盾构隧道同步注浆浆液配比分析及优化设计

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1、盾构隧道同步注浆浆液配比分析及优化设计杨卓，陈洪光（中国中铁隧道集团有限公司工程试验中心，河南洛阳471009）摘要：为使盾构隧道同步注浆浆液具有较高的工作性能通过掺加纯碱、木钙等措施，对浆液的配比进行了优化并采用正交设计的方法进行试验探讨了水胶比、粉灰比、膨水比、纯碱和木钙掺量、水泥用量对于浆液性能的影响提出了优化后的浆液配比•为今后类似工程提供参考。矢键词：盾构法；同步注浆；正交试验设计；纯碱；木钙中图分类号：U4554文献标志码：B文章编号：1672-741X(2009)増2-0029-04AnalysisandOptimizedDesignofGrou

2、tProportionforSimultaneousGroutinginShieldTurinellingYANGZhuo.CHENHongguang(EngineeringExperimentationCenterofChinaRailwayTunnelGroupCo•Ltd.•Luoyang471009•Henan•China)Abstract:Inordertoimprovetheworkabilityofthegroutforsimultaneousgroutinginshieldtunneling•thegroutpro-portionisoptim

3、izedbyaddingsodiumcarbonateandcalciumlignosulphonateTheinflueneeofwater/blinderratio•flyash/cementratio•bentonite/waterratio•sodiumcarbonateamount•calciumlignosulphonateamountandcementamountonthegroutperformaneeistestedbyorthogonalexperimentFinallyoptimizedgroutproportionissuggested

4、Thispapercanprovidereferenceforsimilarprojectsinthefuture.Keywords:shieldtunnelingmethod;simultaneousgrouting;orthogonalexperimentdesign;sodiumcarbonate;calciumlignosulphonateo前言盾构法同步注浆就是在隧道内将具有适当的早期及最终强度的材料通过注浆泵及盾尾的注浆管按规定的注浆压力和注浆量在盾构推进的同时填入盾尾空隙内•从而有效控制地面沉降，确保管片的早期稳定・并形成衬砌防水的第一道防线⑴。

5、因此盾构法同步注浆工艺要求浆液具有较高的工作性能:充填性好不漏失到掘削面及围岩土体中去；流动性好、离析少；不易被地下水稀释；材料分离少便于长距离压送；早期强度与原状土强度相当；硬化后体积收缩率和渗透系数小；无公害价格便宜⑵。如果浆液稳定性差则容易造成注浆堵管影响注浆效果和施工进度。因此盾构法要求注浆材料具有良好的工作性能。某市地铁隧道工程位于城市中心区，隧道全长为7230m•分别由明挖、暗挖、盾构隧道组成地质条件复杂。隧道穿越地层主要包括粉细砂层、粉质黏土层、中粗砂层、卵石圆砾层相互变化夹杂，随着隧道埋深的加大卵石粒径逐渐变大。层间水、承压水存在于不同地段地下

6、水位高。工程周边环境复杂，沿线高楼林立，地下建（构）筑物、管线众多。为使注入的浆液具有较高的流动性又不致分散•尝试采用纯碱、木钙等外掺料•对水泥砂浆注浆材料进行优化并分析各种原材料因素对于浆液性能的影响。1同步注浆材料性能要求根据地层情况対同步注浆浆液的性能制订了如下几项指标。1）稠度8'12cm当处于10cm左右为最佳。2）胶凝时间：具有良好的长期稳定性及流动性•并能保证适当的凝结时间以适应盾构施工以及远距离输送的要求。3）浆液稳定性：静置不沉淀、不离析或在胶凝时间内静置沉淀离析少；倾析率小于5%04）固结率：大于95%即固结收缩率小于5%o5）固结体强度：

7、1d不小于02MPa-28d不小于25MPa。6）防稀释性：在压力地下水作用下浆液具有较收稿日期：2006・06-03；修回日期：2009・08-18作者简介：杨卓（1977-）男•上海人2000年毕业于中南大学交通土建工程专业•工程师•现主要从事土木工程建筑材料研究工作30隧道建设第29卷好的防水稀释性能。2原材料与试验方法21原材料水泥：唐山启新马牌P032.5；粉煤灰：I级邯峰发电厂；膨润土：200目广州升盛贸易有限公司经销•河北宣化县冀强工贸有限公司生产钠基；河砂：涿州众兴砂石厂细砂细度模数14;纯碱；水：生活用水。22试验方法1）浆液稠度按照《建筑砂

8、浆基本性能试验方法》⑶进行测定。2）凝