顧 杰（上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司，上海 200072)

隨著城市地下空間資源的開(kāi)發(fā)和利用，盾構(gòu)施工技術(shù)在我國(guó)重大地下工程的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。同步注漿是盾構(gòu)施工的一道重要工序，對(duì)控制地面沉降、隧道上浮及穩(wěn)定起著關(guān)鍵作用。同步注漿是指盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，通過(guò)在管壁外進(jìn)行注漿來(lái)填充盾尾空隙的一種工藝。該工藝中用于注漿的特種砂漿稱(chēng)為同步注漿特種砂漿。

在傳統(tǒng)同步注漿漿液使用過(guò)程中，為了控制地面沉降，往往采用了超量同步注漿方法控制地表沉降，一次注漿量是理論量的 200%～250%。抗剪切干粉砂漿俗稱(chēng)厚漿，與傳統(tǒng)漿液有著明顯區(qū)別。完全按照傳統(tǒng)漿液技術(shù)指標(biāo)實(shí)施，不僅起不到有效控制地面沉降的作用，反而容易打破了盾尾密封，造成了盾尾漏漿的情況，地面沉降反而得不到控制。

1 抗剪切同步注漿與抗壓型可硬性漿液的區(qū)別

對(duì)于常規(guī)盾構(gòu)掘進(jìn)來(lái)講，同步注漿材料一般采用可硬性砂漿，在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，根據(jù)地層條件和工程特點(diǎn)選擇合適的注漿參數(shù)，必要時(shí)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整材料配比、凝結(jié)時(shí)間、注漿壓力、注漿量等參數(shù)，以確保注漿效果。以初凝時(shí)間以及早期強(qiáng)度作為漿液質(zhì)量控制核心，根據(jù)理論盾尾間隙，及時(shí)填充漿液來(lái)控制地表沉降以及隧道質(zhì)量。

抗剪切同步注漿漿液與傳統(tǒng)抗壓型可硬性漿液有所不同，主要區(qū)別在于抗剪型同步注漿漿液不再受初凝時(shí)間以及早期強(qiáng)度限制，這種漿液在充填至盾尾間隙時(shí)，不會(huì)迅速凝結(jié)，其控制隧道以及地表沉降的能力并非早期強(qiáng)度，主要是依靠漿液自身的體積質(zhì)量（≥1.9 g/cm3）和抗剪切屈服強(qiáng)度。拌制好的漿液本身呈牙膏狀，具有較高的坍落度，即使擱置 24 h 也能利用，同時(shí)，其抗剪強(qiáng)度會(huì)隨時(shí)間延長(zhǎng)而增大，有利于隧道的穩(wěn)定。

2 漿液拌制施工質(zhì)量控制分析

在現(xiàn)場(chǎng)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，抽查管片注漿漿液，檢測(cè)坍落度、泌水率、密度三大性能指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)漿液坍落度直接影響了隧道施工質(zhì)量。同樣注 3 m3 漿液，坍落度＞16 cm，漿液明顯變稠，地表沉降明顯；同樣注入 3 m3 漿液，密度＜1.9g/cm3，隧道管片姿態(tài)偏差較大，管片錯(cuò)臺(tái)增多。所以，控制好漿液的坍落度以及密度成為關(guān)鍵。漿液坍落度與地表沉降關(guān)系、漿液密度與隧道錯(cuò)臺(tái)關(guān)系見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 漿液坍落度與地表沉降關(guān)系表

圖2 漿液密度與隧道錯(cuò)臺(tái)關(guān)系表

所以，抗剪切同步注漿漿液必須控制漿液坍落度在12～16 cm 范圍內(nèi)、密度＞1.9 g/cm3，才能夠保證地表以及隧道管片的穩(wěn)定。

3 同步注漿的注漿系數(shù) K 值的確定

無(wú)錫地鐵1號(hào)線(xiàn)南延線(xiàn)隧道區(qū)間采用外徑為6.2 m、內(nèi)徑為5.5 m、環(huán)寬為1.2m 的管片襯砌，選用2臺(tái)（Φ6 340 mm）小松土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，根據(jù)刀盤(pán)開(kāi)挖直徑和管片外徑，可計(jì)算出 1 環(huán)管片的空隙量。

理論間隙量：V理=π(R2-r2）L=3.14×（3.172-3.102）m2×1.2 m =1.655 m3

每環(huán)同步注漿的注漿系數(shù)K=V實(shí)÷V理；

因地質(zhì)、盾尾間隙、線(xiàn)形等因素，注漿率有所不同，一般情況下，注漿量取理論注漿量的 100%～140%，并根據(jù)每日地表沉降觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)表和隧道內(nèi)管片沉降觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整每環(huán)的注漿量，過(guò)程中對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行研究（見(jiàn)表1）。

綜上所述：管片脫出盾尾后，一般需要 2～3 d 地表開(kāi)始趨于穩(wěn)定。該同步漿液每環(huán)實(shí)際注漿量 2.8～3.0 m3，超過(guò) 3.0 m3 地表有上抬趨勢(shì)，低于 2.8 m3 地表發(fā)生沉降，地層靈敏度較高。注漿量與地表沉降關(guān)系見(jiàn)圖3。

圖3 注漿量與地表沉降關(guān)系圖

因此，注漿量控制在 2.8 m3/環(huán)可以有效控制地面沉降，注漿系數(shù) K 值得以確定，K = V實(shí)÷V理=2.8 ÷ 1.655 =1.69。

4 結(jié) 語(yǔ)

無(wú)錫地鐵1號(hào)線(xiàn)南延線(xiàn)在施工過(guò)程中，采用了抗剪切干粉型同步注漿材料。該漿液在無(wú)錫市是第一次使用。通過(guò)同步注漿以及監(jiān)測(cè)控制分析，研究了該漿液泌水率以及坍落度控制指標(biāo)?？偨Y(jié)了無(wú)錫地層注漿系數(shù) K 值，有效地解決了地面不均勻沉降問(wèn)題。研究成果在后期盾構(gòu)掘進(jìn)中得到了驗(yàn)證，為更多的隧道工程建設(shè)提供了基礎(chǔ)。