1前言
盾构同步注浆是盾构法施工的重要环节，对控制地层沉降、成型隧道位移和渗水起着关键作用，传统工艺多采用单液浆，包括情性浆液和水泥基活性浆液，普遍存在浆液凝结时间长、强度低、填充效果差等缺点，容易引发地层沉降、隧道上浮、管片碎裂及渗水等安全质量问题.国内外在探索盾构同步注浆质量提升过程中，发现双液浆具有显著优势、利用双液浆快凝、早强、抗渗的特点，可以有效克服传统单液浆工艺问题，但是同步双液注浆工艺较为复余，设计及施工组织难度较大.目前在常规盾构领域，国外己有较多成功案例，国内也有少量应用，但在大直径店构领域，国内外均无应用经验，待探索.
北京东六环改造工程.是者批纳入交通运输部“平安百年品质工程创建示范项目”，位于北京副中心核心地带，其中由中交隧道工程局承建的大盾构隧道段，是目前国内在建的最大直径城区公路盾构隧道，隧道总长734Im，设计断面直径15.4m，采用的运河号“盾构机开挖直径16.07m.长距离穿越高密状态富水砂层，最大埋深75m，地下水压约6.5bar，下穿众多道路、铁路、地铁、河流及地下管线等环境风险源，项目具有长、大、深、险等显著特点，并集政治性、社会性、经济性于一体，承载强大的区域功能和民生福社.在本项目创新性应用同步双液注浆技术，对推动大直径盾构向着“更长、更深、更优“发展具有重大引领作用.
2工法特点
2.1适用性
该工法施工工艺可以运用于绝大部分地层超大直径盾构同步注浆，具有良好的适用性及推广价值.
2.2创新性
该工法首次总结了超大直径盾构同步双液注浆实施方法，研发了集成在盾构机上的“制浆-储浆-制浆”一体化系统设备，并研究形成了运行高效合理的施工工艺.
2.3商效性
了施工工艺，自动化程度提升，同时减少了润内运输总量，保证了同步双液注浆的可行性和高效性.
2.4社会经济效益性
该工法的顺利实施，成功解决了超大直径盾构同步双液注浆技术滩题，大大提高了施工工效及隧道成型质量，同时减小了地层扰动和地面沉降量，社会效益和经济效益提升显著.
3适用范围
本工法中设备选型、工艺设计及应用等技术，适用于富水地层超大直径盾构同步注浆施工.
4工艺原理
该工法的基本原理是基于盾构同步注浆工作原理，对传统单液注浆系统进行全面改进设计.第一，利用超大直径盾构内部空间优势，将传统的地面浆液搅拌站集成到盾构机上，浆液制备、储存、使用实现高效自动化，保证双液浆A液稳定性和供应连续性：第二，对注浆系统进行适应性选型设计，新增一套B液注浆系统，注浆管路改为双液注浆管，具备浆液混合、注入、清洗等功能，确保双液浆混合均匀，同时避免发生堵管：第三，对注浆操作控制系统进行适应性设计，其备注浆全过程控制功能，重点确保精准控制双液配合比.
5施工工艺流程及操作要点
5.1工艺设计与设备选型
5.1.1双液浆配合比设计
盾构同步注浆浆液，要求具有良好的可注性、可控性、稳定性、坏保性、耐久性和可操作性，双液浆构成包括A液水泥浆和B液水玻璃，为了达到良好的适用性，需要对A液进行改良，通过添加影润土和稳定剂提升A液稳定性，然后通过调整AB液比例试验混合浆液的性能，重点围绕凝胶时间、1小时强度、结实率三项关键指标开展大量正交试验，同时考虑环境温度、搅拌时间、混合均匀程度等物理因素影响，确定最优配合比.
5.1.2“制浆-储浆-注浆”一体化双液注浆系统设计
针对东六环盾构隧道超长、超大的特点，为了提高双液浆稳定性和供给效率，“运河号”盾构机开创性的将传统的地面拌合站改移至盾构机台车上，设计形成了“制浆-储浆-注浆”一体化集成系统，既解决了双液浆长距离运输“质损、低效、高耗”难题，又满足了北京核心城区高标准环保要求，仅水平运输就节约13.6方车公里，极大降低了能源消耗.本系统主要构成包括：
（1）台车式搅拌站
双液浆搅拌站由水泥料端、膨润土料罐、清水罐、稳定剂储存罐、A液混合造浆机、A液和B液（水玻璃）输送系统等组成，搅拌站将特定数量的水泥粉料、膨润土粉料、稳定剂与清水按一定比例混合制造成A液，通过变频输送泵将A液和特定参数比例的B液，泵送至A液和B液储浆罐备用.
