CN114961790A - 盾构同步注浆施工方法及其施工效果评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了盾构同步注浆施工方法及其施工效果评价方法，包括以下步骤：注浆准备：在井上自动控制搅拌机中搅拌浆液，并将浆液通过管道流入砂浆运输车中，运输车将浆液运输至置于隧道内的储浆罐中待注；盾构掘进过程中，结合变形监测数据进行初步注浆；通过探测法检测，判定注浆效果，若符合，则完成注浆；若不符合，则进入下一步；对未满足注浆要求的部位进行二次补充注浆。本发明提供的盾构同步注浆施工方法，通过采用同步注浆结合二次注浆进行壁后充填，减少同步注浆的流失，降低二次注浆与盾构掘进的冲突，保证盾构施工的顺利进行，控制在硬岩地层施工中管片壁后注浆不饱满引起的地面沉降、管片上浮、隧道渗水、结构破损等质量问题。

Description

盾构同步注浆施工方法及其施工效果评价方法
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体地，涉及盾构同步注浆施工方法及其施工效果评价方法。
背景技术
盾构机刀盘开挖直径大于管片外径，当管片从盾尾中脱离，管片与围岩会存在缝隙，通常在8cm～16cm之间，这时岩体周围会出现移位的现象，使地表下沉，造成地下隧道施工存在安全隐患。针对这种情况，可以通过壁后注浆技术及时处理。
采用盾构法进行地铁隧道的掘进施工过程中，同步注浆是充填土体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期变形的主要手段，也是盾构推进施工中的一道重要工序。盾构推进施工中要求注浆应及时、均匀、足量的压注，确保其建筑空隙得到及时和足量的充填，从而有效地减小后方的变形、地面后期沉降，缩短后期沉降的稳定时间。
由于项目工程对地表沉降要求较高，所以采用同步注浆的方式。当检测出注浆效果未达标时，用二次注浆的方法进行补充。
但在同步注浆的过程中，可能会出现许多问题。如未控制好注浆参数，包括注浆量和注浆压力的控制。壁后注浆压力过大，易引起地表隆起，浆液击穿盾尾密封，流窜至开挖面或压力舱，造成管片开裂或螺栓剪短等现象；壁后注浆压力过小，则易出现浆液充填不完全或不均匀，造成管片错台、上浮，隧道轴线偏移，底层应力释放及沉降增大。如未选择合适的注浆材料和浆液配比，浆液材料的耐久性是否足够。如注浆的顺序，流程是否满足要求，技术是否达标。针对这一系列可能出现的问题，就有必要形成一套合理、经济、高效、安全的施工方法。
此外，由于地层的渗透性差异、地下水的渗流及其对浆液的稀释作用等，同步注浆渗透、扩散、充填及其空间分布状态因工程而异且难以准确预测判断，导致注浆参数的控制具有很大盲目性，从而使隧道工程的施工安全和技术指标控制具有较大风险。同步注浆属于隐蔽工程，注浆后浆液扩散范围、围岩裂隙填充程度以及强度参数提高程度却较难得到。因此，在同步注浆效果评价方面，目前还主要依赖于经验，多为定性评价，缺少有效的定量评价方法，而且基于常规钻孔取芯、地质雷达探测、钻孔窥视探测的单因素测试及评价方法，存在检测手段落后、准确率低、评价方法单一、无法定量等缺点。
国外盾构设计制造企业和施工企业在长期的实践探索过程中，已形成了一套针对本国地下地质条件相匹配的盾构设备设计理论、盾构模拟试验方法和系统的经验数据，但我国盾构研制还处于起步阶段，尚没有十分完善的适合国情的设计理论。在美国，计算机辅助注浆评价系统(CAGES)已开始应用于注浆工程，它可以以实时图形显示浆液流量、注浆压力、注浆时间、浆液扩散半径等的趋势，监视注浆作业过程，根据显示结果可以评价初始浆液的适宜性和注浆岩层的实时吸浆量。目前国内主要采用GJY系列注浆自动记录仪和LJ系列注浆压水测控系统等，可以做到对注浆压力与注浆量的自动记录，但要根据其压力与流量的变化情况来调节注浆参数和施工工艺较困难，需要进行深入的研究并加强注浆施工监控。
