盾構(gòu)法隧道二次注漿施工工藝研究

何齊海

(中鐵二局股份有限公司，四川成都 610032)

1 適用范圍

在同步注漿填充量不足、管片漏水、地面變形過(guò)大、通過(guò)建筑物或有特殊要求的重要地段(如下穿既有鐵路或地鐵線(xiàn)路)，根據(jù)地面檢測(cè)數(shù)據(jù)、地質(zhì)雷達(dá)探查或其他要求，對(duì)同步注漿未能達(dá)到效果時(shí)須進(jìn)行二次注漿。

2 技術(shù)要求

1)盾構(gòu)推進(jìn)施工時(shí)，要有專(zhuān)業(yè)人員在規(guī)范的記錄表上記錄每環(huán)的出土量、同步注漿量、拼裝時(shí)管片止水條的受損程度，為二次注漿提供依據(jù)，增強(qiáng)二次注漿的針對(duì)性。

2)要采用拆卸方便的注漿頭，注漿頭的加工可以參照管片吊裝頭進(jìn)行加工。

3)注漿材料可根據(jù)管片背后填充空洞、土體固結(jié)和治理滲漏水，分別選擇水泥砂漿、純水泥漿和水泥+水玻璃雙液漿。

4)注漿前要根據(jù)注漿目的進(jìn)行漿液種類(lèi)和漿液配合比選擇，配合比選擇采用試驗(yàn)的方法進(jìn)行;注漿過(guò)程中要嚴(yán)格控制注漿壓力。

5)注漿時(shí)要有專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員采用專(zhuān)用的二次注漿記錄表記錄注漿環(huán)號(hào)、注漿點(diǎn)位、注漿時(shí)間、注漿壓力及注漿量，并詳細(xì)記錄注漿過(guò)程中出現(xiàn)的情況及處理方法，為分析和檢驗(yàn)注漿效果準(zhǔn)備原始資料。

6)注漿作業(yè)過(guò)程中要有規(guī)定的交接班記錄，并嚴(yán)格交接班制度。

3 工序施工操作要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

1)注漿前技術(shù)交底、注漿人員的培訓(xùn):包括施工過(guò)程的具體操作、三級(jí)安全教育、施工管理制度等;

2)二次注漿通常在倒班或施工間歇期進(jìn)行，由專(zhuān)人負(fù)責(zé)人、料、機(jī)的落實(shí)，避免窩工情況的出現(xiàn);

3)試驗(yàn)確定施工配合比;

4)二次注漿通常采用氣動(dòng)注漿機(jī)或電動(dòng)注漿機(jī)，注漿前要安排好機(jī)械技術(shù)人員或電工，進(jìn)行水電接駁;

5)材料的存放與轉(zhuǎn)運(yùn)。水泥必須存放在帶棚的庫(kù)房?jī)?nèi)，且要防潮，水泥一旦結(jié)塊將非常容易堵管;水玻璃必須有專(zhuān)門(mén)的場(chǎng)地堆放，并做好標(biāo)記，避免與泡沫混淆(由于水玻璃桶和泡沫桶相同，在施工中已多次將發(fā)生泡沫當(dāng)水玻璃使用);

6)深孔注漿時(shí)要提前加工注漿管，注漿管采用φ42 mm的無(wú)縫鋼花管或φ25 mm的袖閥管，長(zhǎng)度根據(jù)加固深度確定，注漿管前端加工成尖錐狀，尾部為加工螺紋以便連接閘閥，管壁按梅花形布置小孔，間隔為20 cm～30 cm，眼孔直徑6 mm～8 mm。注漿管構(gòu)造如圖1所示。

3.2 漿液拌制

3.2.1 漿液配合比選擇

根據(jù)不同的注漿目的，選擇不同的注漿材料及配合比，詳細(xì)的配合比情況如下:

