地鐵盾構(gòu)隧道掘進(jìn)中的同步注漿施工技術(shù)探討

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0 前言

根據(jù)現(xiàn)有的工程項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)可知，地鐵盾構(gòu)隧道施工是整個(gè)工程項(xiàng)目的重點(diǎn)內(nèi)容，其施工質(zhì)量影響地鐵項(xiàng)目的后期運(yùn)行，所以要高度重視其質(zhì)量。

1 地鐵盾構(gòu)隧道掘進(jìn)中的同步注漿施工研究

1.1 同步注漿施工的技術(shù)原理

地鐵盾構(gòu)施工時(shí)暗挖法施工的一個(gè)分支，采用盾構(gòu)掘進(jìn)設(shè)備，基本的施工流程包括掘進(jìn)、組裝管片、注入講題以及盾尾脫出等［1］。在盾構(gòu)隧道施工階段，同步注漿施工時(shí)整個(gè)工程項(xiàng)目的重要組成部分，通過注入漿體的方法來穩(wěn)定管片與圍巖，此時(shí)需要根據(jù)隧道變形以及地面沉降來確定其中的關(guān)鍵指標(biāo)。

1.2 盾構(gòu)施工中應(yīng)用同步注漿技術(shù)的目的

在盾構(gòu)施工中應(yīng)用同步注漿技術(shù)具有重要意義，主要表現(xiàn)為：

（1）注漿水工可以減少盾尾間隙，因此可以降低地表沉降等問題發(fā)生，并降低地鐵項(xiàng)目施工對(duì)周圍建筑物的影響［2］。

（2）該技術(shù)可以保證管片襯砌的整體穩(wěn)定性，這樣不僅有助于強(qiáng)化盾尾的間隙密封性，也能降低管片上浮等問題發(fā)生。這是因?yàn)槎芪驳拈g隙可能造成地表沉降，引發(fā)管片上浮等一系列問題，并且只要空隙存在，這種問題就一直存在。相應(yīng)的，在采用注漿技術(shù)的情況下可以減少空隙問題，保證了整個(gè)結(jié)構(gòu)的密封性，降低管片上浮等問題發(fā)生［3］。

（3）同步注漿技術(shù)具有良好的防水性能，這是因?yàn)榈罔F工程施工階段不可避免的會(huì)穿越富水層，這就決定了工程項(xiàng)目對(duì)于防水也有很高的要求。而注漿技術(shù)可以提高盾構(gòu)施工的防水性，保證了整個(gè)工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

2 地鐵盾構(gòu)隧道施工中同步注漿施工技術(shù)研究

2.1 工程案例簡(jiǎn)介

某市的地鐵工程項(xiàng)目中計(jì)劃了兩條地鐵項(xiàng)目，其中左線長度為647.13m，右線長度為647.52m，區(qū)間隧道在北端位置進(jìn)入重疊區(qū)，其中重疊段的豎向凈間距約為2m，線路的最大坡度為23‰。該項(xiàng)目中的隧道頂部覆土厚度約為4.3m，其中左線采用了單向坡模式，右線為人字坡模式。

在本次項(xiàng)目中對(duì)施工場(chǎng)地做進(jìn)一步的調(diào)查后，發(fā)現(xiàn)本地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有顯著特征，從老到新的地層分布為：（1）覆蓋層主要為上更新統(tǒng)望高組上段地層，從上至下存在棕紅色、黃色斑狀粘性土，黃色、灰色粉土等。（2）古近系地層以碎屑巖為主，主要包括粉砂質(zhì)泥巖、湖相沉積泥巖、泥質(zhì)粉砂巖等，巖石固結(jié)的效果并不理想。

2.2 基本施工方案

2.2.1 地層注漿施工準(zhǔn)備工作

（1）在本次項(xiàng)目中，作業(yè)人員根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范做好準(zhǔn)備工作，包括同步注漿施工技術(shù)的施工培訓(xùn)，并詳細(xì)介紹本次工程項(xiàng)目的技術(shù)交底內(nèi)容，深化施工人員對(duì)關(guān)鍵施工技術(shù)的了解。

（2）做好相關(guān)設(shè)備的準(zhǔn)備工作，保證注漿臺(tái)車、鉆注一體機(jī)等設(shè)備具有滿意性能，設(shè)備做好日常的管理后，在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格。

（3）觀察主要原材料的性能，包括水玻璃、水泥等材料等；在施工之前必須要確保止水球閥、注漿管等設(shè)備到場(chǎng)，并對(duì)相關(guān)原材料進(jìn)行抽檢，避免因?yàn)樵牧闲阅芤l(fā)各種質(zhì)量問題。

