盾構法施工同步注漿施工工藝分析

張恒春 張清遐 牛巧云

（中國船舶重工集團公司第七一八研究所，河北 邯鄲 056027）

盾構法施工同步注漿施工工藝分析

張恒春 張清遐 牛巧云

（中國船舶重工集團公司第七一八研究所，河北 邯鄲 056027）

本文對盾構法施工有關的注漿參數、施工工藝以及注漿原理進行詳細的闡述，依照地面構建物情況與地層地質選擇惰性漿液或研發漿液作為注漿材料。同時，介紹注漿施工過程中需要注意的有關事項，以期為注漿施工提供借鑒。

同步注漿；盾構法；工藝分析

1 同步注漿工藝

1.1 同步注漿技術參數

1.1.1 注漿壓力。同步注漿是通過壓力泵注入管片背后的建筑空隙，漿液在自重和壓力作用下注入空隙中，所選用的漿液材料需要具有較高的流動性與化學穩定性，使建筑空隙能被充分填充，避免出現墻體塌落問題。同步注漿要求在壓入口的壓力略高于土壓力與靜止水壓之和，在增補過程中不可以在空隙部位造成裂紋。若所設置的注漿壓力過大，漿液則會擾動管片處土層，引發后期地層沉降隱患，嚴重情況下可能會造成隧道本身沉降，在振動程度較小的情況下也可能出現跑漿問題［1］。

1.1.2 注漿量。同步注漿是填充土體與管片圓環間的建筑間隙和減少后期沉降的主要手段，也是盾構推進施工中的一道重要工序。同步注漿，選擇具有和易性好、泌水率小，且具有一定強度的漿液進行及時、均勻、足量壓注，確保其建筑空隙得以及時和足量的充填。

根據施工經驗參數和本標段前期施工實際數據參數，在粘土、粉砂為主的小滲透系數地層，土質系數為1.1～1.3；在以砂、礫石為主的大滲透系數地層，土質系數為1.3～1.5。

在以下幾種情況下，注漿量可以不受上述限制：①在松散地層，注漿壓力很小而注漿流量很大時，應考慮增大注漿量，直到注漿壓力超過控制壓力的下限，此時的空隙因士體坍塌而比往常要大；②管片下部因地基軟弱導致部分管片下沉錯臺時，可從下部注漿，此時注漿量不受限制，只受壓力限制；③盾構出洞和進洞時，洞口部位有較大的空隙，此時的注漿量應根據實際需要量確定。

1.2 漿液配比與注漿材料

1.2.1 漿液的基本性能。第一，具有良好的流動性與穩定性，能夠適應遠距離輸送與盾構施工的需求；第二，填充性能良好；第三，能夠盡快體現出早期強度，并且早期強度高于地層強度；第四，在地下水環境中，漿液自身不可以出現嚴重的稀釋現象。第五，漿液固結后泌水率小、體積收縮小；第六，施工管理方便，材料價格合理，材料來源豐富，與自動化施工的有關要求相一致。

1.2.2 漿液配比和注漿材料。硬性漿液：水泥（鐵嶺鐵新P.O.32.5R硅酸鹽水泥）∶水∶砂（中砂）∶粉煤灰（二級）∶膨脹土∶減水劑=210∶580∶1180∶315∶84∶1.68

惰性漿液：水∶砂（中砂）∶粉煤灰（二級）∶膨脹土= 336∶1344∶378∶42

1.3 注漿流程

1.3.1 施工準備。在開始施工之前，需要事先將施工材料準備妥當，拌好膨潤土；對注漿泵與攪拌機進行詳細檢查，確保各項機械設備能夠正常投入施工。

1.3.2 漿液泵送。盾尾同步注漿系統由控制面板、注漿泵與儲漿罐三部分構成。漿罐內部設置有葉片與攪拌軸，能在進行注漿的同時攪拌交流，使漿液具有充足的流動性，避免出現材料分離問題。額外設置2臺注漿可以對四個加注口同時進行注漿。

