同步注浆工艺是盾构法隧道施工过程中的一道关键工序，对成环隧道结构的稳定、周围土体的变形控制等起到关键作用。下面就从同步注浆原理，施工流程，作用，材料，拌浆设备与压浆设备，浆液配合比，注浆工艺，常见问题及解决措施等八个方面对同步注浆进行全面的了解吧。

一、同步注浆的原理

随着盾构的推进，在管片和土体之间会出现建筑间隙。为了填充这些间隙，就要在盾构机推进过程中，保持一定压力（综合考虑注入量）不间断地从盾尾直接向壁后注浆，当盾构机推进结束时，停止注浆。这种方法是在环形建筑空隙形成的同时用浆液将其填充的注浆方式。

二、同步注浆施工流程

浆液运输：

掘进同步注浆：

三、同步注浆作用

1防止地表变形

2减少隧道沉降量

3增加衬砌接缝的防水功能

4改善衬砌的受力状况

5有利于盾构纠偏

四、同步注浆材料

1原材料

2材料要求

收缩率要小。浆体凝固时产生的体积收缩要小，其目的也是为了减少地表变形。

凝结时间要合适。初凝要快，即压出去的浆体在短时间内达到初凝，使浆体不易流失，保证压浆质量；终凝要慢，即要求压出的浆体在较长时间内应具有塑性，这样可防止破坏盾尾密封装置。

要有一定的强度。压浆的作用之一是支护地层，不使地层产生沉降变形，所以要求浆体在凝固前有一定的早期强度，而凝固后的强度要略高于原状土。

五、拌浆设备与压浆设备

1拌浆设备

2压浆设备

采用了注浆压力自动控制系统，一面使压力保持不变，一面直接向盾尾建筑空隙注浆。通过电磁流量记在监测流量的同时进行自动注浆。

浆罐带有搅拌轴和叶片，注浆过程中可以对浆液不停的搅拌，保证浆液的流动性，减少材料分离现象。

六、浆液配合比

惰性浆液在主要成分加量不变的情况下，只需调节添加剂的加量就能有效地控制、调节浆液的性能。在施工过程中，可以比较方便地对浆液的性能进行调整，以适应不同地层、不同掘进进度对浆液性能的要求。

七、注浆工艺

1盾构始发段同步注浆

（1）为防止同步注浆破坏洞门止水装置（即防止铰链板由于注浆压力崩断及防止袜套外翻）影响止水效果，需等盾尾脱出加固区方可进行同步注浆。由于此段（约6m）为出洞加固区，土体自立能力较强，地表沉降相对较小。

（2）当推进至20环时，对洞门进行注浆，防止可能的土体流失。

（3）由于现场条件的限制，此阶段盾构后配套台车位于地表，浆液拌制好后直接通过地表管路泵入到后配套台车的注浆罐中，再经泵送至盾尾浆液注入点注入地层。浆液输送管路较长，应避免管路堵塞，影响同步注浆。在施工结束及时压注膨润土浆液，疏通浆液泵送管路，减少堵管的可能，做到同步施工。

（4）此段盾构施工过程中，盾构掘进出土时进行同步注浆，以控制注浆压力为主兼顾注浆量，从盾尾上方A1，A4两点注入。在拼装管片时，停止注浆，以免拼装时千斤顶部分松开时注浆会造成管片移位、变形。

（5）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，掌握盾构推进同步注浆量。

2盾构掘进正常段同步注浆

（1）每环开始推进前，先拌制足够一环使用的浆液打入注浆罐。当开始掘进后，保证注浆罐储存的浆液能够满足同步注浆要求，保证施工的连续性。

（2）严格控制同步注浆量和浆液质量，通过同步注浆及时填充建筑空隙，减少施工过程中土体的变形。做好地面变形情况及地表监测分析，及时调整注浆量。

（3）  要合理控制注浆压力，尽量作到填充而不是劈裂。注浆压力过大，管片外的土层将会被浆液扰动而造成较大的沉降，并易造成跑浆。同时，注浆压力过小填充速度过慢，填充不足，也会使变形增大。

（4）在管片脱出盾尾5环后，对管片的建筑空隙进行壁后二次注浆，整个区间每隔5环注浆一次，压浆量的控制根据变形信息确定。

3盾构掘进小半径曲线段同步注浆

（1）小半径曲线施工时，管片从盾尾脱出后如果不能立即与周围土体形成一体，盾构推进就不能充分取得反力，导致产生较大的管片变形和隧道位移的危险性。

（2）同步注浆浆液应选择体积变化小，早期强度高的注浆材料。

（3）曲线段推进必然导致土体损失的增加。由于设计轴线为圆滑曲线，而盾构是一定长度的直线，故在实际推进过程中，实际掘进轴线必然为一段段折线，且曲线外侧出土量又大，这样必然造成曲线外侧土体的损失，并存在施工空隙。因此在曲线段推进过程中同步注浆必须加强对曲线段外侧的压浆量，以填补施工空隙，加固外侧土体，使盾构顺利沿设计轴线推进。注入量的多少还是以地表沉降监测为指导。

