地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术

地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术

王阳明

中铁第一勘察设计院集团有限公司， 陕西 西安 710043

摘要：如今在地铁施工中对于盾构法的应用是相当普遍的，这是由于这种施工技术的施工效率是非常快的，而且对环境的影响也很小。实践研究显示，盾构机振以及刀盘切削都会对岩体产生不同程度的影响，而且因为它与管片是存在缝隙的，所以可能导致地表出现沉降，这样就会有安全隐患。所以，必须在进行施工的时候通过进行壁后注浆来提供安全保障，这是非常重要的一道工序。

关键词：地铁；盾构隧道掘进；同步注浆施工技术

引言：我们的社会正在不断的发展，城市地下交通体系发展速度也非常快，很多城市都在进行着地下交通的建设。进行地下交通建设，经常都会采用盾构法进行施工，这样能够尽量降低对于周边环境的影响，提高施工的效率。而盾过施工的过程中我们发现，盾构机振动以及刀盘切削容易影响到岩体结构的稳定性，同时由于管片和岩体间有缝隙，地表就可能下沉，这样就会带来安全隐患，所以在采用盾构法进行施工的时候，就需要进行岩壁后侧的注浆施工，通过这样的措施来保证施工的安全与质量。

1地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工研究

在进行地铁施工的时候，通过对于盾构掘进设备的应用，能够有效地提升施工的效率，进行盾构施工时，主要的工序就是先进行掘进，然后是组装管片，还需要进行注浆等。同步注浆对于盾构施工来说是极为关键的一道工序，通过进行注浆可以稳定掩体结构，保证施工的质量与安全，在进行施工的时候，一定要严格地监督隧道的变形与地表结构下沉等情况，对施工中的各项指标进行综合的分析，然后采取有效的措施进行处理^[1]。

1.2盾构施工中应用同步注浆技术的目的

在进行地铁隧道挖掘的时候，注浆是非常重要的一项技术，需要将同步注浆系统和盾尾内部的注浆管道进行连接，随着盾构机的前进，通过其盾尾的孔隙进行注浆，它的作用有下面几点：

一，可以对盾尾的间隙进行填充，防止地面出现沉降影响其结构稳定性。在进行盾构施工的时候，通常就会形成盾尾间隙，一旦地表结构不够稳定的话，就可能出现结构变形，地表下沉的问题。而采用同步注浆技术就能够及时地及时地填充盾尾的间隙，还能够加固岩体结构，防止地表结构下沉^[2]。

二，能够使作为填充更好的效果，能够使盾尾间隙填充有更好的效果。如果效果不好的话，就会对地表结构的稳定性产生不良的影响，那么管片结构就可能发生移动，而之所以会出现这样的情况，通常是由于管片的浮力超过了它的自重，这时候盾尾的管片就可能出现上浮。因此进行同步注浆就可以加固管片衬砌结构，结构变得稳定，也就不容易出现管片上浮的问题^[3]。

三，能够起到防水的作用。很多地铁隧道工程在进行施工的时候都要通过高压水地层，因此在施工的时候必须要做好防水处理，要进行多道防线的设置。通过进行地层超前预注浆就可以填充孔隙防，防止地下水进入，其他的防水措施还有喷射防水砂浆，设置塑料防水层以及盲沟等，都有助于提高防水的效果。同步注浆就是防线设置的重要环节，其防水效果也是非常突出的^[4]。

四，可以建立隧道衬砌层，使结构变得更加的稳定。在进行隧道施工的时候，嗯应该对管片衬砌结构进行处理，使其和岩体结构构成整体，如此结构才更加的稳固。采用同步注浆法填充缝隙就能够将趁气结构和掩体结构连接起来，结构质量更高，施工也会更加的安全。

1.3项目概况

我国某城市地铁9号线一期第10座车站，区间总长1005.62m。其中正线线路最小曲线半径为342m；线间距为12～15m；最大和最小覆土埋深分别为17m、10m。采用盾构法施工穿越的地层主要有风化岩泥层与密实、中密、稍密卵石层^[5]。

2地铁盾构隧道掘进中的同步注浆与二次注浆

2.1同步注浆的实施

采取同步注浆措施，目的就是避免出现地面沉降问题，对管片圆环与盾构间的缝隙进行填充，这也是盾构掘进非常重要的一项工作。所使用的浆液必须要有良好的渗水性以及和易性，要选择合适的时机，均匀地进行注浆，要根据地层变化以及压浆的压力值对注浆的量进行调整，通过盾尾注浆管进行填注。根据以往施工的经验以及该施工区域的实际地质条件，本次注浆采用的浆液是水泥砂浆，对于一些特殊路段还需要采取双浆液，注浆的压力为0.4～0.6MPa，要同时进行绝境以及压浆，对于压力值，压入的数量以及地点等都要进行详细地记录，并且还要随时检测地层情况，如果有变形，必须要马上做出调整。

