盾構(gòu)施工同步注漿和二次注漿

宋婷宋拓張福龍

盾構(gòu)施工容易造成地層損失、隧道周圍受擾動及地下水滲透，最終導(dǎo)致地表沉降，為降低和防止地表沉降，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)從盾尾襯砌管片脫出后，此時(shí)在盾尾形成環(huán)形建筑空隙，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行襯砌壁后同步注漿。

1 注漿目的

（1）及時(shí)填充盾尾環(huán)形建筑空隙，以支護(hù)管片周圍巖體，減少地表沉降；

（2）凝固的漿液作為盾構(gòu)隧道的首道防水屏障，可以提高隧道的防水能力；

（3）使管片提前穩(wěn)定并與圍巖融合，有助于控制盾構(gòu)開挖方向，保證盾構(gòu)隧道的整體穩(wěn)定。

2 注漿方式和特點(diǎn)

2.1 同步注漿

防止地層產(chǎn)生過度變形，危及周圍環(huán)境安全，采用盾構(gòu)機(jī)自帶的同步注漿系統(tǒng)注漿，注漿在盾尾環(huán)形建筑空隙形成的同時(shí)進(jìn)行。

2.2 二次注漿

一般情況下，二次注漿實(shí)施是當(dāng)管片與巖壁間的空隙填充較差而不能有效控制地表沉降或管片襯砌出現(xiàn)較嚴(yán)重滲漏時(shí)進(jìn)行。

在施工過程中，將地面沉降監(jiān)測信息反饋與超聲波檢測管片襯砌背后是否有空洞的方法相結(jié)合，全面判斷是否需要進(jìn)行二次注漿。

2.3 注漿材料及漿液配比

注漿材料宜選用強(qiáng)注射性、強(qiáng)耐用性、符合設(shè)計(jì)要求的固結(jié)實(shí)體強(qiáng)度、對周圍環(huán)境無毒性污染以及低成本等特點(diǎn)的材料。注漿漿液應(yīng)具有良好的流動性，以便在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中連續(xù)注漿，并且在一環(huán)注漿完成之后，漿液凝固要有更好的強(qiáng)度和可擴(kuò)展性，以避免后期的收縮變形。

注漿材料和配比：膨潤土：粉煤灰：沙：水：水泥＝140kg：420kg：440kg：510kg：140kg。

二次注漿填充采用水泥和水玻璃雙液漿，配比為水灰比1：1，水泥漿與水玻璃體積比1：1。

2.4 主要參數(shù)

2.4.1 注漿壓力

同步注漿要求地層中的泥漿壓力大于靜態(tài)水壓力和該點(diǎn)的土壓力的總和，以便能夠盡可能多地填充且不發(fā)生劈裂。若注漿壓力過高，則管片周圍土體會受到泥漿擾動，導(dǎo)致地層隨后沉降和隧道本身沉降，容易造成泥漿流失；若注漿壓力太小，則漿液的填充速度太慢且不充分，這就會增加地表變形。二次注漿材料應(yīng)具有較強(qiáng)的注漿能力，可補(bǔ)充同步注漿的缺陷，起到填補(bǔ)的作用。

2.4.2 注漿量

同步注漿量理論上填充了盾尾的空隙，但同時(shí)還必須考慮盾構(gòu)掘進(jìn)過程中的糾編、漿液滲透及固結(jié)收縮等因素。注漿量采用式（1）進(jìn)行計(jì)算：

式中：

Q——注漿量（m3）；

λ——注漿率；

V———盾尾建筑空隙（m3）。

式中：

D——盾構(gòu)切削土體直徑（m）；

d——管片外徑（m）；

L——管片寬度（m）。

以注漿壓力與注漿量作為注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，正常情況下要求每環(huán)注漿量不可小于計(jì)算值。以下情況應(yīng)例外：

（1）在礫石和卵石地層中，當(dāng)注漿壓力很小，注漿量大時(shí)，增大注漿量直至注漿壓力達(dá)到下限；

（2）盾構(gòu)機(jī)在曲線段掘進(jìn)時(shí)，需要超挖時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加注漿量；

（3）粘土地層自我穩(wěn)定性差，當(dāng)盾體周圍巖體發(fā)生沉降，影響漿液的流動時(shí)，此時(shí)注漿量和注漿壓力均較大，在注漿壓力達(dá)到上限時(shí)，應(yīng)停止注漿，然后再進(jìn)行二次注漿。

3 質(zhì)量保證措施

（1）在施工前，應(yīng)進(jìn)行細(xì)致的漿液配比試驗(yàn)，選擇適當(dāng)?shù)淖{材料及漿液配比，確保所選漿液各項(xiàng)指標(biāo)符合工程的設(shè)計(jì)要求；

（2）由專業(yè)人員實(shí)施注漿作業(yè)，上崗作業(yè)前應(yīng)經(jīng)過專門訓(xùn)練，在施工時(shí)應(yīng)由經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師指導(dǎo)注漿技術(shù)工作；

（3）根據(jù)襯砌變形、地面沉降及地表建筑物變形監(jiān)測信息反饋，調(diào)整注漿參數(shù)和施工方案。