4盾构掘进浅覆土段同步注浆

浅覆土地段的壁后注浆，由于盾尾建筑空隙会立即影响到地面或地下建（构）筑物，要进行充分的壁后注浆管理以控制地层变形，同步注浆宜使用有早期强度的壁后注浆材料，同时，要通过实验确定注浆压力及注浆量。

5盾构掘进大坡度段同步注浆

大坡度施工中的壁后注浆材料，宜采用体积变化小，早期强度高的 瞬结性材料。下坡度时，容易出现漏浆现象。出现漏浆现象可采取以下措施预防解决这一问题：

（1）同步注浆的同时应当注意盾尾油脂的及时填充，盾尾刷及盾尾油脂的配合使用能起到阻挡浆液倒流，避免漏浆。

（2）在盾尾油脂压注到位的情况下，盾尾漏浆大多是由于注浆压力过高或注入速度过快造成，可以通过控制推进速度，调整同步注浆流量及调整注浆压力，防止浆液击穿盾尾漏浆。

（3）在出现漏浆的情况下，应当立即停止压浆，压注盾尾油脂，在管片间隙漏浆处塞上海绵条等防漏材料，待漏浆结束后在推进过程中适当加大注浆量，填补漏失的浆液，同时，根据监测报表决定是否进行壁后二次注浆。

6盾构穿越建筑物及重要管线同步注浆

（1）穿越建筑物及重要管线前，应当对建筑物的桩基基础类型、埋深、建造年代及管线的口径、埋深、走向等进行详细的勘查，综合考虑该处的地质情况确定同步注浆参数。

（2）同步注浆的浆液在填补建筑空隙时可能会存在一定间隙，且浆液的收缩变形也存在地面沉降的隐患，因此在隧道掘进的同时，根据地面监测情况，必要时进行二次壁后注浆，浆液视情况采用单液浆或双液浆。浆液通过管片的注浆孔注入地层，并在施工时采取推进和注浆联动的方式，注浆未达到要求，盾构暂停推进，以防止土体变形。根据施工中的变形监测情况，随时调整注浆量及注浆参数，壁后二次注浆根据地面监测情况随时调整，从而使地层变形量减至最小，达到保护建筑物及管线的目的。

7盾构盾构掘进进洞段同步注浆

进洞段同步注浆施工除了填充建筑空隙，控制地面沉降外，还应配合盾构轴线控制，采取灵活多变的注浆方式，确保盾构顺利进洞，当盾构机靠上盾构基座后停止同步注浆，待盾构机进入完全停靠在盾构基座，洞门封死后在进行洞门的补压浆，防止水土流失。

8壁后二次注浆

（1）盾尾间隙已在盾构施工同步注浆时充分填充，如再超量进行注浆，有可能扰乱土体，引起地面隆起和压实沉降等问题。所以二次注浆基本上不需进行。如果出现管片漏水等现象时，则根据实际情况，对注浆方法和材料确定后，进行补充注浆。

（2）压浆时指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。

（3）为防止浆液在注浆系统内的硬化，定时对工作面注浆系统及地面上的拌浆系统进行清洗，清洗时间根据实际情况确定。

壁后二次补注浆浆液配比如下表：

9其它

当地层属于软土层时，地下水位高，土质的含水量基本饱和，所以应一次注浆体材料，以防土体流失。盾尾后间隙一旦形成，应立即进行压浆，并保持一定的压力，压浆工艺对盾尾密封要求较高，要有一个不易漏浆的盾尾密封装置，并有堵浆的措施及备有堵浆的设备和材料。施工中如果发现注入量持续增多时，必须检查超挖、漏失等因素。而注入量低于预定注入量时，可以考虑是注入浆液的配比、注入时期、盾构推进速度过快或出现故障所致，必须认真检查采取相应的措施，一般可采取加大注浆压力或在盾构掘进后进行补浆。