目前，国内外对于盾构隧道同步注浆的研究手段多以室内试验、数值模拟、实地监测及理论分析为主。其中，对于同步注浆机理及对周边土层扰动的研究占绝大多数，而对自动化、参数化注浆的研究却寥寥无几。
发明内容
本发明提供了盾构同步注浆施工方法，包括以下步骤：
步骤一、注浆准备：在井上自动控制搅拌机中搅拌浆液，并将浆液通过管道流入砂浆运输车中，运输车将浆液运输至置于隧道内的储浆罐中待注；
步骤二、盾构掘进过程中，结合变形监测数据进行初步注浆；
步骤三、通过探测法检测，判定注浆效果，若符合，则完成注浆；若不符合，则进入下一步；
步骤四、对未满足注浆要求的部位进行二次补充注浆。
可选的，所述浆液的配比设置为：80份-120份水泥、800份-850份中砂、330份-370份粉煤灰、60份-80份膨润土、300份-350份水和2份-4份减水剂。且此配比的浆液的搅拌方法包括：
(1)将60份-80份膨润土、与膨润土之间的比例设置为1:0.8的水、与膨润土之间的比例设置为1︰1的粉煤灰以及与膨润土之间的比例设置为1︰1的水泥进行搅拌，半静置24小时-36小时，形成膨润土溶液；
(2)依次向搅拌机中投入水、水泥、中砂、粉煤灰、膨润土溶液和减水剂，其中水、水泥和粉煤灰的份量为除去制备膨润土溶液的分量；
(3)搅拌时间设置为1.5分钟-2.5分钟。
可选的，所述浆液的配比还可设置为：80份-100份消石灰、900份-950份中砂、250份-300份粉煤灰、60份-80份膨润土、300份-400份水和2份-4份减水剂。且此配比的浆液的搅拌方法包括：
(1)将60份-80份膨润土、与膨润土之间的比例设置为1︰0.8的水、与膨润土之间的比例设置为1︰1的粉煤灰以及与膨润土之间的比例设置为1︰1的水泥进行搅拌，半静置24小时-36小时，形成膨润土溶液；
(2)依次向搅拌机中投入水、消石灰、中砂、粉煤灰、膨润土溶液和减水剂，其中水、水泥和粉煤灰的份量为除去制备膨润土溶液的分量；
(3)搅拌时间设置为1.5分钟-2.5分钟。
可选的，所述步骤二中，采用以下步骤进行初步注浆：
S2.1、注浆孔的设置：在盾构机上设置多个注浆孔，并对每个注浆孔采用压注的方式进行同步注浆；
S2.2、注浆方式的设置：对每个注浆孔采用压注和均衡注入的方式同步注浆；
S2.3、注浆压力的设置：在盾尾注浆管上设置压力传感器对注浆压力进行实时监测，并结合注浆压力和隧道变形监测数据设置注浆压力；其中所述注浆压力为当前注浆位置的水土压力与盾构机注浆管压力损失之和；
S2.4、注浆量的设置：根据盾构过程中的开挖直径与管片的外径、长度计算注浆量；
S2.5、在注浆过程中，根据隧道变形监测实时数据对注浆量和注浆压力进行实时调整。
可选的，所述步骤三中，对注浆效果进行检测的具体过程如下：
S3.1、采用超声波探测装置对注浆效果进行检测；
S3.2、通过对所检测的数据进行频谱分析其是否满足注浆设计要求，若满足注浆设计要求，则停止注浆施工；若存在未满足注浆设计要求的部位，进行二次补充注浆。
可选的，所述步骤四中，二次补充注浆的方式具体为：根据隧道变形监测结构实时对注浆参数进行调整，从而使地层变形量减至最小，直至地面变形稳定为止。
本发明还提供了一种盾构同步注浆施工效果评价方法，包括以下步骤：
步骤1、先取临近多处围岩进行试验，当围岩外层位移值位于围岩变形预期范围值时，则将此后7天所测定的位移变形值作为位移变形标准范围值、将此时所测定的围岩强度值作为围岩强度标准范围值；
步骤2、当围岩强度处于稳定状态时，从注浆结束后的14天-21天开始，每日对围岩强度值进行测量，当围岩强度值处于稳定状态时，取此时的围岩强度值和接下去7天的位移变形值为围岩的强度值和位移变形值；
步骤3、将位移变形值和位移变形标准范围值之间以及围岩强度值和围岩强度标准范围值之间进行分别对比，以判断注浆效果是否满足注浆设计要求，若满足，则结束对盾构同步注浆施工效果的评价；若不满足，则进行二次注浆并进入步骤4；
