郑州环线盾构施工关键技术：背后注浆助推进！

盾构施工中，随着盾构的向前推进，当管片脱离盾尾后，在土体与管片之间会形成一道宽度为240 mm/260 mm（区间隧道施工两台盾构机刀盘尺寸不一样）左右的环行空隙，采用注浆手段及时将盾尾建筑空隙加以充填。

1.同步注浆

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。砂要求采用细度模量 1.6～2.2 的细砂，粒径为 0～4 mm；水泥采用普通42.5 硅酸盐水泥，粉煤灰、膨润土不能有受潮、结块现象。

2）浆液配比及主要物理力学指标

同步注浆的主要指标：

（1）胶凝时间：4～5 h。

（2）浆液收缩值：大于95%，即固结收缩率小于5%。

（3）浆液稠度：8～12 cm。

（4）浆液比重：要求控制在1.8 g/cm3。

（5）浆液稳定性：倾析率小于5%。

同步注浆材料配比见表10.5.1。

表10.5.1　同步注浆材料配比

3）同步注浆主要技术参数

（1）注浆压力设定

同步注浆时要求在压入口的压力大于该点的静止水压及土压力之和。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后期地层沉降及隧道本身的沉降，并易造成跑浆。而注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填充不充足，也会使地表变形增大。一般注浆压力为0.2～0.3 MPa，通常取注入压力＝地层阻力+（0.1～0.2）MPa。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0.05～0.1 MPa。

（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。

式中　V ——单环注浆量（m3）；

　　　K——扩大系数取1.5～2；

　　　L ——环宽（m）；

　　　D1——开挖直径（m）；

　　　D2——管片外径（m）。

代入相关数据，可得：

(www.xing528.com)

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（1.5 m）注浆量Q＝5.36～7.14 m3。针对区间地质含砂地质取每环6 m3。推进过程中根据实际情况进行调整。

（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。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定其平均注浆速度。

（4）注浆结束标准及注浆效果检查

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，注浆量达到设计值的85%以上时，即可认为达到了质量要求。

（5）注浆顺序

同步注浆通过盾尾注浆孔在盾构推进的同时压注，在每个注浆孔出口设置压力传感器，以便对各注浆孔的注浆压力和注浆量进行检测与控制，从而实现对管片背后的对称均匀压注。为防止注浆使管片受力不均产生偏压导致管片错位造成错台及破损，同步注浆时对称均匀地注入十分重要。补强注浆应先压注可能存在较大空隙的一侧。

4）同步注浆方法、工艺

浆液在地面由砂浆搅拌站进行拌和，通过滑道、管路流到储浆罐中，然后通过管道流入电瓶车上的储浆罐中，最后电瓶车拉着浆罐进洞，把浆液抽到一号台车的储浆罐中。同步注浆如图10.5.3、图10.5.4。

图10.5.3　同步注浆示意图

图10.5.4　管片衬砌背后同步注浆工艺流程及管理程序

2.二次注浆

在管片裂缝、接缝渗漏水、错台严重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，采用二次注浆来控制沉降。

1）二次注浆的注浆方式

根据地质情况，可注水泥浆液（水、水泥）对背衬进行填充，或水泥浆＋水玻璃的双液浆，以缩短浆液的凝固时间，以便迅速封堵渗漏或填充地层空隙，控制地层沉降或渗漏。

2）注浆浆液的配比

二次注浆采用水泥浆以及水玻璃双液浆，二次注浆总的配比为（以下为参考值，具体根据地质情况由实验确定）：

水泥浆：水∶水泥＝100 kg∶150 kg

水玻璃双液浆：水泥浆水灰比1∶1.5，水泥浆和水玻璃比例1∶1，水玻璃的波美度°Bé=35～40，模数M=2.8～3.1。双液浆的凝结时间控制在1 到3 min 的范围内，利于浆液扩散和施工操作，减少堵管情况的发生。

3）注浆参数

二次注浆的水泥浆注浆压力为0.2～0.4 MPa，浆液流量为10～15 L/min（由注浆泵的流量确定），使浆液能沿管片外壁较均匀地渗流，而不致劈裂土体，形成团状加固区，影响注浆效果；水玻璃双液浆注浆压力为0.3～0.4 MPa。

二次注浆施工设备见表10.5.2。

表10.5.2　二次注浆施工设备