盾构同步注浆类型选择及地层适应性研究.pdf

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1、轨道交通与地下工程器TrackTraffic＆UndergroundEngineering盾构同步注浆类型选择及地层适应性研究郄向光1，王涛1，乔国刚2张丽丽2，李达2(1．北京城市快轨建设管理有限公司，北京100027；2．北京市政建设集团有限责任公司，北京100048)摘要：浆液类型的选择直接影响着地层沉降的控制效果以及盾构机能否顺利掘进。针对不同的地质条件，分析了可硬性浆液、传统惰性浆液、双液浆以及一种新型浆液的原材料配比及浆液特性，重点分析了双液浆在北京砂卵石地层，可硬性浆液在广卅I风化岩层以及新型浆液在苏州、上海、南京等城市软土地层的应用实例，并

2、认为盾构同步注浆浆液类型对地层的适应性研究及实例分析可为浆液类型选择提供借鉴。关键词：盾构隧道；同步注浆；浆液类型选择；地层适应性中图分类号：U455．43文献标志码：B文章编号：1009—7767(2014)02—0077—04StudyonSelectionandStrataAdaptabilityofSynchronousGroutingofShieldTunnelingQieXiangguang，WangTao，QiaoGuogang，ZhangLili，LiDa盾构管片拼装完成后，随着盾构的推进其周围出现空隙，该空隙如不能及时有效填充则会产生较大

3、地层沉降甚至出现地层坍塌⋯。盾构施工前必须根据地质条件、环境条件、隧道条件、设计要求等，在试验的基础上选择浆液类型及确定注浆参数，并在施工中根据监控量测数据及时调整，做到信息化施工，才能确保施工安全，使质量及成本控制等各项目标满足要求。为保证注浆效果，注浆材料选择及配比设计就必须充分考虑浆液与地层的适应性。目前盾构施T普遍采用的同步注浆浆液主要有两类：一类是添加了水泥的可硬性浆液；另一类是不添加水泥，以粉煤灰、砂和膨润土为主要固体充填料的传统惰性浆液。随着我国盾构施工规模的增大和技术的进步，近年来也涌现出了几种新型的同步注浆浆液类型．例如水泥一水玻璃双液浆

4、和添加了石灰的新型惰性浆液等。强度低、自稳能力较差的地层，浆液配比要着重保证浆液的固结率和强度。并适当缩短凝胶时间，使浆液在较短的时间内加固地层，增强地层的稳定性【21。富水砂卵石地层中盾构施工，要求同步注浆浆液不仅要具有良好的和易性、填充性、早期强度等，而且对浆液的抗水分散性和保水性要求也较高，因此，采用水泥一水玻璃双液浆应用在北京地铁施工中就取得了不错的效果；采用以石灰、粉煤灰为主要胶凝材料的新型惰性浆液在上海、苏州、无锡等城市软黏土地层及南京、苏州等富水粉细砂地层盾构施工中也取得了很大的成功。1浆液类型及其特性对比1．1传统惰性浆液与可硬性浆液传统惰

5、性浆液以粉煤灰、膨润土、中细砂、水、外加剂等为主要原材料，其中粉煤灰为主要胶凝材料。可硬性浆液是在传统惰性浆液的基础上添加了水泥(水泥、粉煤灰、膨润土不可有结块现象，其他材料要求基本等同于传统惰性浆液)。可硬性浆液比传统惰性浆液的凝结时间较短，强度较高，特别适用于防渗漏水及注浆凝固体早期强度要求较高的盾构隧道工程。但是由于添加了水泥，成本相对于传统惰性浆液要高。1．2双液浆双液浆由水泥浆液(A液)与水玻璃(B液)组成，注入时双液混合，加快了水泥浆液的固结时间，有利于同岩稳定。同时通过调节凝胶时间，满足不同施工要求。1)组成A液的材料有水泥、粉煤灰、膨润土浆

6、、缓凝剂以及水。2)B液就是水玻璃的水溶液。注浆实践中A／B采用体积比，习惯上将B值定为1。试验表明，A／B一定时，波美度越低，浆液的固化时2014年2期(3一)第32卷啼荭故_术77器轨道交通与地下工程TrackTraffic＆UndergroundEngineering间越短；波美度一定时，A／B的值越高，浆液的固化时问越短。但波美度不宜低于20，如果过低，那么在浆液混合后尽管在短时间内固化，但其状态较软，很容易在外力作用下变形流动，再等到其达到能够抵抗一定外力的硬度时，这个时间往往会较长。水玻璃波美度的选择要根据施工的具体情况来定，一般来讲，施工进程

7、比较稳定、温度高、地下水较少的情况下，宜选用波美度低的B液；反之，则选用波美度高的B液。A／B的值不宜过高，否则影响双液混合的均匀程度。通常A／B的取值在7／1～14／1范围内，超出这个范围，需要改变B液波美度来调整水玻璃的掺加量。1．3新型浆液新型浆液由熟石灰粉、粉煤灰、膨润土、中细砂、水和减水剂等构成，具有以下基本性能：1)具有良好的长期稳定性及流动性，并能保证适当的初凝时间，适应盾构施工以及远距离输送的要求；2)具有良好的充填性能；3)在满足注浆施工的前提下，尽可能早地获得高于地层的早期强度：4)浆液在地下水环境中，不易产生稀释现象；5)浆液固结后体

8、积收缩小．泌水率小；6)原料来源丰富、经济，施工管理方便，并能满足