盾构法隧道二次注浆材料

发布时间：2025-10-09

盾构法隧道二次灌浆材料的选择及应用
盾构隧道二次灌浆是填补同步灌浆不足、加强管片衬砌与地层连接的关键过程。其材料类型应兼具添加性、止水性、施工适应性和环境协调性。核心目标是保证隧道的持续稳定性和防水功能。
一、二次灌浆材料的主要类型
根据地层条件和工程要求，二次灌浆材料以水泥基材料为载体，可分为以下两类：
1. 单液水泥浆：普通硅酸盐水泥浆（P.O 42.5)是由膨润土、煤灰、细沙和添加剂(如添加剂和缓凝剂)制成的主要掺合料。它具有良好的流动性和高结石率。（＞95%）、二次灌浆是一种常用材料，具有早期强度发展较快的特点，适用于填充管片与地层之间的细小间隙，填充同步灌浆的收缩缺点。
2. 双液浆(水泥-硅酸钠浆)：水泥浆(水泥浆) 水(35~45)和水玻璃溶液°Be(体积比1)按比例混合而成:1上下)。凝结时间短(1~4分钟，可调整)、早期强度高、防水效果好的优点，主要用于堵漏灌浆孔或处理严重渗漏区域，可快速封闭管片接缝或地层裂缝，避免地表水渗入。
关键原材料及性能要求
1. 水泥：优先选用普通硅酸盐水泥（P.O 或矿渣硅酸盐水泥42.5（P.S 42.5)，必须符合《硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥》（GB 175)或“矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥”（GB 1344)规定。水泥应避免使用到期(3个月以上)或特性不合格的商品，无结团、无回潮。
2. 煤灰：采用Ⅱ等级及以上磨煤灰(适用于水泥和混凝土中的粉煤灰)GB/T 1596），粒度≤20μm、烧失量≤5%、用水量比≤105%。煤灰可以改善浆体的粘结，减少需水量，降低浆体的缩水率，提高结石理论的耐久性。
3. 膨润土：钠基膨润土优先(符合膨润土条件)GB/T 20973），吸蓝量≥26g/100g、膨胀容≥15mL/g。钠膨润土具有良好的渗透性和触变性，可降低浆体的泌水率，提高结石理论的抗渗性。
4. 细沙：选用中粗砂(颗粒级配1.6~2.5，符合《建筑用砂》要求GB/T 14684），含泥量≤3%、泥土含量≤1%。细沙可以增加浆体的压实度，避免浆体离析，保证结石强度均匀。
5. 硅酸钠：35~45~45°Be“水玻璃溶液(模数2.4~3.0)，符合“工业水玻璃”（GB/T 4209)。硅酸钠可以加速水泥浆的凝结硬化，提高早期强度，适用于需要快速止水的地方。
浆料配比设计要点设计要点
1. 单液水泥浆配制：一般比例为水：水泥=1:1~0.8:1(质量比)，可根据地层透水性进行调整。例如，透水性高的地层(如砂层)可以增加水泥用量(水泥比例可以增加到60%~70%)，提高浆体的抗渗性；透水性小的地层(如粘土层)可以适当减少水泥用量(水泥比例为50%~60%)，降低浆体消耗。需要添加0.5‰~1‰外加剂(如聚羧酸系)可以改善流通，保证浆体能顺利注入管片后面。
2. 双液浆配制：水泥浆与硅酸钠的体积比为1:1~0.8:(水泥浆水灰比0.8:1~1:1)硅酸钠浓度为35~45~45。°Be例如，南京长江盾构工程选用水灰比0.8:1、硅酸钠=0.5~1~1:1配制，凝结时间为1~3分钟，可迅速封闭灌浆孔；宁波轨道交通工程选用硅酸钠：水泥浆=1:配制1，早期强度可达1MPa以上，有效防止地表水渗入。
材料性能的主要指标四、
1. 流动性：单液水泥浆的坍落度应保持在24~26cm(初值)，2小时内不少于24cm。；需要双液浆的粘度≥35″(马氏漏斗粘度)，确保地层能够通过袖阀管成功注入。
2. 凝结时间:单液水泥浆的初凝时间应控制在3~10小时(根据地层标准调整)，最终凝结时间不应超过24小时；双液浆的凝结时间应保持在1~4分钟(可根据施工要求进行调整)，防止浆体流出。
3. 结石特性：单液水泥浆的结石率≥固结收缩率为95%≤28天抗拉强度5%)≥2.5MPa；双液浆结石体抗拉强度要求≥1MPa(早期强度)，抗渗性等级≥确保能够承受地表水压的P8。
材料应用注意事项五、
1. 配制试验：开工前应通过室内试验确定最佳配制，考虑地层标准(如透水、含水)、调节浆体的流动性、凝结时间和强度，确保满足工程要求，如施工条件(如温度、压力)等因素。
2. 搅拌均匀:浆料应使用机械搅拌(如强制搅拌机)，搅拌时间不少于3分钟，以保证水泥、煤灰、膨润土等材料充分分散，防止结块或离析。
3. 新鲜度操作:浆体应随搅拌使用，单液水泥浆储存时间不应超过2小时，双液水泥浆组合后储存时间不应超过10分钟，以免浆体凝结造成灌浆失败。
4. 规定：材料必须符合《地下工程防水技术规范》（GB 避免使用有毒物质(如重金属、有机废气)，减少对地表水和周围环境的影响，以满足50108-2008的需要。