步骤4、当注浆效果未满足注浆设计要求时，于二次注浆结束后的第8天-12天开始，每日对围岩强度值进行测量，当围岩强度值处于稳定状态时，取此时的围岩强度值和接下去7天的位移变形值为围岩的强度值和位移变形值；再重复步骤3，直到注浆效果满足注浆的设计要求。
可选的，判断注浆效果的具体过程如下：
若位移变形值超出位移变形标准范围值或围岩强度值未达到围岩强度标准范围值，则判断注浆结果不满足注浆设计要求，表示需要进行二次注浆或采取其他加固措施；
若位移变形值未超过位移变形标准范围值且围岩强度值达到了围岩强度标准范围值，则判断注浆结果满足注浆设计要求，完成盾构同步注浆施工流程。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的盾构同步注浆施工方法，通过采用同步注浆结合二次注浆进行壁后充填，减少同步注浆的流失，降低二次注浆与盾构掘进的冲突，保证盾构施工的顺利进行，控制在硬岩地层施工中管片壁后注浆不饱满引起的地面沉降、管片上浮、隧道渗水、结构破损等质量问题。
(2)本发明提供的盾构同步注浆施工方法，通过根据地层监测数据，适时调整浆液材料的配比，采用配比最优的浆液，增大地层的粘聚力和内摩擦角，以提高地层粘结强度和密实度，从而达到加固的作用，以形成了较为完善的施工方法。
(3)本发明提供的注浆施工效果评价方法，通过采用以位移变形、围岩强度为基础的对围岩注浆加固效果的评估方法，通过对注浆加固前后围岩的位移变形和围岩强度进行采集、综合分析对比，实现对围岩注浆加固后的具体效果进行简单、快速、准确的评估。
(4)本发明提供的注浆施工效果评价方法，首先建立可靠的注浆效果评价体系，同时针对相应地层通过理论分析与现场试验，在注浆效果与注浆参数及工艺之间建立明确的关系，使得在不同地层条件下具有较好的重现性；并从注浆浆液的配比、性能以及注浆施工方法上来保证不同条件下注浆效果具有可比性，以实现注浆的科学化管理。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例中盾构同步注浆施工方法及其施工效果评价方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中浆液输送装置结构示意图。
其中：
1、搅拌机，2、灌浆阀，3、接浆漏斗，4、储浆桶，5、运浆灌车，6、输送管，7、输送泵，8、储浆桶，9、注浆泵，10、高压胶管，11、出浆口，12、接盾尾注浆口，13、盾构机。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。
本实施例:
参见图1所示，盾构同步注浆的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、注浆准备：在井上自动控制搅拌机中搅拌浆液，并将浆液通过管道流入砂浆运输车中，运输车将浆液运输至置于隧道内的储浆罐中待注；
具体的，所述浆液的配比设置为：
Figure BDA0003666971430000051
其中：中砂要求细度模量为1.6-2.3，且不允许夹杂有5mm以上的豆石或杂物；粉煤灰和膨润土不允许存在结块现象；减水剂优先选用为早强减水剂，且减水剂与水泥的份量比设置为(0.5-2)︰100，减水率设置为20％-30％。
具体的，配比Ⅰ所述浆液的搅拌过程具体为：采用依次向搅拌机中投入水、水泥、中砂、粉煤灰、膨润土溶液、减水剂的方式制备浆液，且对原材料的计量误差控制为±2％之内、搅拌时间设置为1.5分钟-2.5分钟。
具体的，配比Ⅱ所述的浆液的搅拌过程具体为：采用依次向搅拌机中投入水、消石灰、中砂、粉煤灰、膨润土溶液、减水剂的方式制备浆液，且对原材料的计量误差控制为±2％之内、搅拌时间设置为1.5分钟-2.5分钟。
进一步的，膨润土于浆液搅拌前24小时-36小时拌制成膨润土溶液，再与其他原材料进行混合，其中用于制备膨润土溶液的材料为从浆液配比材料中扣除的原料配份。膨润土溶液的配比如下：
名称 水 水泥 膨润土 粉煤灰
占比 0.8 1 1 1
采用上述方法搅拌而成的浆液的性能指标如下：
名称 性能指标
