盾构的背后注浆

1 盾构的背后注浆 一、 概况 盾构工法中的背后注浆工艺（双液注浆），其目的1、防止土壤的流失，地层变形和内在结构的影响。2、提高隧道的抗渗性。3、确保管片衬砌的早期稳定，保持管片形成的精度。 二、 双液注浆的施工程序 1、原材料的移交 1）必须检查供应商移交的数量与送货单记录一致。 2）原材料的存放 原材料必须放在干燥的储存槽中，防止水分接触到原材料。每次的原材料用量和送货量必须记录，原材料的存放量必须满足隧道的使用。各原材料也必须分开存放。 2、注浆材料的搅拌和储存 1) 注浆材料的搅拌必须按照设计配合比进行混合搅拌。 2) 设计配合比 A液 B液 水泥 膨润土 安定剂 水 水玻璃

3) 注浆材料的存放 A液浆与B液浆必须分开存放，防止其它的杂物和水分渗入注浆材 2

料。其注浆材料的存放数量，必须满足隧道的开挖施工用量，也必须执行隧道的开挖过程。 3、配合比搅拌的注浆材料的特性测定 1) 比重：按配合比搅拌的注浆材料进行比重测定。（比重仪） 2) 粘度：按配合比搅拌的注浆材料进行粘度测定。（粘度仪） 3) 凝固时间：要求注浆材料和固化剂混合后的凝固时间为：8～10秒。 4) 抗压强度：要求注浆材料固结后，1小时的抗压强度为0.3Kgf/cm2以上，1天的抗压强度为6Kgf/cm2以上，长期强度（28天）为1Mpa以上。 5) PH值、收缩系数：按注浆材料的配合比，对注浆材料进行测定。 注浆材料的特性表： 名称 比重 粘度 固结时间 PH值 收缩系数 A液 抗压强度 1小时： 28天： 1天：

4、注浆的定量估算、压力及注入点

1) 注入的定量估算 D－开挖的直径：6210mm d－管片的外围直径：6000mm Q－注入数量 L－管片的宽度：1200mm a－注入率 V－开挖后的建筑间隙体积

每环的注入量：Q＝V.a Q＝[π/4.(D2-d2)]L.a 3

其中：V＝π/4(D2-d2).L 注入率的系数表 符号 因数 推算的增加比例范围 设定系数 a1 注入压力产生的压密 不加气 1.05～1.15 0.1 a2 土质 粘土 1.10～1.3 0.2 砂 1.4～1.6 0.5 风化岩 1.10～1.2 0.1 a3 施工损耗 1.10～1.2 0.1 a4 超挖 1.10～1.2 0.15

a＝1＋设定系数 设定系数＝a1+……a4 按照实际的施工状况对注入率进行选择。 目前，盾构施工的土质的概况： A：海珠广场到市二宫：以风化岩，强风化岩，中风化岩为主。 B：市二宫到江南新村：以全风化岩，强风化岩，中风化岩及残积硬塑粘土为主。 隧道管线总长为3420米，管片使用量为2850环（每环宽度为1.2米） 则估算用量Q＝3.14÷4（6.21×6.21－6×6）×3420×1.65 Q＝11358.33立方米 在实际注入的比率也要根据下面情况而定： A：地面沉降测量的结果反馈信息，进行二次注浆。 B：盾构机副刀盘的使用。 2) 注入的压力： 注入压力的一般原则：地下水压＋1Kg/cm2。 一次注浆的压力的平均值约为：0.27Mpa 4

二次注浆的压力的平均值约为：0.3Mpa 三次注浆的压力的平均值约为：0.38Mpa 确实的注浆压力视实际的施工状况进行适当的调整。 3) 注入的时间及点 A：注浆为同步注浆，在开挖进行时，注入的数量和压力跟随掘进速度同步，及时填充空隙。 B：注入点 为避免盾构机的盾尾刷损坏和老化，注入环必须在倒数第3环开始 （根据管片在盾尾的位置）。如图1：

C：注入点的模式（如图2） a) 管片的K片在顶点时，注入点为：2、10 b) 管片的K片在顶点旋转36度安装时，注入点为：1、3、9 c) 在其它注浆孔注入时，往往是根据实际情况而定。 5．背后注浆施工的管理 1) 背后注浆管理日报表 背后注浆管理日报表应记录注入环号、注入位置、注入压力、注入数 5

量等参数。 2) 使用材料的管理 每天检查注入材料的使用量，以此避免材料的不合理的分布，并作为材料进货记录，消耗记录。 3) 注浆机械的检修 每天注浆作业前后都要检查泵、搅拌机、计量器具，以及它机械器具的情况，以便及时维修调换。 4) 输送管的检查 输送管清洗工作不仅是用水清洗，并应投入疏通球进行疏通，防止管道堵塞，并确认投入的球数与回收球数一致性。还需检查管道接头处是否存在泄漏，防止浆液损失。 5) 注入橡皮管的管理 注入开始后，首先停止B液的注入，只压送A液，直到A液到达注入口。然后停止A液，压送B液，直到B液到达注入口。 6) 监督管理 监督员就数量、质量证明书等内容与作业日报表核对，同时还需向厂家函询有关的数量、质量的内容。监督员应根据日报表的记录切实掌握注入的情况。为了做到配合比适当，凝固时间原则上，至小在作业前测定一次，测定其凝固时间、强度、比重、粘度，并做好记录。 按设计的标准进行注入，同时按实际的情况确定注入的数量及压力，做到最佳注入。 6．注入操作管理及螺旋输送机操作管理（附录1） 6