（2）注浆设备
A液注浆设备：配置2个25m²储浆罐，在每个储浆罐的下方安装有4个称重传感器，可根据储浆罐的重量进行补浆：配置8台12mh注浆泵，注浆泵为液动双柱塞形式，每台泵可单独控制，配备电磁流量计监测浆液流量.注浆泵安装在储浆罐下方，中间通过闸阀与储浆相连，在连接处配备有冲洗口，用于注浆泵及注浆管路的清洗.
B液注浆设备：配置1个10m?储浆罐，储浆罐下方布置8台4m²/h注浆泵，注浆泵为电动螺杆泵形式，每台泵可单独控制，并配备电磁流量计监测流量.
（3）注浆管路
盾尾壳体配置8组内置式双液注浆管，每组包括1根DN50混合液管、1根DN25高压水管、1根DN10润滑油管，高压水管端部设置三通活寒，中部设置牵引油缸，活塞密封采用弹性聚氨酯密时.AB液在盾体管路前端约3m处通过混合器混合，混合器前端设置三通自动阀门，可实现高压水自动反冲洗.
（4）注浆控制系统
通过在注浆设备和注浆管路各控制环节设置流量、压力等传感器和阀组控制器等电子元器件，根据注浆工艺要求，集成设计PLC控制系统，编写自动控制程序，形成注浆控制系统，最终以触控屏幕形式作为操作终端.
5.1.3同步双液注浆工艺流程设计
根据注浆系统配置和施工操作需求设计形成注浆工艺流程如下：按配合比制拌A液水泥浆一A液和B液按比例储浆一盾构掘进一A液启动一B液启动一调整AB液流量稳定在配合比要求比例→掘进完成一B液停止→A液停止→混合管路冲洗→A液泵及管路冲洗
5.2施工工艺流程
5.2.1浆液制备
盾构掘进施工前，采用专门的粉料运输车将设备双液注浆所需的各项原材集中运送至台车搅拌单元内，通过PLC集成控制，将不同的粉料按设计配比进行搅拌混合，最终分别形成A液水泥浆及B液水玻璃两种双液注浆半成品，该过程称为浆液的制备.
5.2.2浆液运输与存储
由于盾构掘进期间需要不间断的同步进行双液浆注入，因此，制备完成的A、B液需要及时利用注浆管路分别运输至专门的浆液存储单元，以确保盾构掘进过程浆液连续供给的需求.
5.2.3浆液注入
盾构掘进开始，A、B液通过注浆泵在距里盾尾5m处的混合器内充分混合形成同步双液浆，最
终经盾尾内部的注浆管路注入至外部土体当中，在盾构管片外部凝固形成一道致密的防水屏障.
由于同步双液浆快凝、早强的性能特点，因此当单环管片推进结束，双液注浆随即停止，后续盾构管片拼装作业开始前应及时开启注浆管路反冲洗施工，利用高速、高压水流将盾构管路内部残留的浆液迅速反冲洗至盾构污水箱内，防止管路内部堵塞，影响盾构正常掘进.
图5.1.3-1超大直径泥水盾构同步双液注浆流程图
5.3操作要点
5.3.1浆液制备
1、配合比试验
同步双液注浆不同于常规同步注浆的关键在于，双液浆的凝胶时间需要同盾构掘进速度严格匹配，以确保管路内部混合形成的双液浆能够在进入地层后及时凝胶，这就要求不同的据进速度需要采用不用的浆液配合比.为找到能够满足不同握进状态下的注浆配合比参数，盾构始发施工前，需根据盾构设备及注浆设计参数要求开展浆液配合比试验，通过进行大量的正交试验，最终找到多组能够适应于不同掘进速度下的浆液配合比参数.
图5.3.1-1同步双液浆试验室配合比验证
双液浆配合比参数初步确定后，为验证浆液的实际使用性能，盾构始发前，使用盾构机注浆系统进行现场试验验证.为避免试验对盾尾注浆管路造成破坏性损伤，额外制作1：1管路系统，与注浆设备的进行管路连接，形成完整的注浆系统，开展双液浆效果试验，根据实际效果对配合比进行微调，确定最终适用性良好的配合比参数.
图5.3.1-2同步双液浆现场拌合试验管路
图5.3.1-3同步双液浆现场拌合试验