八、同步注浆常见问题及解决措施

1浆液质量不符合质量标准

现象：

在盾构推进过程中，由于注浆浆液质量不好，使注浆效果不佳，引起地面和隧道的沉降。

原因分析：

（1）注浆浆液配合比不当，与注浆工艺、盾构形式、周围土质不相适应；

（2）拌浆计量不准，导致配合比误差，使浆液质量不符合要求；原材料质量不合格；

（3）运输设备的性能不符合要求，使浆液在运输过程中产生离析、沉淀。

预防措施：

（1）根据盾构的形式、压浆工艺、土质情况、环境保护的控制要求及经济效益正确设计浆液配比，并通过试验，使其符合施工要求；

（2）应在满足合理的精度前提下，考虑使用简单可靠的计量器具。同时应保养好计量器具，定时作检定。发现计量器具精度误差超标，应及时校正或换新；

（3）对拌浆材料的质量进行有效的管理。保证各种材料采购的渠道，并附有相应的质量保证单。应按规定对材料进行质量抽检；

（4）拌浆设备的工作环境差，使用中要主要定期维修保养，经常清洗拌浆机。如在使用中机械发生故障应及时修复，不能让设备带病作业；

（5）浆液的输送应视浆液的性能而定，选择合理的输送方法。用管路输送时，管子的直径要适当；用拌浆车输送时，拌浆车上的拌浆机应有充分的搅拌能力；

（6）加强对拌制后浆液的检测，要确保浆液的质量符合施工所需。

治理方法：

（1）不符合要求的浆液重新进行拌浆；

（2）不符合质量要求的原材料不得使用；

（3）如浆液经使用确认配比设计不合理，应及时作配合比的设计和试验，最好决定出实际应使用的配合比；

（4）更换浆液运输设备，以适应浆液性能及压浆工艺。

2沿隧道轴线地层变形量大

现象：

沿隧道轴线地层变形过量，引起地面建筑物及地下管线损坏。

原因分析：

（1）盾构开始掘进后，如不能同步地进行注浆或注浆效果差，则会产生地面沉降；

（2）盾尾密封效果不好，注浆压力又偏高，浆液从盾尾渗入隧道，造成有效注浆量不足；

（3）浆液质量不好，强度达不到要求，不能起到支护作用，造成地层变形量过大；

（4）注浆过程不均匀，推进过程中有时注浆压力大，注浆量足，有时注浆量少，甚至不注浆，造成对土体结构的扰动和破坏，使地层变形量过大。

预防措施：

（1）正确确定注浆量和注浆压力，及时、同步地进行注浆；

（2）注浆应均匀，根据推进速度的快慢适当地调整注浆的速率，尽量做到与推进速率相符；

（3）根据本节“一.注浆质量不符合质量标准”所述的措施，提高拌浆的质量，保证压注的浆液的强度；

（4）推进时同时、均匀、经常地压注盾尾密封油脂，保证盾尾钢丝刷的使用功能。

治理方法：

（1）根据地面变形情况及时调整注浆量、注浆部位，对于沉降大的部位可采用补压浆的措施；

（2）损坏的盾尾进行更换，或采用在盾尾内垫海绵的方法对盾尾进行堵漏；

（3）注浆口离盾尾太近引起盾尾漏浆，可采用从管片上进行壁后注浆的方法，减少浆液的渗漏。

（4）经常施测浆桶确定实际压出浆量，避免受盾构机计数器误导。

3单液注浆浆管堵塞

现象：

采用单液注浆时浆管堵塞，无法注浆，甚至发生浆管爆裂的情况，严重影响施工质量和进度。

原因分析：

（1）停止注浆的时间太长，留在浆管中的浆液结硬，引起堵塞；

（2）浆液中的砂含量太高，沉淀在浆管中，使浆管通径逐渐减小，引起堵塞；

（3）浆管的三通部位在压浆过程中有浆液积存，时间长了就沉淀凝固。

预防措施：

（1）停止推进时定时用浆液打循环回路，使管路中的浆液不产生沉淀。长期停止推进，应将管路清洗干净；

（2）拌浆时注意配比准确，搅拌充分；

（3）定时清理浆管，清理后的第一个循环用膨润土泥浆压注，使注浆管路的管壁润滑良好；

（4）经常维修注浆系统的阀门，使他们启闭灵活。

治理方法：

将堵塞的管子拆下，将堵塞物清理干净后重新接好管路。

4双液浆管堵塞

现象：

双液注浆时浆管堵塞，无法注浆，甚至发生浆管爆裂的情况，严重影响施工质量和进度。

原因分析：

（1）长时间未注浆，浆管没有清洗，浆液在管路中结硬而堵塞管子；

（2）两种浆液的注浆泵压力不匹配，B液浆的压力太高而进入A液的管路中，引起A液管内浆液结硬，堵塞管子；

（3）管路中有支管时，清洗球无法清洗到该部位，使浆液沉淀而结硬。

预防措施：

（1）每次注浆结束都应清洗浆管，清洗浆管时要将橡胶清洗球取出，不能将清洗球遗漏在管路内引起更厉害的堵塞；

（2）注意调整注浆泵的压力，对于已发生泄漏，压力不足的泵及时更换，保证两种浆液压力和流量的平衡；

（3）对于管路中存在分叉的部分，清洗球清洗不到，应经常性用人工对此部位进行清洗。

治理方法：

将堵塞部位的注浆管路拆卸下来进行清洗，然后重新安装恢复压浆。

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知识点：盾构同步注浆施工