1)水泥砂漿。本組配合比是多組配合比試驗(yàn)得到的最好的一組，本組配合比摻有粉煤灰和膨潤(rùn)土等摻合料。水泥砂漿配合比見(jiàn)表1。

表1 水泥砂漿配合比表

2)純水泥漿。純水泥漿的配合比通常采用水∶水泥(質(zhì)量比)=1 ∶0.5 ～ 1 ∶1。

3)水泥+水玻璃雙液漿配合比見(jiàn)表2。

表2 水泥—水玻璃雙液漿配合比表

實(shí)際施工中根據(jù)具體情況對(duì)漿液配合比進(jìn)行調(diào)整。

3.2.2 投料順序

在漿液拌制過(guò)程中，注漿材料的投入順序?qū)⒂绊憹{液攪拌的質(zhì)量，一般情況下應(yīng)先投入凝結(jié)性較強(qiáng)的材料，以免結(jié)團(tuán)后難以攪拌均勻。通常情況下為避免未攪拌均勻的漿液堵塞注漿管路，采用過(guò)濾的方式將漿液中因材料存放或攪拌形成的塊和團(tuán)預(yù)先處理掉。

3.2.3 漿液質(zhì)量要求

1)注漿材料不可有結(jié)塊，采用細(xì)度模數(shù)0.6～1.2的細(xì)砂，不能有大粒徑的異物，通常情況下要對(duì)新進(jìn)的砂料進(jìn)行篩分。2)原材料的計(jì)量誤差要控制在要求范圍內(nèi)。3)各成分材料按合理順序投放。

4)攪拌要均勻，攪拌時(shí)間在2 min左右，漿液中不能有結(jié)塊，放漿時(shí)要過(guò)濾，濾網(wǎng)要經(jīng)常清洗。

5)漿液要進(jìn)行稠度、含水量、流動(dòng)性、和易性、析水性試驗(yàn)，采用各種性能良好的漿液。

6)對(duì)稠度較大或較干的漿液采用適當(dāng)加水?dāng)嚢璧姆绞教幚砗笫褂?，?jiān)決不使用加水過(guò)多、和易性和流動(dòng)性差的漿液。

3.3 注漿施工

1)每3環(huán)～5環(huán)進(jìn)行一次～兩次注漿。

2)二次注漿開(kāi)孔位置和注漿順序，可根據(jù)同步注漿情況進(jìn)行。一般情況下采用“先拱頂，后邊墻”的順序進(jìn)行，另外同步注漿點(diǎn)位不正常位置優(yōu)先選擇，這樣可提高注漿針對(duì)性和注漿效率。

3)注漿時(shí)在距離注漿環(huán)3環(huán)～5環(huán)拱頂和3點(diǎn)(或9點(diǎn))開(kāi)孔，作為泄水和泄氣孔，同時(shí)作為觀察孔，如果同步注漿效果良好，則泄氣孔要距離注漿環(huán)近一些。

4)注漿開(kāi)始時(shí)要注入10個(gè)～15個(gè)沖程(沖程數(shù)根據(jù)管路長(zhǎng)短控制)的清水，確定注漿孔通暢。

5)注漿終孔時(shí)加大水玻璃液的濃度，使孔口附近的漿液盡快初凝，并盡快拆下注漿頭，一定時(shí)間后注漿頭將難以取下，會(huì)為后續(xù)清理工作帶來(lái)麻煩。

6)二次注漿主要采用注漿壓力控制注漿量的大小，通常情況下注漿壓力達(dá)到1.0 MPa～1.2 MPa時(shí)停止注漿。當(dāng)管片姿態(tài)和地表檢測(cè)出現(xiàn)異常時(shí)立即停止注漿。

