地鐵盾構隧道掘進中的同步注漿施工技術探討

廈門軌道交通集團有限公司，福建 廈門 361007

0 前言

根據現有的工程項目施工經驗可知，地鐵盾構隧道施工是整個工程項目的重點內容，其施工質量影響地鐵項目的后期運行，所以要高度重視其質量。

1 地鐵盾構隧道掘進中的同步注漿施工研究

1.1 同步注漿施工的技術原理

地鐵盾構施工時暗挖法施工的一個分支，采用盾構掘進設備，基本的施工流程包括掘進、組裝管片、注入講題以及盾尾脫出等［1］。在盾構隧道施工階段，同步注漿施工時整個工程項目的重要組成部分，通過注入漿體的方法來穩定管片與圍巖，此時需要根據隧道變形以及地面沉降來確定其中的關鍵指標。

1.2 盾構施工中應用同步注漿技術的目的

在盾構施工中應用同步注漿技術具有重要意義，主要表現為：

（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生，并降低地鐵項目施工對周圍建筑物的影響［2］。

（2）該技術可以保證管片襯砌的整體穩定性，這樣不僅有助于強化盾尾的間隙密封性，也能降低管片上浮等問題發生。這是因為盾尾的間隙可能造成地表沉降，引發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。相應的，在采用注漿技術的情況下可以減少空隙問題，保證了整個結構的密封性，降低管片上浮等問題發生［3］。

（3）同步注漿技術具有良好的防水性能，這是因為地鐵工程施工階段不可避免的會穿越富水層，這就決定了工程項目對于防水也有很高的要求。而注漿技術可以提高盾構施工的防水性，保證了整個工程項目的順利進行。

2 地鐵盾構隧道施工中同步注漿施工技術研究

2.1 工程案例簡介

某市的地鐵工程項目中計劃了兩條地鐵項目，其中左線長度為647.13m，右線長度為647.52m，區間隧道在北端位置進入重疊區，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。

在本次項目中對施工場地做進一步的調查后，發現本地區的地質結構具有顯著特征，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，主要包括粉砂質泥巖、湖相沉積泥巖、泥質粉砂巖等，巖石固結的效果并不理想。

2.2 基本施工方案

2.2.1 地層注漿施工準備工作

（1）在本次項目中，作業人員根據相關技術規范做好準備工作，包括同步注漿施工技術的施工培訓，并詳細介紹本次工程項目的技術交底內容，深化施工人員對關鍵施工技術的了解。

（2）做好相關設備的準備工作，保證注漿臺車、鉆注一體機等設備具有滿意性能，設備做好日常的管理后，在現場檢驗合格。

（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、注漿管等設備到場，并對相關原材料進行抽檢，避免因為原材料性能引發各種質量問題。

2.2.2 鉆機施工

（1）施工期間做到鉆機定位。為了確保鉆注一體設備能夠在隧道全斷面尺寸內進行旋轉注漿，所以本次項目中選擇對裝置前后行程做補償、推移；掘進期間根據已拼裝的管片孔位來調整鉆機的旋轉角度；在鉆機定位之后先回收鉆桿，調整鉆機角度后，轉移到管片預設主兩空位置并伸長鉆桿。施工期間可以根據工程項目施工要求準備各項設備，包括驅動電機、泵站等；在注漿臺車運行期間，采用電機驅動行走的方法。

（2）鉆孔定位。鑿巖機鉆孔定位期間，先通過鉆桿傾斜固定，調整長度后后開始鉆孔。鉆孔根據預設的數據施工即可，針對施工期間的卡鉆情況采用稀泥漿護壁模式。

2.2.3 注漿

本次工程項目中，考慮到地層注漿的主要目的是填充，并增強地層強度，避免隧道盾構施工中出現盾構機沉降等一系列問題。本次項目中，注漿施工的關鍵工藝包括：

（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底部鉆孔注漿，在底部的注漿孔施工結束后，再注漿側墻的注漿孔，最后是頂部注漿。注漿期間采用“W”型的注漿模式（在左側注漿結束后再右側注漿，依次反復），但是可以根據特殊情況進行調整。

（2）注漿方法。本次項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；針對工程中出現的注漿壓力大問題，采用間歇性的注漿模式，間歇的時間間隔為10min，確保漿液能在地層中充分擴散，避免以為注漿壓力過大造成地表隆起等一系列嚴重問題。

（3）注漿參數的選擇。本次項目中注漿參數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物質的分布情況來調整注漿配比與壓力。從最初的工程項目地勘結果中可以發現，項目中所存在的地質主要包括粉質粘土、粉砂巖以及泥巖等，為了確保施工質量，在每個地層的注漿施工階段均根據地層參數來調整注漿壓力。其中的關鍵指標包括：

①注漿量。在同步注漿施工階段，可以先填充空隙，但是為了保障質量應該考慮到跑漿等一系列質量問題所產生影響，其中的關鍵數據計算方法為：

其中Q 代表漿液的注入量，單位為m3；λ 代表注漿率，本次項目所選擇注漿率為180%，其中對于曲線地段位置可以適當提高這一數據，最大不應超過200%；V 代表盾構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依然能夠保持理想的流動性，而這一點在一定程度上造成了注漿施工的不可控性。所以施工人員應注意保證整個同步注漿的配合比具有良好的和易性，可以降低攪拌難度，也能避免出現沉淀、離析等一系列問題。

③具有一定的強度。強度是同步注漿施工的重點內容，在施工期間應該確保漿體在凝固之間具有良好的強度，避免在施工期間出現變形等一系列質量問題，本次項目中混凝土應該確保固體強度在1d 內應該大于等于0.2MPa，28s 的強度大于等于2.0MPa，這樣才能滿足施工要求。

3 結束語

本文詳細分析了地鐵盾構隧道掘進中的同步注漿施工技術問題，從案例工程項目的施工經驗可知，該項目中所采取的各種同步注漿施工工藝滿足地鐵盾構隧道的施工要求，整個工程項目的施工質量得到保證，證明其施工工藝科學有效，值得推廣。