[发明专利]盾构同步注浆施工工艺

说明书

技术领域

本发明属于隧道施工领域，尤指一种盾构同步注浆施工工艺。 

背景技术

采用盾构法进行地铁隧道(盾构直径6～6.5m)的掘进施工过程中，同步注浆是充填土体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期变形的主要手段，也是盾构推进施工中的一道重要工序。盾构推进施工中要求注浆应及时、均匀、足量的压注，确保其建筑空隙得到及时和足量的充填，并由此使地表变形和管片偏移量降低到最小。 

为满足以上要求，在目前地铁隧道的盾构法施工中，普遍采用三种不同的同步注浆施工工艺：惰性单液浆、可硬性水泥单液浆以及水泥浆-水玻璃双液浆。惰性单液浆施工采用稠度值较高、和易性较好的浆液进行压注，因此对建筑空隙的填充效果较好，同时在保证注浆压力的情况下也能较好地控制盾构脱出盾尾时的地面即时沉降，但惰性浆液由于浆液自身无结实体强度，注浆率较大，建成后的隧道后期变形与沉降较大，例如根据对建成后的上海地铁1号线的监测统计，采用惰性浆液施工的隧道其长期沉降值最大可达13cm。可硬性水泥单液浆虽然能使管片周围的浆液形成较高的致密结实体，但在实际施工过程中存在着浆液可使用时间短，浆液易离析堵管，施工不便利，浆液稀薄注浆率较大等缺点，主要在自立性良好的硬岩地层中应用较广。采用水泥浆与水玻璃混合的双液注浆法，具有浆液凝结时间短、浆液结实体强度高、有一定的防渗、抗渗作用，能较好地控制了隧道的初期沉降和稳定性，但国内在使用双液同步注浆施工时存在如下不足：①易堵塞，操作控制要求高；②注浆量约是理论值的180～250％，注浆成本较高；③注入浆液不到位易引起地表沉降，通常要采用二次补注浆。 

中国专利申请CN200610147635.X公开了一种超大直径泥水平衡盾构施工同步注浆浆液，该浆液具有比重大、含砂率高、抗剪屈服强度高、后期结实体收缩率小的优点，在超大直径隧道的施工中，结合盾构施工设备及工艺的改良，起到了良好的施工效果，可有效地控制周围土体的变形以及隧道的稳定。但是在地铁隧道工程施工中，受场地条件及盾构施工空间限制，该同步注浆浆液在应用过程中出现了诸多问题，相应的同步注浆施工工艺无法实现，例如地面拌浆设备能力不足，浆液制备过程中加料不精确，劳动强度高，浆液质量控制困难，和易性差，输送过程中效率低，易堵塞，盾构注浆过程中堵管频繁，注浆效率不足等。 

发明内容

本发明针对与中国专利申请CN200610147635.X公开的超大直径泥水平衡盾构施工同步注浆浆液相似的单浆液，提供一种该单浆液应用在地铁隧道施工中的同步注浆施工工艺，以填补盾构推进产生的盾尾建筑空隙，从而达到控制由于空隙产生而导致的周围土体变形，控制地面沉降在规范要求内等目的。 

本发明的盾构同步注浆施工工艺，其依次包括如下步骤： 

A)在搅拌站通过搅拌上料系统将注浆材料拌制成单浆液； 

B)通过运输系统将拌制完毕的单浆液输送至盾构储浆槽内； 

C)盾构注浆系统对盾尾建筑空隙进行同步注浆； 

其中，步骤A)中单浆液的初始坍落度为9-14cm，含砂率为50-60％，比重≥1.9kg/L，泌水率≤5％，抗剪切屈服强度8h≥800pa，后期结实体收缩率≤1％；步骤C)中注浆压力P＝P₁+P₂，其中P₁为该注浆点外周围水土压力值，P₂为注浆管压力损失，其步骤A)中单浆液包括：50-60％的砂、15-20％的粉煤灰、4-5％的熟石灰，2.5-3％的膨润土、0.15-0.25％的外掺剂以及15-25％优选20％的水。根据盾构内设备情况，在始发前通过浆液的泵送试验得出，一般注浆压力为0.3-1MPa，注浆量为理论值的150％，可采用盾尾4点同时注浆，注浆量上下部比例6∶4。 

步骤A)在搅拌站通过搅拌上料系统将注浆材料拌制成单浆液，为集中搅拌生产，具体工艺如下： 

拌浆上料系统是由储料仓、水源、称料装置、送料装置和3m³强制式砂浆搅拌机5部分组成，得到指挥控制系统的指令后，按加料顺序分别称重，然后输送至搅拌机进行拌制，搅拌时间为2～3分钟，加料顺序为搅拌状态下依次加入膨润土、粉煤灰、熟石灰、2/3水、砂、外掺剂、1/3水，拌制完成后，将单浆液放入橄榄车内，然后进行下一注浆材料的拌制。 

注浆材料中的砂、粉煤灰、石灰、膨润土以及外掺剂的性能要求如表1所示。 

表1注浆材料的性能要求