7)由于二次注漿的壓力較大，所以要采用可靠的壓力表進(jìn)行，一般情況下不允許在無(wú)壓力表或壓力表?yè)p壞的情況下注漿施工。

8)在注漿過(guò)程中要有專(zhuān)職的土木技術(shù)員和機(jī)電技術(shù)員旁站施工，確保注漿設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如果設(shè)備異常應(yīng)立即搶修，注漿終止時(shí)，首先要清洗設(shè)備和管路，以確保注漿設(shè)備和注漿管路不堵塞。

9)如果同一個(gè)孔不能一次性完成注漿，那么注漿中斷時(shí)兩根管路都要注入10個(gè)～15個(gè)沖程(沖程數(shù)根據(jù)管路長(zhǎng)短控制)清水洗孔，確保第二次注漿能順利進(jìn)行。

10)注漿過(guò)程中要做好注漿記錄。

11)深孔注漿時(shí)，采用鑿巖風(fēng)鉆頂進(jìn)注漿管，偏差小于5 cm，插入長(zhǎng)度不小于管長(zhǎng)的90%。再安裝好注漿頭，并擰緊以防注漿反力使管拔出，注漿頭上安裝球閥，便于注漿控制。

12)注漿即將結(jié)束時(shí)，要加大水玻璃等促凝劑的用量，并及時(shí)取下注漿頭。

4 質(zhì)量控制

4.1 質(zhì)量控制要點(diǎn)

1)保證注漿原材料的質(zhì)量。水泥不能結(jié)塊，顆粒成分不能太多，要經(jīng)常進(jìn)行取樣送檢;要采用細(xì)砂，一般要采用篩分的方式將砂中的粗顆粒清除;根據(jù)要求盡可能采用等級(jí)較好的粉煤灰和膨潤(rùn)土;水玻璃進(jìn)場(chǎng)時(shí)要進(jìn)行濃度檢查，必須符合配合比要求。

2)配合比必須由試驗(yàn)確定，不能隨意配置漿液。配合比一旦確定后必須保證漿液拌制時(shí)計(jì)量準(zhǔn)確。

3)漿液要充分?jǐn)嚢?，攪拌時(shí)間一般不少于2 min。

4)漿液拌制好后不能由工人隨意往里加水，漿液流動(dòng)性不足，需往里加水時(shí)需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)進(jìn)行。

5)注漿過(guò)程中漿液要不停地?cái)嚢瑁瑵{液存放的時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，初凝的漿液不能使用。

6)鉆孔時(shí)必須將管片保護(hù)層和同步注漿層打穿。

7)注漿過(guò)程中要控制注漿壓力。

8)深孔注漿時(shí)，要埋設(shè)深孔注漿的袖閥管。

4.2 質(zhì)量控制措施

1)注漿前要對(duì)施工人員進(jìn)行全面的技術(shù)交底，施工時(shí)要有專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員旁站施工，做好技術(shù)指導(dǎo)和施工管理工作。

2)施工前要制定明確的施工作業(yè)計(jì)劃，不能盲目鉆孔、盲目注漿，明確注漿的目的性。注漿前要統(tǒng)計(jì)同步注漿的情況，找到同步注漿不正?；蜃{量不足的地段。

3)注漿過(guò)程中要做好注漿記錄。

4)漿液凝固后要進(jìn)行注漿效果檢查。注漿效果檢查的方法有如下幾種:

a.對(duì)于注漿堵漏的，如注漿后不漏水了，說(shuō)明注漿效果已經(jīng)達(dá)到。

b.管片背后填充注漿可采用電鉆鉆孔，探查背后是否有孔洞、鉆孔后是否有水流出，如果流出的水是線(xiàn)流或水量很大，說(shuō)明注漿效果不好，可重復(fù)注漿。

c.可以采用地質(zhì)雷達(dá)掃描探明管片背后的孔洞。

d.對(duì)于特殊地段深孔注漿的可以采用取芯或地質(zhì)雷達(dá)探查注漿效果。

[1]中鐵二局股份有限公司.中鐵二局股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)土木工程施工工藝——隧道及地鐵工程[M].北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.