2.2确定同步注浆配合比

在本次同步注浆中主要使用的材料就是单浆液，在填入以后，他还会保持一定时间的流动，这样就很难对注浆的结果进行控制，有些位置可能并不能得到补充。而且由于是进行地下施工，所以，浆液还会受到地下水的影响，可能会被地下水稀释。特别如果施工区域的地下水比较多的话，还可能导致浆液发生离析的情况，这时候注浆的强度就会下降，难以凝结，影响注浆质量，无法为上层结构足够的支撑，那么就可能产生过度沉降问题。所采用的浆液必须要满足下面几项要求：一，要有良好的和易性，这样才比较容易进行搅拌以及运输，不容易产生沉淀或离析的情况。二，收缩率要比较小。就算浆液凝结，也不会出现太大的体积收缩情况，避免出现地表变形，通常要求浆液的固结收缩率应该在5%以下。三，要有一定的强度。浆体在凝结前就必须要有一定的强度，防止地层下沉。要求一天后固结体强度不小于0.3 MPa，28天后，不小于2.0MPa。四，要有适当的固结时间。要求首凝时间也比较短，这样就会出产生浆液的流失，还要有足够长的最后凝结时间，让浆体能够长时间处于塑性状态，避免其对盾尾装备造成损坏。通常情况下要求凝固时间在4~10小时左右。应该尽量先进行预试验确定最佳的配合比，对凝固时间进行控制。

2.3注浆材料和浆液配比

结合盾构地段的地质特性、盾构机械方式来设置注浆材料配比。具体为：（1）减水剂∶膨润土∶粉煤灰∶中砂∶水∶水泥=1.67∶83∶316∶1179∶585∶215；（2）膨润土∶粉煤灰∶中砂∶水∶惰性浆液=2.7∶43∶376∶1350∶3∶45。

3注浆步骤

3.1预备工作

必须要先将需要使用的注浆材料都准备好，对有关设备进行检查，要确保压力系统有良好的状况。

3.2浆液搅拌工作

本次工程选择的搅拌站是在名蛙车站附近的，进行的搅拌速度为搅拌速度25m3/h。

3.3浆液储备和运输工作

通过专门的运输车运送浆液，然后利用砂浆泵传送进盾沟机的储浆罐内，并进行搅拌。再使用以前对于储浆罐以及运输车都要进行清理，必须做到干净，清洁。

3.4浆液泵送

采用同步注浆系统，通过两台注浆泵同步对四个加注口进行注浆，工作人员需要设定好参数，准确地控制注浆量以及注浆速度。

3.5设计参数

进行注浆以前必须要先确定相关的参数，在注浆过程中也要进行严格的控制，这样才会有比较好的注浆质量，防止地表沉降问题的出现。如果水土压力都比注浆压力小的话，通常为1.11～1.14Pa。在进行注浆的时候，会出现浆液的流失，因此注浆量应该在理论值的1.4~1.7倍左右。并且一定要控制好注浆的质量，要根据掘进的速度调整注浆速度。确保注浆量以及注浆压力都符合施工的要求，才能够完成注浆工作。

结束语：通过进行注浆处理能够改善地形变化的问题，能够提高隧道的安全性、防水性。在进行地铁隧道的盾构作业的时候，必须要充分考虑实际的条件以及情况，还要结合着造价管理的要求，进行注浆材料施工工艺的选择，要确定合理的施工参数，同时对作业期间的各项数据都要进行详细地记录，随时观测注浆的情况，根据需要对注浆的压力以及量进行调整，一定要保证注浆的质量，这样才可以为地铁施工提供安全保障，提高整体工程的质量。

参考文献：

[1]刘富强.同步注浆施工技术在地铁盾构隧道掘进中的应用[J].工程技术研究,2021,6(07):118-119.

[2]林正.地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术探讨[J].江西建材,2020(03):117-118.

[3]贾建平.地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术[J].工程技术研究,2019,4(18):39-40.

[4]李俊超.成都地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术[J].四川建材,2019,45(08):139-141.

[5]何伟.地铁盾构隧道掘进中同步注浆施工技术[J].城市住宅,2019,26(06):193-194.