2.2.2 鉆機(jī)施工

（1）施工期間做到鉆機(jī)定位。為了確保鉆注一體設(shè)備能夠在隧道全斷面尺寸內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)注漿，所以本次項(xiàng)目中選擇對(duì)裝置前后行程做補(bǔ)償、推移；掘進(jìn)期間根據(jù)已拼裝的管片孔位來調(diào)整鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度；在鉆機(jī)定位之后先回收鉆桿，調(diào)整鉆機(jī)角度后，轉(zhuǎn)移到管片預(yù)設(shè)主兩空位置并伸長鉆桿。施工期間可以根據(jù)工程項(xiàng)目施工要求準(zhǔn)備各項(xiàng)設(shè)備，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、泵站等；在注漿臺(tái)車運(yùn)行期間，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)行走的方法。

（2）鉆孔定位。鑿巖機(jī)鉆孔定位期間，先通過鉆桿傾斜固定，調(diào)整長度后后開始鉆孔。鉆孔根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)施工即可，針對(duì)施工期間的卡鉆情況采用稀泥漿護(hù)壁模式。

2.2.3 注漿

本次工程項(xiàng)目中，考慮到地層注漿的主要目的是填充，并增強(qiáng)地層強(qiáng)度，避免隧道盾構(gòu)施工中出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)沉降等一系列問題。本次項(xiàng)目中，注漿施工的關(guān)鍵工藝包括：

（1）確定注漿孔順序。在下行隧道注漿加固模式中，采用交叉施工順序注漿的方法，在上行隧道注漿期間先對(duì)底部鉆孔注漿，在底部的注漿孔施工結(jié)束后，再注漿側(cè)墻的注漿孔，最后是頂部注漿。注漿期間采用“W”型的注漿模式（在左側(cè)注漿結(jié)束后再右側(cè)注漿，依次反復(fù)），但是可以根據(jù)特殊情況進(jìn)行調(diào)整。

（2）注漿方法。本次項(xiàng)目中所使用的注漿施工工藝為后退式注漿，注漿的分段長度為80cm；針對(duì)工程中出現(xiàn)的注漿壓力大問題，采用間歇性的注漿模式，間歇的時(shí)間間隔為10min，確保漿液能在地層中充分?jǐn)U散，避免以為注漿壓力過大造成地表隆起等一系列嚴(yán)重問題。

（3）注漿參數(shù)的選擇。本次項(xiàng)目中注漿參數(shù)的選擇需要充分考慮地勘資料，工程施工階段所選擇的注漿漿液為復(fù)合型漿液，漿液的夠成為普通水利配合水玻璃；期間按照地層中相關(guān)物質(zhì)的分布情況來調(diào)整注漿配比與壓力。從最初的工程項(xiàng)目地勘結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目中所存在的地質(zhì)主要包括粉質(zhì)粘土、粉砂巖以及泥巖等，為了確保施工質(zhì)量，在每個(gè)地層的注漿施工階段均根據(jù)地層參數(shù)來調(diào)整注漿壓力。其中的關(guān)鍵指標(biāo)包括：

①注漿量。在同步注漿施工階段，可以先填充空隙，但是為了保障質(zhì)量應(yīng)該考慮到跑漿等一系列質(zhì)量問題所產(chǎn)生影響，其中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)計(jì)算方法為：

其中Q 代表漿液的注入量，單位為m3；λ 代表注漿率，本次項(xiàng)目所選擇注漿率為180%，其中對(duì)于曲線地段位置可以適當(dāng)提高這一數(shù)據(jù)，最大不應(yīng)超過200%；V 代表盾構(gòu)施工期間所造成的空隙，單位為m3。

②合理選擇同步注漿配合比。在同步注漿期間所使用的注漿材料為單漿液，在施工期間需要確保漿液在注入時(shí)依然能夠保持理想的流動(dòng)性，而這一點(diǎn)在一定程度上造成了注漿施工的不可控性。所以施工人員應(yīng)注意保證整個(gè)同步注漿的配合比具有良好的和易性，可以降低攪拌難度，也能避免出現(xiàn)沉淀、離析等一系列問題。

③具有一定的強(qiáng)度。強(qiáng)度是同步注漿施工的重點(diǎn)內(nèi)容，在施工期間應(yīng)該確保漿體在凝固之間具有良好的強(qiáng)度，避免在施工期間出現(xiàn)變形等一系列質(zhì)量問題，本次項(xiàng)目中混凝土應(yīng)該確保固體強(qiáng)度在1d 內(nèi)應(yīng)該大于等于0.2MPa，28s 的強(qiáng)度大于等于2.0MPa，這樣才能滿足施工要求。

3 結(jié)束語

本文詳細(xì)分析了地鐵盾構(gòu)隧道掘進(jìn)中的同步注漿施工技術(shù)問題，從案例工程項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)可知，該項(xiàng)目中所采取的各種同步注漿施工工藝滿足地鐵盾構(gòu)隧道的施工要求，整個(gè)工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量得到保證，證明其施工工藝科學(xué)有效，值得推廣。