同步注浆技术课件

1、1 同步注浆的原理同步注浆的原理建筑空隙 随着盾构的推进，在管片和土体之间会出现建筑间隙，建筑间隙的及时充分充填是减少地表沉降的关键环节。为填充这些间隙，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。2 同步注浆的目的同步注浆的目的防止地表变形防止地表变形地 表地表变形减少隧道沉降减少隧道沉降2 同步注浆的目的同步注浆的目的隧道下沉增强防水防沙功能增强防水防沙功能2 同步注浆的目的同步注浆的目的盾构外壳隧道管片衬砌接缝浆 液稳定管片外侧土体稳定管片外侧土体2 同步注浆的目的同步注浆的目的盾构外壳隧道管片衬砌接缝3 同步注浆材料

2、同步注浆材料黄 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） 外掺剂原材料原材料3 同步注浆材料同步注浆材料材料要求材料要求3 同步注浆材料同步注浆材料单液浆单液浆大部分情况使用，凝固缓慢浆液类型浆液类型快硬性双液浆快硬性双液浆双圆盾构和部分泥水盾构使用，能快速凝固3 同步注浆材料同步注浆材料 和易性好和易性好收缩率小收缩率小有一定有一定强度强度凝结时凝结时间合适间合适易搅拌，易易搅拌，易输送，在运输送，在运输过程当中输过程当中能保持不离能保持不离析、不沉淀、析、不沉淀、要具有能

3、填要具有能填充空隙的流充空隙的流动性动性 浆体凝固时浆体凝固时产生的体积产生的体积收缩要小，收缩要小，其目的也是其目的也是为了减少地为了减少地表变形表变形浆液性能浆液性能浆体在凝固浆体在凝固前有一定的前有一定的早期强度支早期强度支撑地层不发撑地层不发生沉降变形，生沉降变形，而凝固后的而凝固后的强度要略高强度要略高于原状土于原状土 初凝快，浆初凝快，浆体不易流失，体不易流失，保证压浆质保证压浆质量；终凝慢，量；终凝慢，浆体较长时浆体较长时间内具塑性，间内具塑性，防止破坏盾防止破坏盾尾密封装置尾密封装置 3 同步注浆材料同步注浆材料浆液性能浆液性能项目 性能标准 稠度（cm） 10.511.5 初

4、凝值 1624h 泌水率 3 抗压强度 R70.1MPa，R280.51MPa 比重 1.750.5 3 同步注浆材料同步注浆材料浆液配比浆液配比水泥（kg） 粉煤灰（kg） 膨润土（） 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、施工环境选择适合本地区的浆液配比。结合大量的浆液试块实验，按照实验数据来确定配合比。 惰性浆液在主要成分加量不变的情况下，只需调节添加剂的加量就能有效地控制、调节浆液的性能。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

5、液性能的要求 4 同步注浆工艺同步注浆工艺4 同步注浆工艺同步注浆工艺拌 浆4 同步注浆工艺同步注浆工艺浆液运输浆液运输 盾尾注浆管 盾尾 浆液注入范围 一般配置4个或8个（4个备用），均匀分布。管片注浆孔一般为5个。注浆可根据需要采用手动控制方式，自动控制方式即预先设定注浆压力，由控制程序自动调整注浆速度，当注浆压力达到设定值时，自行停止注浆。手动控制方式则由人工根据掘进情况随时调整注浆流量，以防注浆速度过快，而影响注浆效果。根据盾构机推进速度，同步注浆以每循环达到总注浆量而均匀对称注入，盾构机推进开始注浆开始，推进完毕注浆结束。4 同步注浆工艺同步注浆工艺4 同步注浆工艺同步注浆工艺盾构始

6、发段同步注浆盾构始发段同步注浆（1）为防止同步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，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，此阶段盾构后配套台车位于地表，浆液拌制好后直接通过地表管路泵入到后配套台车的注浆罐中，再经泵送至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。在施工结束及时压注膨润土浆液，疏通浆液泵送管路，减少堵管的可能，做到同步施工。 4 同步注浆工艺同步注浆工艺盾构

7、始发段同步注浆盾构始发段同步注浆（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。在拼装管片时，停止注浆，以免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。4 同步注浆工艺同步注浆工艺正常掘进段同步注浆正常掘进段同步注浆（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

8、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。 4 同步注浆工艺同步注浆工艺小半径曲线段同步注浆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