表1 某市重工立交橋下地面監測結果

2 常見的問題與解決方法

2.1 漏漿問題的處理

盾尾漏漿與掌子面漏漿是兩種常見的漏漿形式。對于盾尾漏漿，可以利用棉紗材料以堵漏的方式進行封堵。施工人員需要通過泡沫注入系統，于土體與盾殼部位注入膨潤土，避免出現掌子面中注入大量漿液。

2.2 堵管問題的處理

出現堵管問題時，需要立即對注漿管進行清洗，于該系統中設置兩個額外的進漿管，并連通膨潤土管。在操作過程中，需要暫時關閉漿液閘閥，將進漿管閘閥打開，將膨潤土充填至注漿管中，完成管路清洗工作。

3 同步注漿對地表沉降的影響

由于盾構掘進尚處于始發階段，掘進長度不到60m，通過對河北省某市重工立交橋布置的監測斷面進行分析（見表1）可知，在掘進5～20m時，由于盾尾漏漿，洞門密封漏漿，注漿壓力受限，注漿量在2.0～2.5m3／環，DK5+ 604、DK5+598.6、DK5+593.6、DK5+590.6初始沉降-2.37～-3.2mm，累計-8.14～-12.35mm；掘進20～40m，盾尾漏漿基本解決，洞口漿液基本凝固，注漿量在3.0～ 3.5m3／環，DK5+585.6、DK5+580.7、DK5+575.5、累計-4.0l～-5.47mm；盾構掘進前方土體有局部隆起現象，但是數值很小，不會對地面構建物造成危害。隨著實際注漿量與理論注漿量的接近，地表沉降大大減小，地表趨于穩定。

4 施工質量安全保證措施

為了保證注漿質量，施工人員需要對相關設備進行定期清掃與保養，在注漿過程中，需要對盾尾密封效果進行嚴密觀測，避免出現管片與盾構機之間出現大量滲漏的問題。參與注漿施工的有關人員需要接受嚴格的職業技能培訓，對相關作業流程有一個全面且深入的了解，。

5 同步注漿施工需要重點注意的有關問題

①選擇合適的注漿材料。依照材料配比要求，施工人員需要對施工材料進行科學、合理選擇，確保施工材料質量與施工需求相一致，對漿液中的砂含量進行嚴格控制，避免漿液于管路中出現大量積沉的問題。

②加強監督。施工單位需要特派監督人員對各項施工操作進行嚴格監督，并為施工人員提供必要的技術支持，一旦發現任何形式的安全隱患問題，監督人員需要立即對機械設備參數與注漿量進行調整。

③及時有效地清洗注漿管路，從根本上避免管路堵塞問題，不斷總結并歸納已往的施工經驗，對盾構同步注漿系統進行深層次優化。

6 結語

施工設計人員需要合理設置注漿參數。根據初步設置需求，依照施工現場特點，最大程度上降低各方面的不利影響。在施工設備操作方面，施工人員一定要嚴格落實施工設計方案中的有關要求與各項操作規范。

［1］張士屹.盾構法施工同步注漿施工工藝［J］.西部探礦工程，2009（4）：164-167.

Analysis of Synchronous Grouting Construction Technology in Shield Tunneling

Zhang HengchunZhang QingxiaNiu Qiaoyun
（The 718th Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation，Handan Hebei 056027）

The shield construction related grouting parameters,construction technology and grouting principle in de?tail,in accordance with the ground building and geological selection of inert slurry or R&D as a slurry grouting mate?rial.At the same time,this paper also introduces some matters needing attention in grouting construction.I hope this research can provide reference for grouting construction.

simultaneous grouting；shield method；process analysis

U455.43

A

1003-5168（2017）08-0080-02

2017-07-02

張恒春（1982-），男，碩士，國家一級建筑工程建造師，研究方向：建筑工程。