空隙，控制地面沉降外，還應(yīng)配合盾構(gòu)軸線控制，采取靈活多變的注漿方式，確保盾構(gòu)順利進(jìn)洞，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)靠上盾構(gòu)基座后停止同步注漿，待盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入完全?？吭诙軜?gòu)基座，洞門封死后在進(jìn)行洞門的補(bǔ)壓漿，防止水土流失4 同步注漿工藝同步注漿工藝壁后二次注漿壁后二次注漿（1）盾尾間隙已在盾構(gòu)施工同步注漿時充分填充，如再超量進(jìn)行注漿，有可能擾亂土體，引起

13、地面隆起和壓實(shí)沉降等問題。所以二次注漿基本上不需進(jìn)行。如果出現(xiàn)管片漏水等現(xiàn)象時，則根據(jù)實(shí)際情況，對注漿方法和材料確定后，進(jìn)行補(bǔ)充注漿。（2）壓漿時指派專人負(fù)責(zé)，對壓入位置、壓入量、壓力值均作詳細(xì)記錄，并根據(jù)地層變形監(jiān)測信息及時調(diào)整，確保壓漿工序的施工質(zhì)量。（3）為防止?jié){液在注漿系統(tǒng)內(nèi)的硬化，定時對工作面注漿系統(tǒng)及地面上的拌漿系統(tǒng)進(jìn)行清洗，清洗時間根據(jù)實(shí)際情況確定。 某工程壁后二次補(bǔ)注漿漿液配比（重量比）如下表： 水泥粉煤灰水稠度13適量9114 同步注漿工藝同步注漿工藝壁后二次注漿壁后二次注漿5 同步注漿參數(shù)同步注漿參數(shù)注漿壓力注漿壓力 同步注漿時要求在地層中的漿液壓力略大于該點(diǎn)的靜止同步注漿

14、時要求在地層中的漿液壓力略大于該點(diǎn)的靜止水壓及土壓力之和，做到盡量填補(bǔ)同時又不產(chǎn)生劈裂。水壓及土壓力之和，做到盡量填補(bǔ)同時又不產(chǎn)生劈裂。通常同步注漿壓力大于泥水壓力通常同步注漿壓力大于泥水壓力0.10.15MPa，一般壓力控制在一般壓力控制在0.25 0.3MPa。注漿壓力過小注漿壓力過小漿液填充速度過慢填充不充足地表變形增大注漿壓力過大注漿壓力過大地表有害隆起或沉降隧道結(jié)構(gòu)本身沉降或損壞跑漿5 同步注漿參數(shù)同步注漿參數(shù)注漿量注漿量要保證有足夠的漿液能很好的填充管片與地層之間的空隙。注漿量根據(jù)盾構(gòu)施工環(huán)形間隙注漿量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式確定漿液壓注要及時、均勻、足量，確保其建筑空隙得以及時和足量的充填。

15、壓漿量的多少，將直接影響到地表變形量的大小。同步注漿的注入量受漿液向土體中的滲透、泄露損失（漿液流到注入?yún)^(qū)域之外）、小曲率半徑施工、超挖、壁后注漿所用漿液的種類等多種因素的影響。5 同步注漿參數(shù)同步注漿參數(shù)注漿量注漿量 其中， 注漿量, Kg/m3) ； 盾構(gòu)施工引起的空隙, m3； 盾構(gòu)開挖直徑, m； 預(yù)制管片外徑. m； 回填注漿段長度,m； 注漿率實(shí)際注漿量應(yīng)綜合考慮地層特性和周邊環(huán)境確定。實(shí)際注漿量應(yīng)綜合考慮地層特性和周邊環(huán)境確定。因地質(zhì)、盾尾間隙、是否在曲線段等因素，注漿率有所不同。因地質(zhì)、盾尾間隙、是否在曲線段等因素，注漿率有所不同。一般情況下，注漿率一般情況下，注漿率1.32.

16、5，并應(yīng)通過地面變形觀測來調(diào)節(jié)。，并應(yīng)通過地面變形觀測來調(diào)節(jié)。粘土地層注漿填充率粘土地層注漿填充率160180，砂土地層注漿填充率，砂土地層注漿填充率130150。6 同步注漿設(shè)施同步注漿設(shè)施主要設(shè)施：主要設(shè)施：攪拌機(jī)、材料棚（堆場）、儲漿攪拌機(jī)、材料棚（堆場）、儲漿罐、輸送管路等。罐、輸送管路等。位置選擇：位置選擇： 一般靠近盾構(gòu)井，盡量不影響門吊運(yùn)行。一般靠近盾構(gòu)井，盡量不影響門吊運(yùn)行。 兩臺盾構(gòu)掘進(jìn)時，考慮公用方便。兩臺盾構(gòu)掘進(jìn)時，考慮公用方便。設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)：攪拌機(jī)上料口高出地面約攪拌機(jī)上料口高出地面約20cm，便于上料，便于上料，并可防水。一般設(shè)置在頂板上。并可防水。一般設(shè)置在頂板上。儲

17、漿罐設(shè)置在中板，易于放料儲漿罐設(shè)置在中板，易于放料。攪拌站攪拌站6 同步注漿設(shè)施同步注漿設(shè)施壓漿設(shè)備壓漿設(shè)備可同時對四個注漿口進(jìn)行注漿，一般采用上部兩個注漿口同步注漿。 包括儲漿罐、注漿泵和控制面板三部分采用不間斷加壓方法來進(jìn)行注漿采用了注漿壓力自動控制系統(tǒng)，一面使壓力保持不變，一面直接向盾尾建筑空隙注漿。通過電磁流量記在監(jiān)測流量的同時進(jìn)行自動注漿。漿罐帶有攪拌軸和葉片，注漿過程中可以對漿液不停的攪拌，保證漿液的流動性，減少材料分離現(xiàn)象。7 常見問題及解決措施常見問題及解決措施現(xiàn) 象在盾構(gòu)推進(jìn)過程中，由于注漿漿液質(zhì)量不好，使注漿效果不佳，引起地面和隧道的沉降。原因分析（1）注漿漿液配合比不當(dāng)，

