地鐵盾構隧道建設中的同步注漿施工技術探析

李 楊

山東建筑大學交通工程學院，山東 濟南 250101

由于城市地鐵建設的復雜性，盾構法施工在世界范圍內城市地鐵建設中的應用越來越廣泛。然而在盾構法施工中，由于管片及地層中存在空隙，地表沉降狀況頻發，從而對地鐵施工產生威脅，因此盾構施工要特別注意同步注漿技術。因此，文章圍繞同步注漿工藝詳細探討分析［1］。

1 工程概況

某區間隧道線路全長約8.0km。采用土壓平衡盾構施工。盾構機外徑6680mm，管片外徑6400mm，厚300mm，環寬1.5m。隧道頂覆土深度范圍為4.9～20.7m。大部分地下水位位于地鐵結構底板以下，盾構施工時不揭露地下水。其中隧道穿過區間的巖土種類較多，不均勻，性質變化較大；存在黃土、風化巖等特殊性巖土；隧道掌子面穿過巖土層多為粘性土、碎石土；局部為強風化石灰巖，存在明顯的上下軟硬不均問題，隧道圍巖穩定性差，易坍塌或掉塊，施工時需注意。

2 地鐵盾構同步注漿技術原理和作用

2.1 同步注漿技術的原理

盾構施工是暗挖工法的其中一種，是一種集機械、土木、信息、自動化等許多學科為一體的現代化地下工程施工方法。地鐵隧道施工過程主要有隧道掘進、拼裝管片、注漿、盾尾脫出及漿液硬化等重要施工步驟。城市地鐵建設過程中采用盾構施工，既不影響地面正常交通，又能控制地下水滲透、施工噪聲、地表沉降和井口附近的振動，隧道深度對工程造價沒有影響，地鐵建設過程中安全性高。

通過分析盾構隧道的實際施工發現，盾構機刀盤的直徑要比管片襯砌外徑大，當施工步驟進行到盾尾脫離時，地層結構與管片之間就會產生空隙，此時的地層結構沒有支撐，容易產生位移，造成地表沉降，帶來施工隱患，威脅施工安全。因此，采用壁后同步注漿技術可以很好地解決這一問題，降低地表沉降保障施工安全。

2.2 同步注漿技術在盾構施工中作用

（1）同步注漿可以減少盾尾空隙，降低或者減輕地表沉，減少地鐵施工對周圍環境的影響。

（2）壁后同步注漿可以提高襯砌結構的密閉性降低管片問題。通過同步注漿，可以填補盾尾空隙，從而避免管片上浮，降低管片上浮等問題的發生率。

（3）同步注漿技術可以提高結構整體的防水性能，這是由于隧道掘進過程中會穿過地下高壓富水層，所以施工過程中對防水也提出更高要求，而同步注漿可以提高盾構的防水性，保障施工安全。

（4）注漿層可以充當管片結構的加強層，有助于提升隧道結構的整體穩定性。

3 同步注漿技術

注漿就是在巖土結構和管片中的空隙中注入一些漿體，注漿流程的控制要依據隧道變形和地面沉降的有關指標選擇對應的注漿和壓入工藝，這樣的控制要從項目開始直到項目完工為止。

3.1 同步注漿管理

漿體必須具有良好的和易性、防水性和強度要求，施工時要科學規范的注入漿體，漿體的壓力依據地表沉降數據反饋進行適當調整。施工時漿體注入和盾構掘進要同步展開。在盾構施工過程中，要設有專門的人員對注漿過程管理記錄，注漿量和注漿壓力要根據施工過程及時修正。

3.2 同步注漿材料選擇

注漿材料關系到項目的加固能力和防漏水能力是否能夠符合施工設計標準，因此要選用穩定性、流動性和強度達標的材料。常見的注漿材料分為兩種，一種是單液漿，由膠凝物的差異進而劃分為惰性漿和硬性漿兩種。另一種是雙液漿，雙液漿具有強度較弱，填充性優，費用低和不容易發生堵塞等性能，因此要根據具體工程選擇適宜的注漿材料。

3.3 注漿流程

首先在建設過程合理選擇注漿材料，檢查設備。其次要依據工程情況開始置辦漿液。之后進行漿液運輸與儲存。最后在盾構機進行漿液泵送環節并且隨時調整施工參數，修正注漿壓力和注漿量。

3.4 一次注漿技術

一般來說一次注漿就是同步注漿，是在出現空隙的同時將漿體注入。注入方式分為兩種：從注漿管注入；從管片的空隙注入。第一種將注漿管放在盾構外圍，雖然容易導致堵塞，但同步性好。第二種是在管片離開盾尾后進行，同步性差。通常穩定性好的地層采用第二種注漿方式，但實際施工時還要結合實際地層地質條件、盾構直徑和地下水情況來進行選擇。

3.5 二次注漿技術

二次注漿是為了對一次注漿進行補充完善的，主要的目的是：進一步降低間隙率；對漿液收縮而形成的體積變化進行填充；填充提高盾構外圍地層結構的穩定性。前兩個原因所用漿體和一次注漿的漿體相同，最后一個需要選用特殊的化學漿體。

3.6 注漿量與注漿壓力

要想達到好的注漿效果就要對注漿量和注漿壓力精確控制。控制注漿壓力是要在確保壓力合理的情況下，修正注漿量；控制注漿量是要在注漿量達到要求之后調整壓力。施工過程中常采取以下兩種手段：注漿量受地表滲透、掘進線路和漿液類別等的影響很大，具體注漿量很難準確得到；確定注漿壓力時，要依據地質地層的土壓力、水壓力、漿體特性、管片特性等因素綜合判斷，施工人員一根據過往施工經驗控制注漿壓在100～300kN/m2，空隙水壓在200kN/m2左右。但為了確保施工質量，還要依據實際的工程狀況，通過多次實驗確定最優指標。

4 結論

綜上所述，地鐵盾構施工關鍵是注漿技術，它既可控制地表變形，又可以提高隧道整體穩定性與防水性。因此要結合工程實際，選擇合適注漿材料和注漿方式，調整注漿壓力和注漿量的大小，提高施工質量，保障工程安全。