9、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。 4 同步注浆工艺同步注浆工艺浅覆土段同步注浆浅覆土段同步注浆 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。4 同步注浆

10、工艺同步注浆工艺大坡度段同步注浆大坡度段同步注浆 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

11、的浆液，同时，根据监测报表决定是否进行壁后二次注浆4 同步注浆工艺同步注浆工艺穿越重要建筑物及重要管线同步注浆穿越重要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

12、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。4 同步注浆工艺同步注浆工艺盾构进洞段同步注浆盾构进洞段同步注浆 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4 同步注浆工艺同步注浆工艺壁后二次注浆壁后二次注浆（1）盾尾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，有可能扰乱土体，引起地面隆起和压实沉降等问题。所以二

13、次注浆基本上不需进行。如果出现管片漏水等现象时，则根据实际情况，对注浆方法和材料确定后，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。 某工程壁后二次补注浆浆液配比（重量比）如下表： 水泥粉煤灰水稠度13适量9114 同步注浆工艺同步注浆工艺壁后二次注浆壁后二次注浆5 同步注浆参数同步注浆参数注浆压力注浆压力 同步注浆时要求在地层中的浆液压力略大于该点的静止同步注浆时要求在地层中的浆液压力略大于该

14、点的静止水压及土压力之和，做到尽量填补同时又不产生劈裂。水压及土压力之和，做到尽量填补同时又不产生劈裂。通常同步注浆压力大于泥水压力通常同步注浆压力大于泥水压力0.10.15MPa，一般压力控制在一般压力控制在0.25 0.3MPa。注浆压力过小注浆压力过小浆液填充速度过慢填充不充足地表变形增大注浆压力过大注浆压力过大地表有害隆起或沉降隧道结构本身沉降或损坏跑浆5 同步注浆参数同步注浆参数注浆量注浆量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浆液压注要及时、均匀、足量，确保其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

15、形量的大小。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。5 同步注浆参数同步注浆参数注浆量注浆量 实际注浆量应综合考虑地层特性和周边环境确定。实际注浆量应综合考虑地层特性和周边环境确定。因地质、盾尾间隙、是否在曲线段等因素，注浆率有所不同。因地质、盾尾间隙、是否在曲线段等因素，注浆率有所不同。一般情况下，注浆率一般情况下，注浆率1.32.5，并应通过地面变形观测来调节。，并应通过地面变形观测来调节。粘土地层注浆填充率粘土地层注浆填充率160180，砂土地层注浆填充率，砂土地层注浆填充率130150。6 同

16、步注浆设施同步注浆设施主要设施：主要设施：搅拌机、材料棚（堆场）、储浆搅拌机、材料棚（堆场）、储浆罐、输送管路等。罐、输送管路等。位置选择：位置选择： 一般靠近盾构井，尽量不影响门吊运行。一般靠近盾构井，尽量不影响门吊运行。 两台盾构掘进时，考虑公用方便。两台盾构掘进时，考虑公用方便。设计：设计：搅拌机上料口高出地面约搅拌机上料口高出地面约20cm，便于上料，便于上料，并可防水。一般设置在顶板上。并可防水。一般设置在顶板上。储浆罐设置在中板，易于放料储浆罐设置在中板，易于放料。搅拌站搅拌站6 同步注浆设施同步注浆设施压浆设备压浆设备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。

17、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。通过电磁流量记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。7 常见问题及解决措施常见问题及解决措施现 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； 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

18、生离析、沉淀。浆液质量不符合质量标准浆液质量不符合质量标准7 常见问题及解决措施常见问题及解决措施预防措施（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；

19、（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。浆液质量不符合质量标准浆液质量不符合质量标准7 常见问题及解决措施常见问题及解决措施浆液质量不符合质量标准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。7 常见问题及解决措施常见问题及解决措施沿隧

20、道轴线地层变形量大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。7 常见问题及解决措施常见问题及解决措施沿隧道轴线地层变形量大沿隧道轴线地层变形量大预防措施（1）正确确定注浆量和注浆压力，及时、同步

21、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。7 常见问题及解决措施常见问题及解决措施沿隧道轴线地层变形量大沿隧道轴线地层变形量大治理方法（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）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。7 常见问题及解决措施常见问题及解决措施单液注浆浆管堵塞单液注浆浆管堵塞现 象采用单液注浆时浆管堵塞，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