18、與注漿工藝、盾構(gòu)形式、周圍土質(zhì)不相適應(yīng)；（2）拌漿計(jì)量不準(zhǔn)，導(dǎo)致配合比誤差，使?jié){液質(zhì)量不符合要求； 原材料質(zhì)量不合格；（3）運(yùn)輸設(shè)備的性能不符合要求，使?jié){液在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生離析、沉淀。漿液質(zhì)量不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)漿液質(zhì)量不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)7 常見問題及解決措施常見問題及解決措施預(yù)防措施（1）根據(jù)盾構(gòu)的形式、壓漿工藝、土質(zhì)情況、環(huán)境保護(hù)的控制要求及經(jīng)濟(jì)效益正確設(shè)計(jì)漿液配比，并通過試驗(yàn)，使其符合施工要求；（2）應(yīng)在滿足合理的精度前提下，考慮使用簡單可靠的計(jì)量器具。同時應(yīng)保養(yǎng)好計(jì)量器具，定時作檢定。發(fā)現(xiàn)計(jì)量器具精度誤差超標(biāo)，應(yīng)及時校正或換新；（3）對拌漿材料的質(zhì)量進(jìn)行有效的管理。保證各種材料采購的渠道，并附有

19、相應(yīng)的質(zhì)量保證單。應(yīng)按規(guī)定對材料進(jìn)行質(zhì)量抽檢；（4）拌漿設(shè)備的工作環(huán)境差，使用中要主要定期維修保養(yǎng)，經(jīng)常清洗拌漿機(jī)。如在使用中機(jī)械發(fā)生故障應(yīng)及時修復(fù)，不能讓設(shè)備帶病作業(yè)；（5）漿液的輸送應(yīng)視漿液的性能而定，選擇合理的輸送方法。用管路輸送時，管子的直徑要適當(dāng)；用拌漿車輸送時，拌漿車上的拌漿機(jī)應(yīng)有充分的攪拌能力；（6）加強(qiáng)對拌制后漿液的檢測，要確保漿液的質(zhì)量符合施工所需。漿液質(zhì)量不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)漿液質(zhì)量不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)7 常見問題及解決措施常見問題及解決措施漿液質(zhì)量不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)漿液質(zhì)量不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)治理方法（1）不符合要求的漿液重新進(jìn)行拌漿；（2）不符合質(zhì)量要求的原材料不得使用；（3）如漿液經(jīng)使用確

20、認(rèn)配比設(shè)計(jì)不合理，應(yīng)及時作配合比的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，最好決定出實(shí)際應(yīng)使用的配合比；（4）更換漿液運(yùn)輸設(shè)備，以適應(yīng)漿液性能及壓漿工藝。7 常見問題及解決措施常見問題及解決措施沿隧道軸線地層變形量大沿隧道軸線地層變形量大現(xiàn) 象沿隧道軸線地層變形過量，引起地面建筑物及地下管線損壞。原因分析（1）盾構(gòu)開始掘進(jìn)后，如不能同步地進(jìn)行注漿或注漿效果差，則會產(chǎn)生地面沉降；（2）盾尾密封效果不好，注漿壓力又偏高，漿液從盾尾滲入隧道，造成有效注漿量不足；（3）漿液質(zhì)量不好，強(qiáng)度達(dá)不到要求，不能起到支護(hù)作用，造成地層變形量過大；（4）注漿過程不均勻，推進(jìn)過程中有時注漿壓力大，注漿量足，有時注漿量少，甚至不注漿，造成對土體

21、結(jié)構(gòu)的擾動和破壞，使地層變形量過大。7 常見問題及解決措施常見問題及解決措施沿隧道軸線地層變形量大沿隧道軸線地層變形量大預(yù)防措施（1）正確確定注漿量和注漿壓力，及時、同步地進(jìn)行注漿；（2）注漿應(yīng)均勻，根據(jù)推進(jìn)速度的快慢適當(dāng)?shù)卣{(diào)整注漿的速率，盡量做到與推進(jìn)速率相符；（3）提高拌漿的質(zhì)量，保證壓注的漿液的強(qiáng)度；（4）推進(jìn)時同時、均勻、經(jīng)常地壓注盾尾密封油脂，保證盾尾鋼絲刷的使用功能。7 常見問題及解決措施常見問題及解決措施沿隧道軸線地層變形量大沿隧道軸線地層變形量大治理方法（1）根據(jù)地面變形情況及時調(diào)整注漿量、注漿部位，對于沉降大的部位可采用補(bǔ)壓漿的措施；（2）損壞的盾尾進(jìn)行更換，或采用在盾尾內(nèi)墊海綿的方法對盾尾進(jìn)行堵漏；（3）注漿口離盾尾太近引起盾尾漏漿，可采用從管片上進(jìn)行壁后注漿的方法，減少漿液的滲漏。（4）經(jīng)常施測漿桶確定實(shí)際壓出漿量，避免受盾構(gòu)機(jī)計(jì)數(shù)器誤導(dǎo)。7 常見問題及解決措施常見問題及解決措施單液注漿漿管堵塞單液注漿漿管堵塞現(xiàn) 象采用單液注漿時漿管堵塞，無法注漿，甚至發(fā)生漿管爆裂的情況，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量和進(jìn)