尚 興

(大同煤礦集團，山西 大同 037003)

1 概述

近年來，城市人口急劇增長以及城市用地日趨緊張，這都對城市交通提出了越來越高的要求，交通擁堵、噪聲污染等問題也逐漸影響著人們的生活環(huán)境，因此各個城市開始大力發(fā)展地下交通工程。在城市地鐵的建設(shè)發(fā)展中，盾構(gòu)法因其具有的機械化程度高、施工速度快、對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點逐步成為主要的施工方法[1]。雖然盾構(gòu)法在這些年的施工實踐中已形成了一套較為完善的技術(shù)體系，但是依然存在一些施工工藝中的問題而引起地層產(chǎn)生較大位移，影響周圍地下管線及構(gòu)筑物等問題[2]。盾構(gòu)法施工過程中，隨著盾構(gòu)機的每一步推進(jìn)，預(yù)制好的襯砌會在盾構(gòu)機內(nèi)完成拼裝，從盾尾脫出，由于盾構(gòu)機外殼厚度的影響，會形成盾尾間隙[3]。其存在會使周圍土體處于無支護(hù)狀態(tài)，進(jìn)而造成較大的地面沉降，影響地表穩(wěn)定性以及周圍地下管線及構(gòu)筑物的安全。

盾構(gòu)隧道同步注漿是解決盾尾空隙這一問題的重要的解決方法，同步注漿的原理就是通過襯砌環(huán)上預(yù)留的注漿孔向盾尾空隙內(nèi)注入具有適當(dāng)?shù)脑缙谝约白罱K強度的材料，并根據(jù)預(yù)定的方法，保持一定的注漿壓力和注漿量，以彌補隧道開挖造成的土體損失[4]。從理論上來說，這樣對周圍土體造成的擾動最小，但是在實際施工過程中，往往由于周圍地層或巖層條件較為復(fù)雜，以及施工工藝等問題造成注漿壓力或者分布模式不理想，從而導(dǎo)致注漿不良，進(jìn)而引發(fā)一些其他問題，影響施工效果，嚴(yán)重甚至影響地表及周圍地下管線和構(gòu)筑物的安全。

2 同步注漿施工過程中存在的問題及原因

1)由于注漿漿液材料配比不合理或者材料本身問題導(dǎo)致在盾構(gòu)機掘進(jìn)的過程中注漿效果不理想，進(jìn)而導(dǎo)致地表發(fā)生較大沉降量，影響地表建筑及地下管線、構(gòu)筑物的安全。產(chǎn)生這一問題可能是注漿漿液的配合比不合理，導(dǎo)致漿液的力學(xué)性能不符合注漿施工工藝以及周圍地層條件的適應(yīng)性要求，同時導(dǎo)致注漿漿液不符合施工要求也有可能是原材料質(zhì)量不合格的原因，或在運輸、儲存過程中出現(xiàn)了問題，比如在運輸過程中漿液已經(jīng)發(fā)生離析、沉淀的現(xiàn)象等原因，以影響注漿漿液的拌和計量標(biāo)準(zhǔn)和配合比產(chǎn)生一定的誤差，最終導(dǎo)致成型漿液不符合要求。

2)隧道上方地層沿隧道開挖縱軸線方向產(chǎn)生過大沉降，引起地面產(chǎn)生大范圍區(qū)域性沉降變形，影響地面的建筑物安全和道路的正常使用。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能有：盾構(gòu)機在進(jìn)行施工時，未按設(shè)計方案要求進(jìn)行同步注漿，即注漿不及時或者注漿量不足等原因?qū)е伦{效果不理想，造成沉降；在注漿過程中，如果注漿壓力過大，注漿漿液可能會滲透周圍土層，甚至產(chǎn)生地面冒漿等不良現(xiàn)象，由此造成注漿量不足，導(dǎo)致地面產(chǎn)生較大沉降；當(dāng)漿液凝固后，如果注漿層的強度不能達(dá)到設(shè)計要求，則無法彌補土體的卸荷，造成地表過量沉降；同時，在注漿過程中，由于工藝精度等問題造成的注漿壓力不均勻、不連續(xù)，導(dǎo)致區(qū)域性注漿不合理甚至對周圍地層造成擾動而導(dǎo)致沉降量過大。

