盾构施工双液浆同步注浆应用技术研究

程实

摘要：随着国民经济的快速发展，城市地下工程进入了蓬勃发展的阶段，与此相关，也会涌现出大量的岩土工程技术问题需要解决，特别是隧道施工引起沿线及周边地面的变形，造成严重的经济损失和社会影响，盾构隧道施工中采用水泥+水玻璃双液浆同步注浆能够很好的保持地层的稳定性，抑制施工引起的过大变形，确保地面及周边建筑物沉降在安全范围内，在特殊地质和小曲线、大坡度线型盾构段施工具有推广意义。

关键词：水泥-水玻璃;注浆设备;双液浆注浆

一、工程概况

本工程为沈阳市运河水系综合治理工程-南运河截污管道工程。地质条件复杂，主要为粉质粘土层、富水砂层等自稳性较差的地层，为控制地面沉降，防止向管片内漏水，使土压力作用均匀以及使管片组成的衬砌环早期稳定，需要在盾尾间隙产生的同时，迅速注浆，填充盾尾间隙，确保注浆的及时性、耐久性以及充填的密实性，故本工程采用同步注浆方式，采用水泥浆+水玻璃双液浆（简称“双液浆”）作为盾构隧道施工同步注浆用浆液。

二、盾构施工双液浆同步注浆概述

盾构掘进同步注浆是为填充管片脱离盾构机盾尾后四周存在的间隙，防止管片脱离盾尾后周围填充物填充不密实或强度不足以支撑上部土体，土体会发生松动和下沉。水泥浆+水玻璃双液浆同步注浆胶凝时间短，且可在几秒钟到几十分钟内准确控制，盾构施工采用双液浆进行同步注浆可以尽早填充地层，减少地层沉陷量，保证周围环境的安全，确保管片衬砌的早期稳定性和间隙的密实性。因此该工程采用水泥浆+水玻璃双液浆能够确保短时间内填充管片背后空隙，以到达控制地层沉降目的。

三、双液浆同步注浆施工设备

盾构机双液浆同步注浆装置由地面设备、注浆设备、阀门组、同步注浆管、自动控制盘等组成，安装在后配套台车上。在盾尾设置了4处共8根同步注浆管（4根A液，4根B液）注双液浆，当盾构掘进时，注浆泵分别将储浆罐中的水泥浆液和水玻璃泵出，通过各自输送管道，通到盾尾壳体内的同步注浆管，两种浆液在注浆管内混合后填充管片外表面的环形空隙。

双液浆注浆泵采用双缸双液结构，调节比例就是调节两缸的流量比，两缸的直径相同，两缸的行程比就是两缸的流量比。泵出料时，注浆输送缸活塞由主油缸伸出推动，砂浆在压力作用下通过排浆口压入输送管道送至盾尾，此时吸料口关闭，出料口打开。主油缸达到最大行程后，系统自动切换到泵吸料状态，此时吸料口打开，出料口关闭，注浆主油缸带动活塞回缩，砂浆在自重和吸力共同作用下被吸入输送缸，完成吸浆过程。输送缸在液压缸的往复驱动下，交替进行吸浆和排浆，实现砂浆的连续泵送。

在地面上采用搅拌机进行砂浆拌制，并置入罐中储存，然后通过泵站，将地面的砂浆通过管路泵送至盾构机砂浆罐。水玻璃由电瓶车运送至盾构机上储存罐中。通过注浆设备泵送至同步注浆管进行混合。管路上各装有压力和流量传感器，用来检测A/B液的注入压力和流量，通过变频器来控制注浆量。上位机注浆界面具有自动/半自动/手动模式及单/双液模式切换功能，操作手根据实际情况进行选择。注浆结束，启动清洗程序，对管路进行清洗。

四、施工现场常见问题

无注浆压力显示注浆管路未及时清理硬化后堵塞，浆液到不了注浆压力传感器所在位置，应将注浆管路清理畅通。检查压力传感器是否正常工作，保持传感器清洁。

注浆脉冲次数显示不正常注浆时某一路注浆次数为其它组2倍或无显示，脉冲接近开关安装位置超前，活塞经过时接近开关感应两次，从而脉冲计数加倍，将脉冲计数接近开关调整至脉冲计数显示正确的合适位置;接近开关探头伸出太短以致检测不到活塞动作时脉冲次数不显示，应当调整探头伸出长度。

五、双液浆配比原则

双液注浆可以通过调节A液和B液的比例来调节初凝时间，以适应不同的需要。如果需要初凝时间长的浆液，可以适当提高 A 液的比例，反之，降低 A 液的比例即可。比如，在自稳性极差的超软弱粘性土地层，通常使用初凝时间短的浆液，缩短浆液的凝固时间，减少浆液向四周扩散;对于易坍塌的富水地层则需要初凝时间稍长的浆液，以便浆液能向周围土体间扩散，达到更好的止水效果。

六、双液浆同步注浆的特点

1.能够快速控制地层早期变形

采用水泥浆+水玻璃双液浆进行盾构同步注浆，浆液能够在短时间内凝结并产生较大强度及早填充了管片周边的空隙，稳固了地层，减少了地层扰动和初期沉降值，能够保证周围环境的安全。

2.有利于施工效率提高

同步注浆采用双液浆时，A液可以采取泵送方式。通过管路进行材料输送，节约了砂浆车的使用，效率提高，减少电瓶车编组的工作任务，大大提高了掘进过程中工序衔接的效率。

3.注浆设备简单

双液浆同步注浆注浆泵可以选择软管泵，对比传统的施维英注浆泵，其具有结构简单、紧凑、故障率低，操作维护简便、检修容易、成本低等优点。软管泵无机械密封、自吸能力强，不会产生密封类泵的泄漏现象，杜绝了因泄漏造成的跑、冒、滴、漏损失和污染，工作现场干净。

七、结束语

水泥水玻璃雙液浆保水性能好，不易离析，凝结时间较短并可调节，能达到较短时间内固结和堵水的目的，盾构同步注浆采用双液浆注浆能及时有效的填充盾构建筑间隙、能够有效地保持地层的稳定性，抑制施工引起的过大变形，进而起到控制地表沉降的作用，同时同步注双液浆能起到很好的堵水效果，防止盾尾漏水、漏浆、有效的控制了管片变形，保证了隧道的成型质量，值得推广。

参考文献

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