浅谈马来西亚盾构施工双液同步注浆系统

摘 要： 根据马来西亚盾构施工的同步注浆工艺，重点介绍双液同步注浆的设备配置及工艺。

关键词：马来西亚 盾构施工 双液 同步注浆

中图分类号： U455 文献标识码： A

1 概述

2 同步注浆

盾构施工引起的地层损失和盾构隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结以及地下水的渗透，是导致地表、建筑物以及管线沉降的重要原因。为了减少和防止沉降，在盾构掘进过程中，要尽快在脱出盾尾的衬砌管片背后同步注入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙。其目的主要有以下三个方面✞：

（1）及时填充盾尾建筑空隙，支撑管片周围岩体，有效地控制地表沉降；

（2）凝结的浆液将作为盾构施工隧道的第一道防水屏障，增强隧道 的防水能力；

（3）为管片提供早期的稳定并使管片与周围岩体一体化，有利于盾构掘进方向的控制，并能确保盾构隧道的最终稳定。

同步注浆分为单液同步注浆和双液同步注浆，国内土压盾构施工基本采用单液同步注浆，仅有部分泥水盾构采用双液同步注浆。与单液注浆相比，双液注浆最大的优点是可以通过选择不同的双液配合比来调节浆液的硬化时间，以适应不同的工程地质，马来西亚MRT项目的泥水盾构和土压盾构都采用双液同步注浆。

2.1 双液同步注浆系统组成

双液同步注浆系统包括拌浆、送浆和注浆三部分。盾构上安装有搅拌站的远程控制终端，可实现全自动拌浆及送浆，提高了作业效率，使盾构施工朝着自动化、智能化方向发展。

2.1.1 拌浆

搅拌站有三种拌浆模式：手动拌浆、半自动拌浆、全自动拌浆。以全自动拌浆为例，在设定好各种材料的参数后，操作自动作业许可后，系统会依据设定程序进行自动拌浆，直到储浆罐的超声波液位计达到上限时，系统自动待机，储浆罐液位低于设定值时，系统自动运转，开始拌浆。如遇设备异常情况发生，指示自动显示异状发生，设备自动停机，并有警报提示维护人员查看异常履历中的异常信息，及时处理相关故障信息。

双液浆分为A/B液，A液浆由水泥、膨润土、水、添加剂组成，B液为水玻璃。A/B液使用管道分别输送到盾构机上的相应存储罐。A液使用2寸管，B液使用1寸管，输送动力为软管泵。

软管泵结构简单且紧凑、故障率低、操作维护简便、检修容易、成本低。软管泵的主要特点有：

（1）属容积式泵类，具有无机械密封、自吸能力强、自清理等特性。

（2）无泵阀，不会产生密封类泵的泄漏和气阻现象，杜绝了因泄漏而造成的跑、冒、滴、漏损失和污染，工作现场干净。

（3）软管泵结构简单，无叶轮、无容室等结构，适应性强，液体、浆状和粘稠悬浮物料均可输送.允许有较大的固态物粒子。输送介质的浓度可大于70%.因此非常适合水泥浆和水玻璃的物料输送。

由于浆液需长距离输送，为保证管道不堵塞，在A液（水泥浆）软管泵增加了清洗球清洗装置，盾构机上安装清洗球接收装置。每班只需在下班前把清洗球用水或浆液打到盾构机的接收装置，清洗球可循环利用，就可以及时清洗管道内壁残留凝固的浆液，保证管道的畅通。

A液清洗球

本套送浆设备，维护简单，只需定期的更换磨损严重的软管和清洗球即可。

2.1.3 注浆

盾构机上的双液注浆系统主要由A液泵站、B液泵站、反冲洗泵站及反冲洗控制单元等组成。

A液泵站 B液泵站

本系统配置四台A液软管型注浆泵， 四台B液螺杆泵，A、B液注浆泵均采用变频控制。管路各装有压力传感器和流量传感器，用来检测A液和B液的注入压力和流量，通过变频器来控制注浆需要量。

盾尾内双液注浆管都为内嵌式。注浆管共8组，每组由一个A液管、一个B液管、一个水清洗管和1个活塞管组成，具有清洗功能，其中4组备用，始发前在4组备用的双液注浆块的A液孔及水管中注入盾尾油脂防止堵塞。

双液注浆块示意图

双液同步注浆系统操作可分为手动与自动两种方式：

（1）手动操作

可单独的选择四个注浆点的每一个，并通过上位机上的开关启动该系统。注浆速度通过上位机进行调整。

（2）自动操作

4个注浆点压力可连续监测，超过最大设置压力注浆自动停止，低于最低设置压力自动开始。

专用清洗工具 B液喷嘴

2.2 双液同步注浆人员配置

本工程在盾构同步注浆的工序中，操作人员得到最大简化ฎ，每班配置2名，盾构机上注浆由盾构司机兼职，维修保养1名，搅拌站1名兼维修保养。

2.3 双液同步注浆质量保证措施

（1）在开工前制定详细的注浆作业指导书，并进行详细的浆材配比试验℉，选定合适的浆液配比。

（2） 制订详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序，严格按要求实施注浆、检查、记录、分析，及时做出P（注浆压力）―Q（注浆量）―t（时间）曲线，分析注浆速度与掘进速度的关系，评价注浆效果，反馈指导下次注浆。

（3）成立专业注浆管理团队，由富有经验的注浆工程师负责现场注浆技术和管理工作。

（4）根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果，及时进行信息反馈，修正注浆参数设计和施工方法，发现情况及时解决。

（5）做好注浆设备的维修保养，注浆材料供应，定时对注浆管路及设备进行清洗，保证注浆作业顺利连续不中断进行。

（6）环形间隙充填不够、结构与地层变形不能得到有效控制或变形危及地面建筑物安全时、或存在地下水渗漏区段，在必要时通过吊装孔对管片背后进行二次补充注浆。

3. 结束语

盾构施工工法对我国隧道及地下工程而言，是一个革命性的突破，同步注浆技术是盾构施工的重要工序，同步注浆的好坏直接影响到管片初期的防水性能和地面的沉降。随着各种新工艺、新技术、新设备、新材料在盾构施工的不断应用，双液同步❥注浆将会有⌘更大的应用空间。