地铁盾构隧道掘进注浆施工技术

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关键词：地铁盾构；掘进施工；同步注浆

前言

根据现有的工程项目施工经验可知，地铁盾构隧道施工是整个工程项目的重点内容，其施工质量影响地铁项目的后期运行，所以要高度重视其质量。

1地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工研究

1.1同步注浆施工的技术原理

地铁盾构施工时暗挖法施工的一个分支，采用盾构掘进设备，基本的施工流程包括掘进、组装管片、注入讲题以及盾尾脱出等［1］。在盾构隧道施工阶段，同步注浆施工时整个工程项目的重要组成部分，通过注入浆体的方法来稳定管片与围岩，此时需要根据隧道变形以及地面沉降来确定其中的关键指标。

1.2盾构施工中应用同步注浆技术的目的

在盾构施工中应用同步注浆技术具有重要意义，主要表现为：（1）注浆水工可以减少盾尾间隙，因此可以降低地表沉降等问题发生，并降低地铁项目施工对周围建筑物的影响［2］。（2）该技术可以保证管片衬砌的整体稳定性，这样不仅有助于强化盾尾的间隙密封性，也能降低管片上浮等问题发生。这是因为盾尾的间隙可能造成地表沉降，引发管片上浮等一系列问题，并且只要空隙存在，这种问题就一直存在。相应的，在采用注浆技术的情况下可以减少空隙问题，保证了整个结构的密封性，降低管片上浮等问题发生［3］。（3）同步注浆技术具有良好的防水性能，这是因为地铁工程施工阶段不可避免的会穿越富水层，这就决定了工程项目对于防水也有很高的要求。而注浆技术可以提高盾构施工的防水性，保证了整个工程项目的顺利进行。

2地铁盾构隧道施工中同步注浆施工技术研究

2.1工程案例简介

某市的地铁工程项目中计划了两条地铁项目，其中左线长度为647.13m，右线长度为647.52m，区间隧道在北端位置进入重叠区，其中重叠段的竖向净间距约为2m，线路的最大坡度为23‰。该项目中的隧道顶部覆土厚度约为4.3m，其中左线采用了单向坡模式，右线为人字坡模式。在本次项目中对施工场地做进一步的调查后，发现本地区的地质结构具有显著特征，从老到新的地层分布为：（1）覆盖层主要为上更新统望高组上段地层，从上至下存在棕红色、黄色斑状粘性土，黄色、灰色粉土等。（2）古近系地层以碎屑岩为主，主要包括粉砂质泥岩、湖相沉积泥岩、泥质粉砂岩等，岩石固结的效果并不理想。

2.2基本施工方案

2.2.1地层注浆施工准备工作（1）在本次项目中，作业人员根据相关技术规范做好准备工作，包括同步注浆施工技术的施工培训，并详细介绍本次工程项目的技术交底内容，深化施工人员对关键施工技术的了解。（2）做好相关设备的准备工作，保证注浆台车、钻注一体机等设备具有满意性能，设备做好日常的管理后，在现场检验合格。（3）观察主要原材料的性能，包括水玻璃、水泥等材料等；在施工之前必须要确保止水球阀、注浆管等设备到场，并对相关原材料进行抽检，避免因为原材料性能引发各种质量问题。

2.2.2钻机施工（1）施工期间做到钻机定位。为了确保钻注一体设备能够在隧道全断面尺寸内进行旋转注浆，所以本次项目中选择对装置前后行程做补偿、推移；掘进期间根据已拼装的管片孔位来调整钻机的旋转角度；在钻机定位之后先回收钻杆，调整钻机角度后，转移到管片预设主两空位置并伸长钻杆。施工期间可以根据工程项目施工要求准备各项设备，包括驱动电机、泵站等；在注浆台车运行期间，采用电机驱动行走的方法。（2）钻孔定位。凿岩机钻孔定位期间，先通过钻杆倾斜固定,调整长度后后开始钻孔。钻孔根据预设的数据施工即可，针对施工期间的卡钻情况采用稀泥浆护壁模式。

2.2.3注浆本次工程项目中，考虑到地层注浆的主要目的是填充，并增强地层强度，避免隧道盾构施工中出现盾构机沉降等一系列问题。本次项目中，注浆施工的关键工艺包括：（1）确定注浆孔顺序。在下行隧道注浆加固模式中，采用交叉施工顺序注浆的方法，在上行隧道注浆期间先对底部钻孔注浆，在底部的注浆孔施工结束后，再注浆侧墙的注浆孔，最后是顶部注浆。注浆期间采用“W”型的注浆模式（在左侧注浆结束后再右侧注浆，依次反复），但是可以根据特殊情况进行调整。（2）注浆方法。本次项目中所使用的注浆施工工艺为后退式注浆，注浆的分段长度为80cm；针对工程中出现的注浆压力大问题，采用间歇性的注浆模式，间歇的时间间隔为10min，确保浆液能在地层中充分扩散，避免以为注浆压力过大造成地表隆起等一系列严重问题。（3）注浆参数的选择。本次项目中注浆参数的选择需要充分考虑地勘资料，工程施工阶段所选择的注浆浆液为复合型浆液，浆液的够成为普通水利配合水玻璃；期间按照地层中相关物质的分布情况来调整注浆配比与压力。从最初的工程项目地勘结果中可以发现，项目中所存在的地质主要包括粉质粘土、粉砂岩以及泥岩等，为了确保施工质量，在每个地层的注浆施工阶段均根据地层参数来调整注浆压力。其中的关键指标包括：①注浆量。在同步注浆施工阶段，可以先填充空隙，但是为了保障质量应该考虑到跑浆等一系列质量问题所产生影响，其中的关键数据计算方法为：Q=V×λ其中Q代表浆液的注入量，单位为m3；λ代表注浆率，本次项目所选择注浆率为180%，其中对于曲线地段位置可以适当提高这一数据，最大不应超过200%；V代表盾构施工期间所造成的空隙，单位为m3。②合理选择同步注浆配合比。在同步注浆期间所使用的注浆材料为单浆液，在施工期间需要确保浆液在注入时依然能够保持理想的流动性，而这一点在一定程度上造成了注浆施工的不可控性。所以施工人员应注意保证整个同步注浆的配合比具有良好的和易性，可以降低搅拌难度，也能避免出现沉淀、离析等一系列问题。③具有一定的强度。强度是同步注浆施工的重点内容，在施工期间应该确保浆体在凝固之间具有良好的强度，避免在施工期间出现变形等一系列质量问题，本次项目中混凝土应该确保固体强度在1d内应该大于等于0.2MPa，28s的强度大于等于2.0MPa，这样才能满足施工要求。

3结束语

本文详细分析了地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术问题，从案例工程项目的施工经验可知，该项目中所采取的各种同步注浆施工工艺满足地铁盾构隧道的施工要求，整个工程项目的施工质量得到保证，证明其施工工艺科学有效，值得推广。

参考文献

［1］徐磊.跨海隧道海上注浆对盾构不良地层施工的影响［J］.城市建筑，2019，16（11）：159-162.

［2］韩鑫，叶飞，何彪，等.盾构隧道壁后注浆试验的研究现状与发展［J］.筑路机械与施工机械化，2019，36（04）：62-67.

［3］林辉，吴文彪，王闯，等.大埋深富水裂隙岩层土压平衡盾构填舱注浆施工技术［J］.隧道建设（中英文），2018，38（S2）：268-277.

作者：林正 单位：厦门轨道交通集团有限公司