盾构同步注浆材料

盾构同步灌浆材料的概念及应用

盾构同步灌浆材料是盾构隧道施工中的关键辅助材料。在开挖盾构的同时，根据盾尾内置的袖阀管将浆体注入管壁后的间隙，在管片与周围地层之间增加间隙(一般为盾构直径与管片直径相差的环形空间)。其核心功能包括稳定管片(防止管片在开挖盾构时移动或变形)。、地表水堵漏(防止地表水渗入隧道)、减少地层沉降(操纵因土壤干扰而引起的路面变形)、改善衬砌受力状况(使管片与地层整体形成，提高结构稳定性)和辅助盾构纠偏(根据灌浆压力调整盾构姿态)。

常见的盾构同步注浆材料种类

根据状态和成分，盾构同步灌浆材料主要分为两类：

1. 预拌水泥基灌浆材料：主要是水泥(粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥)、矿物掺合料(煤灰、粒化高炉矿渣粉等)、骨料(天然砂、机制砂或再生骨料)、水是一种基本成分，由添加剂(添加剂、缓凝剂、增粘剂等)制成。)混合而成。根据形状分为两种:湿拌(工厂预拌、混合运输车辆运输、现场直接使用)和干拌(工厂预拌、现场加水搅拌)。湿拌灌浆材料适用于施工条件稳定、施工需要快速的情况；干混灌浆材料易于储存和运输，现场混合方便，适用于复杂的地质条件。

2. 特殊灌浆材料:水泥-硅酸钠双液浆(水泥与硅酸钠按比例混合，凝结时间短，早期强度高，适用于涌沙、涌水等富水地层，可快速防水)等特殊地质或工程需要开发的材料。、水泥-聚合物浆(添加丙烯酰胺、聚氨酯等聚合物，提高浆体的附着力和抗渗性，适用于有腐蚀或漏水规定的地层)、再生细骨料灌浆材料(用盾构弃土、建筑垃圾再生细骨料代替部分天然砂，降低成本和环境危害，适用于绿色建筑场景)。

盾构同步灌浆材料的关键性能要求

为了满足盾构施工的工艺标准和工程质量，同步灌浆材料必须具备以下关键特点：

流动性：原始流动性需要符合施工标准(例如，干混I型为130-180毫米)、120-160毫米的II型、III型为90-110毫米)，保证浆体能顺利完成袖阀管道，增加间隙；同时，流动性损失应控制在合理范围内(例如，2小时内稠度损失。≤30%，防止浆体在管道中凝固)。

凝结时间:应根据地质条件和工程进度进行调整。一般凝结时间为1-6小时(如II型1-4小时，II型1-4小时)，保证浆体在盾尾通过后及时凝结，防止浆体逆流或外流。

固定率和强度：固定率(浆体固定后体积与原体积的比例)≥95%(如干混I)、II、所有III型都需要≥95%)，确保浆体充分填充间隙；抗拉强度必须满足设计要求(例如II型3d≥1MPa、28d≥2.5MPa；III型28d≥2.5MPa），承担地层荷载和防水要求。

防水渗透性：水陆强度比(水中成形与空气中成形28d抗拉强度比)≥80%(如干混III型)，避免浆体遇水稀释或分散，确保富水地层稳定。

保水和泌水：保水需要保水≥93%(如干混I)、II、III型都要求)，减少浆体在输送和添加过程中的水分消耗；压力泌水率(在0.3MPa压力下7.5min的泌水率)需要≤9%(如干混I型)，防止浆体离析或出现泌水通道。

盾构同步灌浆材料的选择要点

材料类型应结合工程地质条件、施工条件和设计要求：

地质条件：硬质地层(中风化、微风化岩、硬塑老粘土)可选用I型灌浆材料(强调固结率和强度)；可选用II型注浆材料(强风化、全风化岩、软粘土)(强调流通和保水)；高压富水地层(如穿越河流、海底隧道)可选用III型灌浆材料(强调防水渗透和快速凝固)。

施工条件：低温（＜5℃)需要选择抗冷性能好的材料(例如添加防冻液)，（＞35℃)需要选择具有良好缓凝性能的材料(例如添加缓凝剂)，防止浆体过早凝固或流动性损失。

规定：首先选用预拌灌浆材料(减少现场粉尘和废水排放)；当需要再生利用时，可以选择再生细骨料灌浆材料(使用盾构弃土或建筑垃圾，减少碳排放)。