盾构同步注浆

盾构同步注浆

1作业概述

同步注浆技术是盾构工法中必不可少的关键性辅助工法，是控制地面沉降的关

键。如果注浆过程中发生漏浆，地面的沉降必定增大，从而引起地面沉降、隧道扭曲、

隧道超限。所以避免出现漏浆是盾构掘进中的重要任务和关键技术，而保护盾尾密封

的完好是保证不漏浆的前提。同步注浆与盾构掘进同时进行，通过同步注浆系统及盾

尾的注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，同步注浆在盾尾空隙形成的

极短的时间内将其填充密实，从而使周围岩土体获得及时的支撑，可有效的防止土体

的坍塌，控制地表的沉降。

2编制依据

（1）台山核电站1、2号机组海域工程取水隧洞工程(第二阶段)招标文件（编号：

TSN2008018-T）；

（2）台山核电站一期取水隧洞工程——工程地质勘察报告；

（3）《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008；

（4）类似工程项目施工经验。

3工程概况

1号、2号机组取水隧洞平面轴线均为直线, 北西～南东向展布。穿越陆域腰古

咀至大襟岛之间的海域，为两条平行输水隧洞，隧洞中心间距29.2m，隧洞起讫里程

为DK0+030～DK4+360.6，建筑长度4330.6m/条。隧洞两侧部分岩石段采用钻爆法施

工，其余段落采用平衡式泥水盾构施工，取水构筑物采用明挖施工。隧洞内径φ7.3m,

外径φ8.7m，采用盾构管片和二次衬砌复合支护结构。其中盾构管片厚度0.4m，作

为隧洞的主体结构，二次衬砌厚度0.3m。

4注浆工艺流程

表4-1注浆工艺流程图

原材料检验

浆液拌制

储存与运输

注浆参数选择

注浆操作

监视漏浆处理注浆参数记录

变形监测分析

判定

5施工准备

5.1原材料检验

（1）砂要求采用细度模量1.6～2.3的细砂，不允许夹杂有5mm以上的豆石或

杂物，需要时需对砂子进行过筛处理；

（2）水泥、粉煤灰、膨润土不可有结块现象，细骨料中不可有大粒径的异物。 5.2浆液拌制

（1）浆液配合比严格按工程师通知配合比配制；

（2）原材料计量误差要控制在规范要求范围内；

（3）投料顺序按水、水泥、砂依次进行；

（4）搅拌时间控制在2分钟左右，搅拌要均匀，杜绝拌好的浆液中有结块；

（5）膨润土最好以溶液的形式加入，且其溶液应提前拌好（溶液中的水应从浆

液配比用水中扣除）。 5.3浆液的运输与贮存 （1）浆液拌制好后，输入编组列车的罐车中与列车一同进入工作面，随后利用罐车上的输送泵将砂浆输入盾构机拖车上的自备贮浆罐中并立即开始搅拌； （2）运输、贮存时间不宜过长以防止浆液发生初凝，若因特殊情况需较长时间运输、贮存，则应考虑加入缓凝剂或膨润土； （3）若浆液发生沉淀、离析，结块应进行二次搅拌； （4）浆液运输与贮存设备应经常进行清洗 

6注浆操作规程

6.1 同步注浆系统结构

同步注浆通过注浆管路、注浆泵及控制系统来实现。盾构机掘进的同时，通过同

步注浆系统将浆液同步注入管片和开挖洞身之间的环形间隙之中，以提高隧道的防水

性，防止施工区域地表沉降。另一方面，由于充填及时，对刚拼好的几环管片的支撑

和承托作用加强，减小了管片移动的可能性，从而减少管片在推力作用下开裂和错台

的可能。

（1）盾构机上配置了1 个可容纳 10m3左右的储浆罐，内有搅拌叶可以对浆液

进行搅拌及给活塞泵喂料，分别通过管路连接到盾壳上的4 个注浆点。在盾壳上设

置4 点注浆点，每1 个注浆泵上有1根对应的管路连接在盾构尾部来进行同步注浆。

（2）注浆时只需用双作用活塞泵将储存在搅拌装置中的浆液通过管路泵送到盾

壳上的同步注浆点既可。

（3）同步注浆4 路注浆管道设置了4个注浆压力传感器、压力表及球阀，整套

系统由人工控制自动注入盾尾，注浆时，砂浆的流量和压力受到严格的监控, 以防过

大的压力造成地面隆起。为了能够适应不同的注浆量和压力要求，注浆量和压力也可

以在控制操作电脑屏上进行人工调整。

6.2浆液选择及控制要求

盾构机掘进过程中形成的管片与土体之间的空隙将采用注浆回填，浆液是通过运

浆车送到洞内，注浆与掘进保持同步，采用同步注浆。盾构掘进中的同步注浆和衬砌

壁后补压浆是充填盾构壳体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期土体变形的有效手

段，同时也可加强隧道的稳定性，同步注浆选择可硬性浆液进行及时、均匀、定量压

注。确保其建筑空隙得以及时和足量的充填，压浆量视地层变形监测数据而定。稠度

控制在10～13cm。压浆属一道重要工序，须指派专人负责，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。