坍落度 24-26cm
稠度 10-12cm
凝结时间 7-8小时
强度 7天强度≥0.4MPa；14天强度≥1.0MPa
具体的，参见图2所示，所述浆液输送装置包括搅拌机1、泄浆阀2、接浆漏斗3、第一储浆桶4、运浆灌车5、输送管6、输送泵7、第二储浆桶8、注浆泵9、高压胶管10、出浆口11和接盾尾注浆口12；第二储浆桶8内设搅拌机构；
浆液于搅拌机1中搅拌而成，浆液配置完成后打开设置于搅拌机1上的泄浆阀2，使浆液依次经接浆漏斗3和第一储浆桶4流入去浆灌车5内；
运浆灌车5位移至隧道内的注浆工位，并经输送泵7将运浆灌车5内的浆液泵送至输送管6中，并经由输送管6传送至第二储浆桶8内，经第二储浆桶8内设置的搅拌机构进行二次搅拌；
二次搅拌后的浆液经液浆泵9泵送至高压胶管10，并经高压胶管10上的出浆口11输送至接盾尾注浆口12，完成浆液的输送。
进一步的，当浆液在运输和/或存储过程中的时间较长从而导致浆液发生初凝时，则需在浆液中加入缓凝剂；若浆液在运输和/或存储过程中的时间过长从而导致浆液发生沉淀、离析现象时，则需将浆液进行二次搅拌。此处优选：浆液在运输和存储过程中原则上不可加水。
步骤二、盾构掘进过程中，结合变形监测数据进行初步注浆；采用以下步骤进行初步注浆：
(1)注浆孔的设置：在盾构机上优选设置四个注浆孔。
(2)注浆方式的设置：对每个注浆孔采用压注的方式进行同步注浆，并在每个注浆孔的出口设置分压器以及用于显示注浆压力和注浆量的显示结构，以对每个注浆孔的注浆压力、注浆量进行检测与控制，从而获得对管片背后的对称均匀压注；并当在对地层匀均和盾构机姿态较好的位置进行注浆时，四个注浆孔采用均衡注入的方式同步注浆；当对需进行补强注浆时，应先压注可能存在大的空隙一侧、或软岩、或节理裂隙较发育的一侧。
(3)注浆压力的设置：在盾尾注浆管上设置压力传感器对注浆压力进行实时监测，并结合注浆压力和隧道变形监测数据设置注浆压力，以防止因注浆压力过大而造成的跑浆甚至导致盾构管片破损的问题，或因注浆压力不足而造成的注浆量少、建筑空隙充填不足从而引起地面变形和盾构管片偏移的问题；注浆压力应与当前注浆位置的水土压力相匹配，并做到充分充填而不劈裂，以及考虑到注浆管头至盾尾的压力损失，需对注浆压力进行补偿，即注浆压力为当前注浆位置的水土压力与盾构机注浆管压力损失之和。具体的：盾构机注浆管压力损失一般为1bar-1.5bar，具体取值为1.2bar；将注浆压力最终控制在3bar-4bar，同步注浆量控制在建筑空隙的210％-240％，每环同步注浆量为6m3-7m3。
(4)注浆量的设置：根据盾构过程中的开挖直径与管片的外径、长度计算注浆量，同时考虑到隧道大部分处于灰色粉砂地层，在正常段的注浆率取值优选设置为210％，在盾构穿越房屋段的注浆率取值优选设置为240％；以及由于注浆材料与围岩的渗透性、加压导致向围岩内的压入、排水固结、超挖等原因，注浆量往往达到盾尾空隙量的130％-170％、砂砾地层中可达到150％-200％；得注浆量的计算公式如下：
Figure BDA0003666971430000071
式中：Q为注浆量、V为注浆体积、
Figure BDA0003666971430000072
为盾构机直径、
Figure BDA0003666971430000073
为管片直径、L为管片长度、K为充盈系数。
(5)注浆参数的调整：在注浆过程中，同时采用水准仪等设备进行拱顶沉降、净空收敛、洞内管片砌变衬形和地面变形的监测，并根据地层监测反馈的数据，对注浆参数(注浆参数包括注浆量和注浆压力)进行实时调整。
A、当注浆效果未到标时，对浆液配比进行调整，重新进行浆材配比试验，选定合适的注浆材料及浆液配比，以获得适应地层状况的最优浆液；通过根据地层监测数据，适时调整浆液材料的配比，采用配比最优的浆液，增大地层的粘聚力和内摩擦角，以提高地层粘结强度和密实度，从而达到加固的作用。
B、结合所记录的压入位置、压入量、压力值以及地层变形监测数据，确保建筑空隙得以及时和足量的充填，将地面变形和管片偏移控制到最小，直至地面变形稳定位置，以确保铁路轨道的安全。
