隧道盾構(gòu)施工二次注漿質(zhì)量研究

李小龍　劉前桂

（中交四航局第一工程有限公司廣東廣州　510000）

隧道盾構(gòu)施工二次注漿質(zhì)量研究

李小龍劉前桂

（中交四航局第一工程有限公司廣東廣州510000）

在盾構(gòu)施工中，各種注漿加固技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但是在注漿加固理論方面還有待深入研究才能滿足隧道工程實(shí)踐注漿的需要，在這一背景下，二次注漿加固技術(shù)得到更大的發(fā)展。本文結(jié)合具體工程實(shí)例，就提高盾構(gòu)施工二次注漿質(zhì)量進(jìn)行了研究。

盾構(gòu)施工；二次注漿；質(zhì)量控制

引言

襯砌盾構(gòu)施工二次注漿施工前，項(xiàng)目管理中心要制定一套完整、合理的施工方案。施工過(guò)程中人員配備、機(jī)械臺(tái)班、原材料供應(yīng)、水電的供應(yīng)都要做好充分的準(zhǔn)備，以及如何確保施工前對(duì)隧道控制點(diǎn)的測(cè)量精度滿足施工及設(shè)計(jì)要求，也要考慮突發(fā)狀況的發(fā)生，比如臨時(shí)用電的準(zhǔn)備，作業(yè)環(huán)境的變化等等，以保障整個(gè)施工過(guò)程的人、材、機(jī)的順利調(diào)度及供應(yīng)，確保施工任務(wù)順利完成。

1　隧道注漿加固理論研究現(xiàn)狀

當(dāng)前我國(guó)的隧道工程注漿加固材料主要為水泥以及化學(xué)注漿，兩種注漿材料都有優(yōu)缺點(diǎn)。水泥注漿材料具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：制造成本比較低廉、原材料的來(lái)源相對(duì)而言較為豐富、晶體具有非常高的強(qiáng)度，同時(shí)漿液配置簡(jiǎn)單等；而其缺點(diǎn)主要是：注漿顆粒的粒徑比較大，很難達(dá)到裂縫要求（注漿實(shí)體裂縫必須要控制在0.2mm的范圍以內(nèi)）。化學(xué)漿液具有以下優(yōu)點(diǎn)：流動(dòng)性能優(yōu)異且材料的粘度較低，可以將注漿實(shí)體裂縫控制在規(guī)范要求的范圍以內(nèi)；主要缺點(diǎn)是：制造的成本比較高，有毒。

2　隧道注漿加固機(jī)理分析

注漿指的是在機(jī)械設(shè)備的輔助下，把化學(xué)漿液或者水泥漿液注入至工程實(shí)體當(dāng)中，從而達(dá)到止水的目的。要想取得理想的注漿加固效果，在工程實(shí)際施工之前，就要掌握工程實(shí)體的水文地質(zhì)情況，并對(duì)地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行合理的分析；掌握到注漿材料的主要特性，并認(rèn)真研究其在工程實(shí)體中的流動(dòng)與擴(kuò)散的相關(guān)規(guī)律。注漿加固理論主要是對(duì)漿液在具體工程中的流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究，體現(xiàn)出工程注漿工藝與地質(zhì)條件和注漿材料性質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而為巖體工程注漿加固技術(shù)提供科學(xué)的理論參考。地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和巖土中灌注漿液流動(dòng)與擴(kuò)散規(guī)律比較相似，不同的是其運(yùn)動(dòng)阻力和地下水相比較為復(fù)雜，流變性方面也存在著差異。漿體的流動(dòng)性會(huì)由于注漿材料性質(zhì)而產(chǎn)生變化。如果使用比較粘稠的漿液來(lái)灌注，漿液將會(huì)會(huì)受到各種壓力以及地層的影響，產(chǎn)生不同的擴(kuò)散方式。