3)選取單液注漿方案，在進(jìn)行同步注漿施工時，注漿管堵塞，發(fā)生注漿量不足，無法進(jìn)行有效注漿，甚至發(fā)生注漿管爆裂的現(xiàn)象，迫使施工暫停，影響工程進(jìn)度以及已開挖面的注漿效果。產(chǎn)生這一問題的原因有：在施工過程中，由場外原因?qū)е率┕ね醇皶r清理注漿管中的殘留漿液而導(dǎo)致這部分漿液凝固硬化，造成管道堵塞，無法重新使用；在漿液配比中，未仔細(xì)考慮含沙量，造成含沙量過大而隨著注漿逐漸沉淀在注漿管中，引起擁堵；同步注漿管的三通部位在注漿過程中有部分漿液殘留，凝固后導(dǎo)致漿液管擁堵。

4)選取雙液注漿方案，在進(jìn)行同步注漿施工時，注漿管堵塞，發(fā)生注漿量不足，無法進(jìn)行有效注漿，甚至發(fā)生注漿管爆裂的現(xiàn)象，迫使施工暫停，影響工程進(jìn)度以及已開挖面的注漿效果。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因有：施工過程中，注漿管清洗不及時，殘留漿液凝固后造成堵塞，影響施工進(jìn)度及注漿效果；注漿的兩種漿液的注漿泵壓力不匹配，導(dǎo)致壓力較高的那部分漿液注入到壓力較低的漿液中，導(dǎo)致注漿管內(nèi)發(fā)生漿液凝固，從而造成堵塞；當(dāng)注漿漿液管中有支管時，因清洗較麻煩而導(dǎo)致清洗不仔細(xì)，殘留漿液清洗不完全而導(dǎo)致漿液凝固堵塞管路。

3 同步注漿施工過程中問題的對策

3.1 注漿漿液材料、配比問題對策

在注漿漿液的配制過程中，應(yīng)該綜合考慮盾構(gòu)機的形式、注漿的形式、周圍地層條件等因素，根據(jù)安全控制標(biāo)準(zhǔn)以及符合經(jīng)濟效益最大化等進(jìn)行漿液的材料配合比設(shè)計，在設(shè)計完成后，應(yīng)按照設(shè)計方案對漿液配比進(jìn)行試驗檢測，達(dá)到施工所需的性能后方可使用；此外，在漿液計量器具的設(shè)計方面，首先應(yīng)該考慮的是計量的精確性，在保證精確性滿足合理要求的情況下，可以設(shè)計相對較簡單的計量器材，同時，對這些計量器材進(jìn)行定期的維護(hù)檢查，保證其使用壽命，每次使用前都應(yīng)檢查校準(zhǔn)計量器準(zhǔn)度，如果準(zhǔn)度出現(xiàn)誤差，應(yīng)及時進(jìn)行校準(zhǔn)；在漿液材料方面，應(yīng)從采購、運輸、儲存等方面保證原材料的質(zhì)量，并定期對材料進(jìn)行抽檢，以確保其質(zhì)量；由于漿液在攪拌機中經(jīng)常會有材料，或由于周圍環(huán)境的改變等原因，應(yīng)經(jīng)常對攪拌機進(jìn)行維修保養(yǎng)和漿液殘留清洗，以保證每一次的攪拌都能夠不破壞現(xiàn)有漿液的材料配合比，保證材料的穩(wěn)定性；在選擇注意漿液的輸送方式時，應(yīng)根據(jù)漿液具體的狀態(tài)來選擇合適的漿液輸送方式，在選擇用管路進(jìn)行漿液輸送時，應(yīng)該綜合考慮管道的長度和直徑，在選擇用攪拌車進(jìn)行輸送時，應(yīng)綜合考慮攪拌時間和攪拌車的性能，以確保漿液的穩(wěn)定性；在漿液配制完成后，以及漿液在運輸完成后，應(yīng)對漿液進(jìn)行性能檢測，以確保施工的順利進(jìn)行。