(6)对浆液的施工进行检测与评价，及时修正注浆参数和施工方法，从而指导下一步的同步注浆施工，对工艺进行优化。
进一步的，为有效保证注浆质量，在注浆过程中，采用以下注浆质量保证措施：
1)考虑到注浆部位水土压力的差别以及为防止管片大幅度下沉和浮起的需要，在最初的注浆压力设定时，设置于盾构机下部的每个注浆孔的注浆压力值大于设置于盾构机上部的每个注浆孔的注浆压力值0.5bar。
2)注浆前进行详细的浆材配比试验，选定合适的注浆材料及浆液配比，保证所选浆材配比、强度、耐久性等物理力学指标符合设计要求。
3)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，分析注浆效果，反馈指导下次注浆。
4)根据洞内管片砌变衬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，保证注浆作业顺利连续不中断进行。
6)做好注浆孔的的密封，保证其不渗漏水。
进一步的，为保证注浆泵能正常工作、注浆管路畅通以及注浆压力和注浆量的显示准确无误，采取的措施如下：
①浆液采用从管片的对称位置注入的方式进行注浆，以防止产生偏压使管片发生错台或损坏；
②在注浆过程中，若发现管片有破损、错台、上浮等现象，则立即停止注浆；
③在注浆过程中，当存在未提高注浆压力的前提下注浆量突然增大的情况，则检查是否发生了漏浆现象或将浆液注入于掌子面内的情况，若存在泄漏或将浆液注入于掌子面内的情况，则停止注浆，并采用以下方式进行相应措施的处理：
A、采取棉纱和木楔进行封堵方法处理盾尾漏浆的问题；
B、若由于土体稳定性等原因，造成盾壳与土体间空隙过大，注浆时浆液顺着盾壳外壁漏进掌子面，则利用泡沫注入系统向盾壳与岩壁间注入采用膨润土制备而成的隔环，以防止注浆流入掌子面。
④在注浆过程中若发生管路堵塞，则立即停止注浆并对注浆管路进行处理，以防止管路中的浆液产生凝结；
⑤作业完毕后，搅拌机、运输罐、泵、注浆管路一定要及时清理干净，原则每一工作班清理一次；
⑥在需要长时间停机时，必须以膨润土溶液填充注浆管路。
步骤三、通过探测法检查并对未满足注浆要求的部位进行二次补充注浆；具体方法如下：
采用超声波探测装置对注浆效果进行检测，并通过对所检测的数据进行频谱分析其是否满足注浆设计要求，若存在未满足注浆设计要求的部位，进行二次补充注浆。
在二次补充注浆过程中，根据隧道变形监测结构实时对注浆参数进行调整，从而使地层变形量减至最小，直至地面变形稳定为止。
本发明还提供了一种盾构同步注浆施工效果评价方法，其目的在于建立可靠的注浆效果评价体系，同时针对相应的地层通过结合理论分析与现场实验，在注浆效果、注浆参数以及注浆方法之间建立明确的关系，使得在不同地层条件下具有较好的重现性(具体的，应从浆液的性能以及注浆方法上来保证不同条件下注浆效果具有可比性，以实现注浆的科学化管理)。
具体的，本发明提供的盾构同步注浆施工效果评价方法，包括以下步骤：
步骤1、先取临近多处围岩进行试验(优选取临近五百米内性质类似的围岩)，当围岩外层位移值位于围岩变形预期范围值时，则将此后7天所测定的位移变形值作为位移变形标准范围值、将此时所测定的围岩强度值作为围岩强度标准范围值；
步骤2、测定注浆结束围岩达到一定强度时的位移变形值和围岩强度值(即当围岩强度处于稳定状态时，从注浆结束后的14-21天开始，每日对围岩强度值进行测量，当围岩强度值处于稳定状态时，取此时的围岩强度值和接下去7天的位移变形值为围岩的强度值和位移变形值)；
步骤3、将位移变形值和位移变形标准范围值之间以及围岩强度值和围岩强度标准范围值之间进行分别对比，以判断注浆效果是否满足注浆设计要求，若满足，则结束盾构同步注浆施工效果的评价；若不满足，则进行二次注浆并进入步骤4；
进一步的，判断注浆效果的具体过程如下：
若位移变形值超出位移变形标准范围值或围岩强度值未达到围岩强度标准范围值，则判断注浆结果不满足注浆设计要求，表示需要进行二次注浆或采取其他加固措施；
