一种适用于上软下硬复合地层的盾构法隧道同步注浆浆液

摘要

本发明公开了一种盾构法隧道同步注浆浆液，属于盾构隧道工程技术领域。本发明的盾构法隧道同步注浆浆液，由砂浆和水玻璃组成，所述砂浆与水玻璃的重量比例为：砂浆∶水玻璃＝1∶4，所述砂浆中各原料的重量比为：水泥∶砂∶粉煤灰∶膨润土∶水＝1∶4.8～5.71∶2.93～3.31∶0.25～0.27∶3.13～3.30。本发明的盾构法隧道同步浆液，浆液稠度好，不易离析，能有效防止浆液离析、堵塞注浆管的现象，能及时有效地填充开挖面与管片外围的建筑空隙，可使地表沉降控制在5～7mm内。

说明书

技术领域

本发明公开了一种盾构法隧道同步注浆浆液，特别涉及一种适用于上软下硬复合地层的 盾构法隧道同步注浆浆液，属于盾构隧道工程技术领域。

背景技术

随着城市轨道交通领域的迅速发展，带动了地铁盾构工法技术的应用。由于盾构机的开 挖掘进不可避免地会对地层产生扰动；同时由于开挖面与衬砌管片间存在建筑空隙，使隧道 沿线地表产生一定沉降，特别对于上软下硬的复合地层，地表的沉降变形更加难以控制，若 不采取有效措施对地表沉降进行控制，一旦发生较大地表沉降，将会产生很大的风险。因此 ，在盾构机掘进的同时，采用同步注浆控制地表沉降在允许范围十分重要。

目前，在地下隧道盾构施工中所用的同步注浆浆液分为单浆液和双浆液两种。单浆液主 要由水泥、粉煤灰、砂、水等组成。双浆液由A液和B液组成，A液是由水泥、膨润土、稳定 性材料和水组成的砂浆，B液为水玻璃。由于单浆液施工方便、管理容易，因而现有的盾构 隧道同步注浆浆液多采用单浆液而很少采用双浆液。

现有单浆液中各原料典型的重量配比为水泥∶粉煤灰∶砂∶水＝1∶3.6∶2∶0.2∶2.43 ，该单浆液凝结时间较长，不能及时有效地固结管片、填充建筑空隙，在管片拖出盾尾后， 不能有效的控制地表沉降，地表沉降在10～15mm，并且水泥和膨润土含量较高，成本较高。

现有双浆液中各原料典型的百分掺量为：水泥21.23％、膨润土2.5％、稳定性材料0.34％ 、水67.73％、水玻璃8.2％。该双浆液虽然早期强度较高、流动性较好，但在施工过程中容易 产生浆液离析、堵管现象，直接影响浆液在地层中的凝固效果和施工进度，不仅耽误了施工 时间，也因废弃浆液的排放，新拌等增加了施工成本。并且该配合比同步注浆浆液用于上软 下硬复合地层的盾构施工，地表沉降范围在10～15mm，地表沉降较大，固不适于上软下硬复 合地层的盾构施工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于上软下硬复合地层的盾构法隧道同步注浆浆液，以保 证浆液初凝时间适应盾构掘进施工以及远距离输送的要求，减少堵管和浆液离析，能及时有 效地填充建筑空隙，减小地表沉降。

为了实现上述发明目的，本发明人经过反复试验，提供了以下技术方案：

一种适用于上软下硬复合地层的盾构法隧道同步注浆浆液，由砂浆和水玻璃组成，所述 砂浆由水泥、砂、粉煤灰、膨润土和水组成，其特征在于：所述砂浆与水玻璃的重量比为： 水玻璃∶砂浆＝1∶4，所述砂浆中各原料的重量比为：水泥∶砂∶粉煤灰∶膨润土∶水＝1∶ 4.8～5.71∶2.93～3.31∶0.20～0.27∶3.13～3.30。所述砂浆稠度为120mm，实际使用时可 根据现场砂含水率进行适当调整。

水泥∶砂∶粉煤灰∶膨润土∶水＝1∶4.8∶2.93∶0.25∶3.24。

所述水泥可以为普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。

本发明的盾构法隧道同步注浆浆液由砂浆和水玻璃组成，以砂、粉煤灰和水泥为浆液固 结强度材料，水泥同时也为水硬性胶凝材料，用以调节浆液凝结时间，膨润土用以增加浆液 的粘接性，减缓浆液材料的分离，水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱 金属硅酸盐，其主要成分是Na₂SiO₃，用作固化剂，起调节凝固时间的作用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的盾构法隧道同步浆液，其配比是 经过反复试验最终确定的，浆液稠度好，不易离析，能有效防止浆液离析、堵塞注浆管的现 象。浆液流动性好，能及时有效地填充开挖面与管片外围的建筑空隙，在短时间内能够凝固 ，较早达到原土强度，使其起到控制地表沉降，约束管片位移、形成第一道止水帷幕。采用 本发明的浆液用于上软下硬复合地层的施工，可使地表沉降控制在5～7mm内。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主 题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。下列 实施例所列举的同步注浆浆液，由砂浆与水玻璃组成，其中砂浆与水玻璃的重量比例为：水 玻璃∶砂浆＝1∶4，所述砂浆由水泥、砂、粉煤灰、膨润土和水组成，砂浆稠度为120mm，实 际使用时可根据现场砂含水率进行适当调整。

实施例1

本实施例列举的浆液中，砂浆中各原料的用量为(单位：kg/m³)为：水泥150，砂720 ，粉煤灰440，膨润土37，水470。

该配比的浆液用于广州市地铁某段隧道施工，该施工区间段里程范围左线为 ZDK22+392.964～ZDK22+856.392，左线全长474.928m，右线为YDK22+202.194～ YDK22+856.392，长度为654.473m，两线总长1129.401m，线间距为5.0～23.4m。该段地质主 要为粉质粘土地层、可塑状残积土、微风化层。在盾构掘进的同时，通过注浆泵的压送作用 ，将浆液灌注入盾尾的管片环外间隙之中，达到填充管片环外空隙、固定管片位置、减少地 面沉降、充当环外第一道防水线的目的，并确保管片衬砌早期和后期的稳定性，有效地减小 了盾构推进时地面的变形，该段隧道施工的地表沉降控制在5mm内，有效地保护了周边环境 。

实施例2

本实施例列举的浆液中，砂浆中各原料的用量为(单位：kg/m³)为：水泥147，砂840 ，粉煤灰486，膨润土40，水486。

该配比的浆液用于广州市地铁某段隧道施工，该施工区间段里程范围右线YDK27+088.00 ～YDK28+169.127，长1081.127m；左线ZDK27+088～ZDK28+169.936，长1078.090m，两条线 总长2159.217m。盾构在本区间掘进时，在无溶土洞地段、使用该同步注浆浆液配合比，地 表沉降均控制在7mm内。