①滲透注漿。粘稠漿液在壓力的作用下會(huì)滲入到工程實(shí)體裂隙當(dāng)中，這一過(guò)程會(huì)將巖體裂隙里面的水分與氣體排出，漿液在裂隙當(dāng)中還會(huì)凝結(jié)固化，最終實(shí)現(xiàn)注漿加固。滲透注漿理論研究條件是工程實(shí)體在較小的注漿壓力下結(jié)構(gòu)不會(huì)遭到破壞。②壓密注漿。這種方式的注漿主要是利用鉆孔往工程實(shí)體當(dāng)中注入濃度比較高的漿液，從而使得工程實(shí)體的密度能夠提高。這種形式的注漿比較適合使用于軟弱土層當(dāng)中。③劈裂注漿通常采用壓力相對(duì)較高的漿液進(jìn)行裂隙注漿加固，利用壓力擴(kuò)大巖體裂隙可注漿范圍，從而增加漿液也工程實(shí)體接觸面積，起到比較好的加固作用。此種形式的注漿在比較發(fā)育的軟弱巖層中能發(fā)揮著比較好的應(yīng)用效果。

3　工程概況

某一隧道項(xiàng)目區(qū)走廊帶位于Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元鄂爾多斯斷塊東南端的Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元關(guān)王廟北東向褶帶和Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元新裂隙兩大構(gòu)造單元上，二者界限是羅云山斷裂，隧趾區(qū)位于關(guān)王廟北東向褶帶，該褶帶位于鄂爾多斯斷塊的東南邊緣，總體表現(xiàn)為南翹北傾的單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀較平緩，傾角一般小于10°，地貌上屬于黃土塬區(qū)，地層主要由第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積濕陷性黃土（粉質(zhì)粘土）及第四系中更新統(tǒng)沖洪積黃土（粉質(zhì)粘土）組成。項(xiàng)目隧趾洞體埋深范圍內(nèi)未見(jiàn)地下水位，隧趾周圍坡麓地帶及沖溝內(nèi)亦未見(jiàn)泉水出露，隧道洞體埋深范圍內(nèi)地層富水性強(qiáng)，洞身地形平坦，地表沖溝發(fā)育，地表水無(wú)法沿溝道排泄，在雨季期間，大氣降水集中沿土體孔隙下滲從而形成暫時(shí)性孔隙水或包氣帶水，造成洞體內(nèi)產(chǎn)生滴滲水，局部可能形成線狀滴水現(xiàn)象。

4　盾構(gòu)施工二次注漿施工注意要點(diǎn)

二次注漿是以彌補(bǔ)一次注漿缺陷為目的進(jìn)行的注漿。具體作用是補(bǔ)足一次注漿未充填的部分；補(bǔ)充由漿體收縮引起的體積減小；以防止周圍地層松弛范圍擴(kuò)大為目的的補(bǔ)充。

4.1二次補(bǔ)強(qiáng)注漿工藝

在0.3～0.5MPa的壓力下進(jìn)行雙液漿注漿。灌漿前，首先選擇合適的注漿孔，在保證已經(jīng)戴上注漿單向逆止閥后，用電錘轉(zhuǎn)頭鉆透3cm的保護(hù)層，連接水玻璃管和泥漿管道以及三通。注雙液漿，先進(jìn)行純水泥漿注射1min后，打開水玻璃混合注入，最后應(yīng)該增加水玻璃的濃度。一個(gè)孔灌漿結(jié)束以后應(yīng)該等待5～10min以后再將注射灌漿頭打開，清晰觀看灌漿后的效果，如果水量過(guò)多，應(yīng)該再注入，直到存在較少的水量時(shí)才能夠停止注漿，然后將注漿頭加以拆除并對(duì)于孔洞以雙快水泥砂漿加以封堵，然后在對(duì)于下一個(gè)孔洞進(jìn)行注漿。

4.2注漿設(shè)備

小型漿液拌和筒1個(gè)

注漿泵1臺(tái)（雙液注漿泵）

注漿閥6個(gè)

三通1個(gè)

50mφ32注漿軟管3條，1條備用

4.3二次注漿注意事項(xiàng)

（1）在注漿之前應(yīng)當(dāng)先對(duì)管片加以檢查，確保管片一切正常以后再進(jìn)行注漿。并且在注漿的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)管片進(jìn)行跟蹤性調(diào)查，確保其一切正常，一旦發(fā)現(xiàn)存在異常情況應(yīng)當(dāng)及時(shí)上報(bào)。

（2）在進(jìn)行注漿時(shí)需要隨時(shí)保證壓力大大小在規(guī)定的0.3～0.5MPa以內(nèi)，不能夠使壓力過(guò)低或過(guò)高。

（3）如果在注漿的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)壓力變高，但是注漿的注入?yún)s并不明顯這時(shí)很大程度是由于注漿管或者注漿泵存在堵塞，需要及時(shí)進(jìn)行清理。