若位移变形值未超过位移变形标准范围值且围岩强度值达到了围岩强度标准范围值，则判断注浆结果满足注浆设计要求，完成盾构同步注浆施工流程。
步骤4、当注浆效果未满足注浆设计要求时，于二次注浆结束后的第8-12天开始，每日对围岩强度值进行测量，当围岩强度值处于稳定状态时，取此时的围岩强度值和接下去7天的位移变形值为围岩的强度值和位移变形值；再重复步骤3，直到注浆效果满足注浆的设计要求。
进一步的，所述位移变形值的测定方法具体如下：
在试验段围岩的多点布设位移计，对壁岩体不同深度的轴向位移进行检测(具体的：在试验段围岩用于布设位移计的钻孔内不同深度的锚头用灌浆或液压锚固的方法，将位移计与孔壁锚固为一体，当围岩沿钻孔轴线方向发生位移时，其位移量就通过与锚头联结在一起的钢杆或钢丝传递到孔口的传感器上，得出与位移成比例的电压或频率变化，并在显示器上显示，然后，将电测信号换算成位移量)；
壁岩体不同深度的轴向位移数值的获取在分别对每段所述试验段围岩进行不同注浆量的注浆加固一定时间后进行操作，需等到围岩强度基本稳定时，从注浆结束14-21天后开始每日测量围岩强度值；当围岩强度值基本稳定不变时，取此时的围岩强度值和接下去7天的位移变形值为围岩的强度值和位移变形值。
进一步的，位移变形值为同一钻孔不同深度处的位移变形值的平均值，其中同一钻孔不同深度所对应的围岩位移变形值记为ξ1,ξ2,ξ3,…ξN，位移变形值ξ＝(ξ1,ξ2,ξ3,…ξN)/N。
进一步的，围岩强度值的测定方法具体如下：
利用钻孔剪切仪进行原位钻孔围岩强度测试，所述钻孔剪切仪结构包括钢杆和与钢杆连接的对称的带有齿状突起的两块剪切板，首先将钻孔剪切仪剪切头上对称的带有齿状突起的两块剪切板压入破碎围岩钻孔孔壁内，使剪切板上两平行的齿状凸起间形成薄层岩片，再提拉和剪切头相连的钢杆，完成岩片剪切破坏，记录岩石的正应力和岩石的剪应力；
需等到围岩强度基本稳定时，从注浆结束14-21天后开始每日测量围岩强度值；
当围岩强度值基本稳定不变时，取此时的围岩强度值和接下去7天的位移变形值为围岩的强度值和位移变形值。
进一步的，通过将上述所述的盾构同步注浆施工效果评价方法与地表沉降监测数据相结合，可应用于盾构同步注浆加固效果的检测方法和/或评价体系。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盾构同步注浆施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、注浆准备：在井上自动控制搅拌机中搅拌浆液，并将浆液通过管道流入砂浆运输车中，运输车将浆液运输至置于隧道内的储浆罐中待注；
步骤二、盾构掘进过程中，结合变形监测数据进行初步注浆；
步骤三、通过探测法检测，判定注浆效果，若符合，则完成注浆；若不符合，则进入下一步；
步骤四、对未满足注浆要求的部位进行二次补充注浆。
2.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于，所述浆液的配比设置为：80份-120份水泥、800份-850份中砂、330份-370份粉煤灰、60份-80份膨润土、300份-350份水和2份-4份减水剂。
3.根据权利要求2所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于，所述浆液的搅拌方法包括：
(1)将60份-80份膨润土、与膨润土之间的比例设置为1︰0.8的水、与膨润土之间的比例设置为1︰1的粉煤灰以及与膨润土之间的比例设置为1︰1的水泥进行搅拌，半静置24小时-36小时，形成膨润土溶液；
(2)依次向搅拌机中投入水、水泥、中砂、粉煤灰、膨润土溶液和减水剂，其中水、水泥和粉煤灰的份量为除去制备膨润土溶液的分量；
(3)搅拌时间设置为1.5分钟-2.5分钟。