7．注浆材料特性的日常测试 1) 比重、粘度、均按该仪器的操作规范进行测试。 2) 凝固时间，使用倒杯法进行测试。 测试准备，A，在存储槽中分别量取A液、B液。B，测试其温度及PH值。 操作如下： a) 把A、B液按混合比分别装在烧杯中。 b) 手持A、B液两烧杯，把B液全部倒入A液的烧杯中。 c) 把A液烧杯中的混合液全部倒入B液的烧杯中，迅速重复b,c的操作，直至浆液不在流动时所经历的时间为凝固时间。 3) 抗压强度的测试 a) 分别按混合比量取A、B液。 b) 混合A、B液均匀后，在凝固前迅速倒进预先准备好的钢模中。稍后，整理钢模的表面，然后进行养护。 c) 代时间足够后，在电子秤上进行抗压试验。 d) 抗压强度为当压到试件开裂时，此时电子称的读数为压力。根据公式P＝F/S计算抗压强度。 7

三、 设备系统。 1. 注浆站 注浆站为SPS－250型（附图3）。该设备的性能A，能比较准确地反映注浆数量和拌浆数量及注入压力。B，其输送的距离较长。C，能在地面和隧道内均能控制注浆。D，自动控制注浆材料的搅拌、注入的运行保护。 2. 注浆站（SPS－250）操作规程（附录2） 3. 输送、压入系统 A液的输送管道为2寸铁管，管道使用2寸管码连接器，在盾构机内注入点2寸高压软管与注浆头连接进行注浆。（管道设置图，附图6） A液的压力泵为：日本单轴U4R630型，B液的压力泵为日本单轴U4H40型（附图4、5） 4. 注浆材料日常测试的仪器设备 1) 100公斤的电子秤一台：作抗压强度实验。 2) 比重仪一台：作注浆材料比重测试。 3) 粘度仪一台：做主浆材料的粘度测试。 4) 烧杯500ml 4个：作A液的体积的量取及作凝固时间的测试。 5) 量筒20ml 1个：作B液体积量取。 6) 模具3套（圆筒型）：作抗压试验的试件。 7) 秒表、温度计：作凝固时间测试。 8) 测试纸（PH值）：作酸碱度测试。 8

四、各系统的关系连接（附图1、2） 五、拌浆，注浆的流程图

水泥 膨润土 水 安定剂 水玻璃 量取 搅拌 储存 输送 操作及控制 压入控制者 混合喷口 注浆孔 填充 9

六、程序间的联系图 NO NO YES

YES 材料的移交 注浆材料的搅拌及 储存

浆液的测试

检查凝固时间及强度

注入材料

检查数量及压力记录

准备下次注浆 结束 10

七、质量标准 1) 原材料的属性 材料 名称 比重 型号 硬结材料 水泥 添加材料 膨润土 安定剂 安定剂 凝固剂 水玻璃

硬结材料：—水泥（GBJ 108—87）。水泥选用标号不低于325号普 通硅酸盐水泥：《地下工程防水技术规范》。 添加材料：膨润土要求：粒径<20m，含水量<10%，比重为2.5膨润 系数10—25。 安定剂：—缓凝剂：（GBJ 119—88）《泥凝土外加剂应用技术规范》。 凝固剂：—水玻璃符合CJIS,《水玻璃的工业标准》有关的规定。 2) 原材料的供应商须提交材料的物理特性。 3) 注浆材料的物理特性及强度凝固时间必须符合设计的规定。 4) 注入的要求： a) 注浆是完全填满空隙。 b) 注浆材料的强度相当于原土质的强度。 c) 在材料硬化后达到止水。 d) 在盾尾和管片接缝没有泄漏。 e) 在注入时，不能泄漏到开挖面。 f) 不能损坏盾尾刷。 g) 不能使地下水构成注入材料的空隙。 11

5) 注浆记录 要求记录员必须真实记录注浆数量、注浆压力、注浆环数、注浆位置等参数，便于跟踪注浆的状况，用料的管理，沉降量的监视等方面。表格分为：注浆表格，用料表格（附表） 6) 人员的管理和培训 人员的分配为：注浆站为1人，隧道内注浆2人。每个人员必须坚守各自的工作岗位，服从技术员、工程师的命令。发现问题必须及时反馈给上级。 工作人员必须作一定的机械操作培训和注浆工艺的学习，及时掌握一定的操作、技术的水平。在交替班时，必须交代清楚工作内容及下一班的工作内容。 八、附上记录表格、地质图、地质参数、注浆机械图。