（4）在注漿過(guò)程中如果發(fā)生了停機(jī)，應(yīng)當(dāng)對(duì)注射泵和管道及時(shí)進(jìn)行清洗；在完成注漿以后還應(yīng)當(dāng)確保材料的清理干凈，所有設(shè)備應(yīng)清潔后結(jié)束，并將其全部放回原來(lái)的位置。

（5）在注漿前應(yīng)將同步注漿管路的所有球閥全部關(guān)閉。

（6）注漿前應(yīng)查看盾尾油脂腔的壓力，如果壓力過(guò)低，應(yīng)適當(dāng)注入盾尾油脂，避免在灌漿過(guò)程中發(fā)生泄漏；在灌漿過(guò)程中需要確保有足夠的壓力，以避免盾尾發(fā)生泄漏，如果注入過(guò)程中發(fā)生泄漏，應(yīng)該停止5～10min，然后重新注入。

（7）在進(jìn)行注漿之前要把所有的注漿孔都打開并帶上注漿頭，在注漿的時(shí)候可將注漿頭全部打開放水直到濃漿流出再將注漿頭關(guān)閉。

（8）當(dāng)一個(gè)孔注漿完結(jié)以后需要等待5～10mim以后將該注漿頭打開疏通查看注入的效果，要是水依然很大，必須要再一次的進(jìn)行注入，直到水較小的時(shí)候才可以終孔，拆除注漿頭采用雙快水泥砂漿對(duì)注漿孔進(jìn)行封堵處理，帶上塑料螺堵。

（9）在注一個(gè)孔的時(shí)候應(yīng)該準(zhǔn)備充足的水泥與水玻璃，注漿必須是連續(xù)進(jìn)行。

（10）在進(jìn)行灌漿的時(shí)候，如果在注漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)土倉(cāng)壓力存在著比較大的變化，可以把盾構(gòu)機(jī)往前移動(dòng)150mm，避免被泥水盾構(gòu)機(jī)的包容。

（11）在注漿階段一旦出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象必須要對(duì)注漿泵于注漿管路進(jìn)行清洗。

5　施工質(zhì)量的控制

5.1混凝土試件取樣與留置

隧道二次襯砌二次注漿混凝土的強(qiáng)度等級(jí)必須嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制。施工過(guò)程中要保存混凝土強(qiáng)度試件，試件應(yīng)在混凝土施工地點(diǎn)隨機(jī)抽樣制作，試件的取樣、留置要符合規(guī)范要求。

5.2隧道的襯砌厚度控制

隧道襯砌的厚度要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，禁止偷工減料，并杜絕擅自改變隧道厚度的設(shè)計(jì)參數(shù)，從而保證其符合規(guī)范及施工要求。隧道應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)參數(shù)開挖，盡量避免超挖，一旦發(fā)現(xiàn)隧道超挖，隨后的超挖回填工作必須符合規(guī)范要求，并確保側(cè)墻基底無(wú)淤泥、雜質(zhì)和積水。

5.3“雙縫”的施工措施

“施工縫”、“變形縫”雙縫的處理也是質(zhì)量控制的要點(diǎn)。對(duì)于變形縫，宜采用橡膠或橡膠止水帶，止水帶應(yīng)采用整條，如需接長(zhǎng)時(shí)，其接縫應(yīng)焊接或膠結(jié)。而施工縫一般采用止水帶防水，對(duì)于隧道工程，常采用企口凸縫形式。與此同時(shí)，在施工當(dāng)中，需要根據(jù)具體的工程，參考其設(shè)計(jì)及施工方案進(jìn)行施工。

6　結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，各種工程項(xiàng)目如雨后春筍般紛紛涌現(xiàn)出來(lái)，成就了一派繁榮景象。在隧道二次注漿施工中，混凝土澆筑的好壞直接影響盾構(gòu)施工的整體質(zhì)量與投入使用后的各種性能，因此需要不斷對(duì)混凝土二次注漿技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并提高隧道二次注漿混凝土澆筑的質(zhì)量控制，從而提高隧道二次注漿的施工質(zhì)量。

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U455.43

A

1673-0038（2015）03-0132-02

2014-12-30

李小龍（1984-），男，助理工程師，本科，主要從事工程方面的工作。

劉前桂（1986-），女，助理工程師，本科，主要從事計(jì)劃合同方面的工作。