6.2.1所配出的浆液应具备以下性能：

⒈初始粘度低以更好地充填盾构掘进造成的间隙；

⒉凝结速度快以避免沉陷；

⒊不得堵塞盾尾密封。

在盾构掘进的过程中, 每环注浆量控制在150%- 180% ，为减少地下的后期变形,

必要时进行衬砌壁后注浆，注浆参数及注浆量的选择根据实际情况而定，为防止浆液

在注浆系统内硬化， 定时对注浆系统及拌浆系统进行清洗，严禁在同步注浆系统堵

塞的情况下进行盾构掘进。

6.2.2各项控制压力的选择考虑以下因素：

⒈注浆位置的水压力和土压力，盾尾油脂压力；

⒉管片的承压能力；

⒊不会对盾尾密封刷造成损害；

⒋既能防止地面下沉超限, 又不导致地面隆起超限；

⒌浆液不会进入泥水仓；

⒍注浆操作既可人工又可自动, 控制开关设在盾构机操作盘上。每环掘进之前,

都要确认注浆系统的工作状态处于正常，并且浆液储量足够，掘进中一旦注浆系统出

现故障，立即停止掘进进行检查和修理。

6.3注浆主要施工参数

注浆压力：根据注浆目的要求调整注浆压力， 充分充填盾构施工产生的地层空

隙，避免由此引起的地表沉陷，影响地表建筑物与地下管线的安全。同时，防止过大

的注浆压力引起地表有害隆起或破坏管片衬砌，同步注浆压力控制在比仓内压力高于

1.2倍，注浆量: Q=V·λ

λ—指注浆率( 一般取150%- 180%)

V—盾构施工引起的空隙( m3)

V=π( D2- d2) L/4

D—指盾构切削外径( m)( 削切外径9.03m)

d—指预制管片外径( m)( 预制管片外径8.7m)

L—回填注浆段长即预制管片每环长度( 预制管片每环宽1.5m)

根据公式计算得: Q= ( 9.032- 8.72) ×3.14 ×1.5 ×(150% ～180% )/4=9.75 ～11.7m3

即注浆量为9.75～11.7m3/ 环( 1.5m) 。注浆量和注浆压力根据掘进参数由技术

人员确定。注浆工应及时做好拌浆记录和注浆压力、注浆量的记录, 并按期检查浆液

质量。尤其是, 应控制和记录每一环的实际注浆量与环状间隙的理论容积的比较值，

注浆量一般控制在理论空隙值的1.5～1.8 倍。注浆速度盾构一环掘进时间约60分

钟，故每个注浆孔流速控制在50 L/min左右；即在盾构掘进前5分钟至掘进完成

后5分钟内，均速注浆。 7部门职责 7.1工程部 （1）试验室负责提供浆液配比；

（2）现场值班技术员负责不同地层浆液配比的选择（并书面通知搅拌站）、注浆

压力控制、注浆量控制、注浆操作原始记录的收集；

（3）总工程师、工程部长、值班技术员根据注浆情况，不断分析、优化注浆参

数，提高同步注浆效果。

7.2设物部 （1）负责制浆、注浆设备的维修保养；

（2）负责制浆、注浆设备操作人员培训；

7.3作业班组 （1）严格按照通知的浆液配比拌制水泥砂浆；

（2）负责废浆处理及搅拌站周围的文明施工；

（3）根据值班技术员提供的注浆压力、注浆量进行注浆操作，并认真、如实记

录注浆参数（包括注浆位置，开始、暂停、结束时间，注浆压力，注浆量），并在下

班前将记录表交值班技术员；

（4）若发生注浆管堵情况，掘进班负责及时清理，避免浆液在管道内凝固；

（5）交接班前，注浆司机负责清洗储浆罐及注浆泵，并拆除注浆管软管部分，

将整条注浆管洗通。

8安全、质量、环保等技术保障措施

8.1安全保障措施 （1）进入施工现场人员必须经过相关安全培训，进入施工现场必须戴好安全帽，

系好帽带，穿戴好工作服、防护手套、劳保鞋等劳保防护。

（2）压浆泵有专业人员负责操作，未经同意任何人不得操作；

（3）压浆泵及管道内压力未降至零时，不准拆管路或松开管路接头，以免浆

液喷出伤人； （4）安全员必须对整个施工过程进行监督。

（5）建立健全安全管理机构和安全保证体系，加强安全技术管理，严格遵守有

关安全规范，采取有力的安全保护措施，保护劳动者在生产中的安全和健康。

（6）严禁在不停泵的情况下进行任何修理；。

（7）施工过程中须保证施工区域的清洁卫生，工具和材料摆放整齐规范，及时

清理杂物，不得随意丢弃。

（8）在拆除管路及压浆泵操作时应戴防护眼镜，以免浆液溅入人眼；

8.2环保、质量技术保障措施

（1）盾构机设计制造时, 应根据地层情况, 选择不同的盾尾注浆方式。在条件允

许的情况下，尽可能采用通过安装在盾尾的注浆进行同步注浆的方式，注浆过程应设

计为自动控制，并将通过管片注浆作为备选注浆方案或补充应急方案。 

（2）合理选择注浆液类型，惰性注浆液初凝时间长；制备成本低。在软弱地层

为主的地区应用较为广泛，但由于强度较低,抗渗性能差，不利于隧道衬砌的早期稳

定和隧道防渗效果。硬性注浆液制备成本相对较高， 初凝时间长，早期具有一定强

度，对于隧道衬砌的稳定较为有利。 

（3）作业完毕后，搅拌机、运输机、泵、注浆管路一定要及时清理干净，每

一个工作班清理一次，值班工程师随时监督，发现注浆司机不按照规程操作，对

当班司机处以100元/次的罚款。

（4）盾构掘进同步注浆配有八根管路，正常掘进只有四跟管路。当掘进不当

造成同步注浆管路堵塞时，要及时疏通。不得擅自使用备用管路，发现一次给予

100元/次罚款。

（5）注浆是按特殊控制程序进行控制：人员需培训上岗；所用设备、计量器

具等需经过鉴定；所用各种原材料的检验执行程序文件《采购产品的检验和试验