盾構(gòu)施工雙液漿同步注漿應(yīng)用技術(shù)研究

程實

（沈陽盾構(gòu)設(shè)備工程有限公司，遼寧 沈陽 110000）

一、工程概況

本工程為沈陽市運河水系綜合治理工程-南運河截污管道工程。地質(zhì)條件復(fù)雜，主要為粉質(zhì)粘土層、富水砂層等自穩(wěn)性較差的地層，為控制地面沉降，防止向管片內(nèi)漏水，使土壓力作用均勻以及使管片組成的襯砌環(huán)早期穩(wěn)定，需要在盾尾間隙產(chǎn)生的同時，迅速注漿，填充盾尾間隙，確保注漿的及時性、耐久性以及充填的密實性，故本工程采用同步注漿方式，采用水泥漿+水玻璃雙液漿（簡稱“雙液漿”）作為盾構(gòu)隧道施工同步注漿用漿液。

二、盾構(gòu)施工雙液漿同步注漿概述

盾構(gòu)掘進(jìn)同步注漿是為填充管片脫離盾構(gòu)機盾尾后四周存在的間隙，防止管片脫離盾尾后周圍填充物填充不密實或強度不足以支撐上部土體，土體會發(fā)生松動和下沉。水泥漿+水玻璃雙液漿同步注漿膠凝時間短，且可在幾秒鐘到幾十分鐘內(nèi)準(zhǔn)確控制，盾構(gòu)施工采用雙液漿進(jìn)行同步注漿可以盡早填充地層，減少地層沉陷量，保證周圍環(huán)境的安全，確保管片襯砌的早期穩(wěn)定性和間隙的密實性。因此該工程采用水泥漿+水玻璃雙液漿能夠確保短時間內(nèi)填充管片背后空隙，以到達(dá)控制地層沉降目的。

三、雙液漿同步注漿施工設(shè)備

盾構(gòu)機雙液漿同步注漿裝置由地面設(shè)備、注漿設(shè)備、閥門組、同步注漿管、自動控制盤等組成，安裝在后配套臺車上。在盾尾設(shè)置了4處共8根同步注漿管（4根A液，4根B液）注雙液漿，當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)時，注漿泵分別將儲漿罐中的水泥漿液和水玻璃泵出，通過各自輸送管道，通到盾尾殼體內(nèi)的同步注漿管，兩種漿液在注漿管內(nèi)混合后填充管片外表面的環(huán)形空隙。

雙液漿注漿泵采用雙缸雙液結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)比例就是調(diào)節(jié)兩缸的流量比，兩缸的直徑相同，兩缸的行程比就是兩缸的流量比。泵出料時，注漿輸送缸活塞由主油缸伸出推動，砂漿在壓力作用下通過排漿口壓入輸送管道送至盾尾，此時吸料口關(guān)閉，出料口打開。主油缸達(dá)到最大行程后，系統(tǒng)自動切換到泵吸料狀態(tài)，此時吸料口打開，出料口關(guān)閉，注漿主油缸帶動活塞回縮，砂漿在自重和吸力共同作用下被吸入輸送缸，完成吸漿過程。輸送缸在液壓缸的往復(fù)驅(qū)動下，交替進(jìn)行吸漿和排漿，實現(xiàn)砂漿的連續(xù)泵送。

在地面上采用攪拌機進(jìn)行砂漿拌制，并置入罐中儲存，然后通過泵站，將地面的砂漿通過管路泵送至盾構(gòu)機砂漿罐。水玻璃由電瓶車運送至盾構(gòu)機上儲存罐中。通過注漿設(shè)備泵送至同步注漿管進(jìn)行混合。管路上各裝有壓力和流量傳感器，用來檢測A/B液的注入壓力和流量，通過變頻器來控制注漿量。上位機注漿界面具有自動/半自動/手動模式及單/雙液模式切換功能，操作手根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。注漿結(jié)束，啟動清洗程序，對管路進(jìn)行清洗。

四、施工現(xiàn)場常見問題

（一）無注漿壓力顯示注漿管路未及時清理硬化后堵塞，漿液到不了注漿壓力傳感器所在位置，應(yīng)將注漿管路清理暢通。檢查壓力傳感器是否正常工作，保持傳感器清潔。

（二）注漿脈沖次數(shù)顯示不正常注漿時某一路注漿次數(shù)為其他組2倍或無顯示，脈沖接近開關(guān)安裝位置超前，活塞經(jīng)過時接近開關(guān)感應(yīng)兩次，從而脈沖計數(shù)加倍，將脈沖計數(shù)接近開關(guān)調(diào)整至脈沖計數(shù)顯示正確的合適位置；接近開關(guān)探頭伸出太短以致檢測不到活塞動作時脈沖次數(shù)不顯示，應(yīng)當(dāng)調(diào)整探頭伸出長度。

五、雙液漿配比原則

雙液注漿可以通過調(diào)節(jié)A液和B液的比例來調(diào)節(jié)初凝時間，以適應(yīng)不同的需要。如果需要初凝時間長的漿液，可以適當(dāng)提高 A 液的比例，反之，降低 A 液的比例即可。比如，在自穩(wěn)性極差的超軟弱粘性土地層，通常使用初凝時間短的漿液，縮短漿液的凝固時間，減少漿液向四周擴散；對于易坍塌的富水地層則需要初凝時間稍長的漿液，以便漿液能向周圍土體間擴散，達(dá)到更好的止水效果。

六、雙液漿同步注漿的特點

（一）能夠快速控制地層早期變形

采用水泥漿+水玻璃雙液漿進(jìn)行盾構(gòu)同步注漿，漿液能夠在短時間內(nèi)凝結(jié)并產(chǎn)生較大強度及早填充了管片周邊的空隙，穩(wěn)固了地層，減少了地層擾動和初期沉降值，能夠保證周圍環(huán)境的安全。

（二）有利于施工效率提高

同步注漿采用雙液漿時，A液可以采取泵送方式。通過管路進(jìn)行材料輸送,節(jié)約了砂漿車的使用，效率提高，減少電瓶車編組的工作任務(wù)，大大提高了掘進(jìn)過程中工序銜接的效率。

（三）注漿設(shè)備簡單

雙液漿同步注漿泵可以選擇軟管泵，對比傳統(tǒng)的施維英注漿泵，其具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、故障率低，操作維護(hù)簡便、檢修容易、成本低等優(yōu)點。軟管泵無機械密封、自吸能力強，不會產(chǎn)生密封類泵的泄漏現(xiàn)象，杜絕了因泄漏造成的跑、冒、滴、漏損失和污染，工作現(xiàn)場干凈。

七、結(jié)束語

水泥水玻璃雙液漿保水性能好，不易離析，凝結(jié)時間較短并可調(diào)節(jié)，能達(dá)到較短時間內(nèi)固結(jié)和堵水的目的，盾構(gòu)同步注漿采用雙液漿注漿能及時有效的填充盾構(gòu)建筑間隙、能夠有效地保持地層的穩(wěn)定性，抑制施工引起的過大變形，進(jìn)而起到控制地表沉降的作用，同時同步注雙液漿能起到很好的堵水效果，防止盾尾漏水、漏漿、有效地控制了管片變形，保證了隧道的成型質(zhì)量，值得推廣。