4.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于，所述浆液的配比设置为：80份-100份消石灰、900份-950份中砂、250份-300份粉煤灰、60份-80份膨润土、300份-400份水和2份-4份减水剂。
5.根据权利要求4所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于，所述浆液的搅拌方法包括：
(1)将60份-80份膨润土、与膨润土之间的比例设置为1︰0.8的水、与膨润土之间的比例设置为1︰1的粉煤灰以及与膨润土之间的比例设置为1︰1的水泥进行搅拌，半静置24小时-36小时，形成膨润土溶液；
(2)依次向搅拌机中投入水、消石灰、中砂、粉煤灰、膨润土溶液和减水剂，其中水、水泥和粉煤灰的份量为除去制备膨润土溶液的分量；
(3)搅拌时间设置为1.5分钟-2.5分钟。
6.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于，所述步骤二中，采用以下步骤进行初步注浆：
S2.1、注浆孔的设置：在盾构机上设置多个注浆孔，并对每个注浆孔采用压注的方式进行同步注浆；
S2.2、注浆方式的设置：对每个注浆孔采用压注和均衡注入的方式同步注浆；
S2.3、注浆压力的设置：在盾尾注浆管上设置压力传感器对注浆压力进行实时监测，并结合注浆压力和隧道变形监测数据设置注浆压力；其中所述注浆压力为当前注浆位置的水土压力与盾构机注浆管压力损失之和；
S2.4、注浆量的设置：根据盾构过程中的开挖直径与管片的外径、长度计算注浆量；
S2.5、在注浆过程中，根据隧道变形监测实时数据对注浆量和注浆压力进行实时调整。
7.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于，所述步骤三中，对注浆效果进行检测的具体过程如下：
S3.1、采用超声波探测装置对注浆效果进行检测；
S3.2、通过对所检测的数据进行频谱分析其是否满足注浆设计要求，若满足注浆设计要求，则停止注浆施工；若存在未满足注浆设计要求的部位，进行二次补充注浆。
8.根据权利要求1所述的盾构同步注浆施工方法，其特征在于，所述步骤四中，二次补充注浆的方式具体为：根据隧道变形监测结构实时对注浆参数进行调整，从而使地层变形量减至最小，直至地面变形稳定为止。
9.一种盾构同步注浆施工效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、先取临近多处围岩进行试验，当围岩外层位移值位于围岩变形预期范围值时，则将此后7天所测定的位移变形值作为位移变形标准范围值、将此时所测定的围岩强度值作为围岩强度标准范围值；
步骤2、当围岩强度处于稳定状态时，从注浆结束后的14天-21天开始，每日对围岩强度值进行测量，当围岩强度值处于稳定状态时，取此时的围岩强度值和接下去7天的位移变形值为围岩的强度值和位移变形值；
步骤3、将位移变形值和位移变形标准范围值之间以及围岩强度值和围岩强度标准范围值之间进行分别对比，以判断注浆效果是否满足注浆设计要求，若满足，则结束对盾构同步注浆施工效果的评价；若不满足，则进行二次注浆并进入步骤4；
步骤4、当注浆效果未满足注浆设计要求时，于二次注浆结束后的第8天-12天开始，每日对围岩强度值进行测量，当围岩强度值处于稳定状态时，取此时的围岩强度值和接下去7天的位移变形值为围岩的强度值和位移变形值；再重复步骤3，直到注浆效果满足注浆的设计要求。
10.根据权利要求9所述的盾构同步注浆施工效果评价方法，其特征在于，判断注浆效果的具体过程如下：
若位移变形值超出位移变形标准范围值或围岩强度值未达到围岩强度标准范围值，则判断注浆结果不满足注浆设计要求，表示需要进行二次注浆或采取其他加固措施；
若位移变形值未超过位移变形标准范围值且围岩强度值达到了围岩强度标准范围值，则判断注浆结果满足注浆设计要求，完成盾构同步注浆施工流程。
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