當(dāng)在配制或者運輸過程中出現(xiàn)漿液質(zhì)量不合格時，應(yīng)對漿液進(jìn)行重新配制，不能繼續(xù)使用質(zhì)量不符合施工要求的漿液，如果在實際施工過程中發(fā)現(xiàn)漿液配合比與現(xiàn)場條件不相符的情況，應(yīng)及時調(diào)整漿液配合比，如果運輸設(shè)備或者注漿設(shè)備出現(xiàn)問題，應(yīng)進(jìn)行及時更換或維修，以保證漿液的質(zhì)量。

3.2 隧道開挖縱軸線方向地表變形過大

在進(jìn)行方案設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)以往相似工程的施工經(jīng)驗，綜合考慮地層條件對注漿壓力和注漿量進(jìn)行設(shè)計，在施工時也應(yīng)注意注漿的同步性，以確保注漿達(dá)到預(yù)期的效果；在進(jìn)行注漿時，應(yīng)保證注漿的均勻性，同時還應(yīng)考慮盾構(gòu)機的掘進(jìn)速度，應(yīng)根據(jù)盾構(gòu)機的施工速度合理設(shè)置注漿速度，保持其適應(yīng)性；在注漿過程中，由于施工擾動較大，所以應(yīng)特別注意注漿壓注的強度，保證注漿強度的合理性；在盾構(gòu)機進(jìn)行掘進(jìn)時，應(yīng)同時、均勻、經(jīng)常性的壓注盾尾密封油脂，以保證盾尾鋼絲刷的使用功能。

在注漿過程中，應(yīng)注意監(jiān)測地表沉降變形量值，根據(jù)沉降的大小變形規(guī)律及時調(diào)整注漿量、注漿大小和注漿部位，如果出現(xiàn)沉降量較大的部位，可以采用補壓強的措施來彌補；施工過程中還應(yīng)注意檢查盾尾的情況，對于損壞的盾尾應(yīng)及時維修或者更換，或者采用盾尾內(nèi)墊海綿的方法來進(jìn)行堵漏，如果是注漿口離盾尾太近而引起的盾尾漏漿，可采用從襯砌環(huán)上進(jìn)行壁后注漿的方法，減少漿液滲漏。

3.3 單、雙液注漿漿管堵塞問題的對策

在盾構(gòu)機暫停掘進(jìn)的時候或者停工期間，應(yīng)及時對注漿管進(jìn)行清理疏通，可使用漿液打循環(huán)回路，以此來避免注漿管中漿液殘留凝固引起注漿管堵塞；漿液拌和的過程中除了要注意配合比的合理性，還需要注意攪拌的充分性；定時清理漿管，清理后的第一個循環(huán)用膨潤土泥漿壓注，使注漿管路的管壁潤滑良好；此外，在清洗注漿管的過程中，還應(yīng)注意將橡膠清洗球去除，否則更容易造成注漿管的堵塞；注意調(diào)整注漿泵的壓力，對于已發(fā)生泄漏，壓力不足的泵及時更換，保證兩種漿液壓力和流量的平衡；對于管路中存在分叉的部分，清洗球清洗不到，應(yīng)經(jīng)常性用人工對此部位進(jìn)行清洗。

4 結(jié)語

隨著城市地下交通的快速發(fā)展，越來越多的地鐵線路開始建設(shè)，同時帶來的是不同地層條件及周圍環(huán)境所引起的施工問題，尤其是在盾構(gòu)法施工過程中壁后注漿中存在的問題，它直接影響到地表沉降變形，進(jìn)而影響到周圍建筑物的安全。盾構(gòu)隧道施工同步注漿的問題較為多樣，主要包括漿液配合比或材料本身的問題、由于注漿壓力或注漿量不合適引起的地表沉降變形過大以及單、雙液注漿管堵塞甚至爆裂等問題。對于這些問題，應(yīng)從注漿材料的采購、運輸、配制過程出發(fā)，保證漿液配制的安全性和穩(wěn)定性，同時在注漿施工過程中，應(yīng)綜合考慮盾構(gòu)機的施工速度、周圍地層的變形情況等條件，及時調(diào)整注漿壓力和注漿量，定期檢查施工設(shè)備，以確保同步注漿達(dá)到理想效果，保證施工的順利進(jìn)行。