劉志琦

摘 要：同步注漿加固作為地鐵盾構(gòu)隧道的重要施工環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量不容小覷。鑒于此，本文結(jié)合筆者以往地鐵盾構(gòu)隧道施工管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就地鐵盾構(gòu)隧道同步注漿加固施工質(zhì)量的眾多影響因素與相應(yīng)控制措施予以簡(jiǎn)要探討，以期可對(duì)眾地鐵建設(shè)施工同仁有所裨益。

關(guān)鍵詞：地鐵盾構(gòu)隧道;同步注漿加固;施工質(zhì)量控制

1 同步注漿加固施工質(zhì)量影響因素

1.1 漿液質(zhì)量

如若漿液質(zhì)量不能滿足相應(yīng)要求，往往會(huì)導(dǎo)致注漿效果差，從而引發(fā)地面沉降、隧道變形。究其成因主要為：水泥、砂、粉煤灰、膨潤(rùn)土等原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo);或是漿液拌制計(jì)量系統(tǒng)存在誤差造成漿液配比不精準(zhǔn)，致使?jié){液質(zhì)量不達(dá)標(biāo);或是漿液的配比設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致漿液與注漿工藝、周?chē)翆舆m應(yīng)性差。上述問(wèn)題的存在，往往會(huì)導(dǎo)致漿液的流動(dòng)性、填充性、收縮率、加固強(qiáng)度與設(shè)計(jì)存在差異，進(jìn)而導(dǎo)致注漿加固質(zhì)量不滿足要求，無(wú)法發(fā)揮穩(wěn)定管片的作用，致使盾構(gòu)管片掘進(jìn)時(shí)出現(xiàn)上浮或下沉。

1.2 注漿量

盾構(gòu)掘進(jìn)施工中，管片與盾尾脫離后，會(huì)在管片壁后形成環(huán)形的空隙，如若該空隙注漿不及時(shí)、注漿量不達(dá)標(biāo)，則極易導(dǎo)致管片出現(xiàn)不均勻受力、局部變形等現(xiàn)象。其中，若同步注漿量過(guò)小，就會(huì)導(dǎo)致環(huán)形空隙填充不充分，無(wú)法形成有效的支撐結(jié)構(gòu)，在遇到較大擾動(dòng)時(shí)就會(huì)導(dǎo)致地表出現(xiàn)不均勻沉降，進(jìn)而造成路面沉陷、管線破損、構(gòu)筑物沉降等安全問(wèn)題;若同步注漿量過(guò)大，且注漿壓力大于環(huán)形空隙處的靜止水土壓力時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致地表出現(xiàn)隆起、開(kāi)裂等安全問(wèn)題。

1.3 注漿壓力

注漿壓力應(yīng)大于注漿點(diǎn)的靜止水土壓力，但注漿壓力又不能過(guò)高，否則就會(huì)對(duì)掘進(jìn)土體的穩(wěn)定性造成影響，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)土體變形，導(dǎo)致土體發(fā)生隆起，甚至在淺埋地段還會(huì)出現(xiàn)冒漿等質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，注漿壓力過(guò)高還會(huì)導(dǎo)致管片應(yīng)力過(guò)于集中，導(dǎo)致盾構(gòu)管片發(fā)生錯(cuò)臺(tái)、變形，進(jìn)而影響管片的頂進(jìn)姿態(tài)，導(dǎo)致頂進(jìn)出現(xiàn)偏差。此外，若注漿壓力過(guò)低，就會(huì)導(dǎo)致漿液無(wú)法及時(shí)填充、壓注路徑短，使地層間隙的深部無(wú)法得到有效填充，造成管片與漿液包裹體或與土層間存在空隙，在地層應(yīng)力的釋放時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致地表出現(xiàn)沉降變形等問(wèn)題。

1.4 工藝控制

同步注漿施工工藝控制是否嚴(yán)格，直接關(guān)系著同步注漿的施工質(zhì)量。其中，同步注漿過(guò)程中的注漿壓力、注漿量、注漿時(shí)間、注漿速度等各項(xiàng)作業(yè)參數(shù)控制是否合理，均直接關(guān)系著同步注漿的密實(shí)性與均勻性，一旦注漿控制不當(dāng)均有可能會(huì)加大管片及隧道沉降變形的幾率。

2 同步注漿加固施工質(zhì)量控制措施

2.1 漿液質(zhì)量控制

（1）在進(jìn)行漿液拌制材料的選擇時(shí)，應(yīng)結(jié)合盾構(gòu)隧道地質(zhì)條件、施工環(huán)境等予以合理選擇，進(jìn)而有效保證漿液的流動(dòng)性、填充性、收縮率以及固結(jié)強(qiáng)度等各項(xiàng)性能參數(shù)能夠滿足盾構(gòu)隧道注漿加固的施工要求。（2）做好對(duì)制漿原材料質(zhì)量的嚴(yán)格把關(guān)，確保水泥、膨潤(rùn)土、粉煤灰等原材無(wú)結(jié)塊、砂料細(xì)度模數(shù)等滿足標(biāo)準(zhǔn)要求且含泥量不得超標(biāo)，同時(shí)，優(yōu)先選擇質(zhì)量穩(wěn)定、信譽(yù)良好的原材料供應(yīng)商，并在材料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前，按要求對(duì)各類(lèi)原材料的性能、質(zhì)量、規(guī)格等進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對(duì)于質(zhì)量檢查不合格的應(yīng)及時(shí)予以退場(chǎng)處理，確保各類(lèi)原材料的質(zhì)量滿足盾構(gòu)隧道注漿加固的施工要求。（3）適宜、合理的配合比直接關(guān)系著漿液的工作性能，影響著漿液的流動(dòng)性、填充性、收縮率及固結(jié)強(qiáng)度，對(duì)此，在進(jìn)行漿液配比的確定時(shí)，應(yīng)結(jié)合盾構(gòu)隧道的地質(zhì)條件、施工工藝、作業(yè)環(huán)境等，根據(jù)方案要求的配合比進(jìn)行漿液拌制，拌制完成后應(yīng)對(duì)漿液稠度、比重、固結(jié)時(shí)間等進(jìn)行測(cè)定，然后結(jié)合施工實(shí)際對(duì)漿液配比予以優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)而有效保證漿液的各項(xiàng)工作性能能夠滿足盾構(gòu)隧道的同步注漿施工要求。（4）加強(qiáng)對(duì)施工用漿液的檢查、管控，對(duì)于檢查發(fā)現(xiàn)漿液出現(xiàn)固結(jié)、離析、脫水等異常情況時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)進(jìn)行妥當(dāng)處理，且為有效確保同步注漿的質(zhì)量與效果，應(yīng)確保漿液的各項(xiàng)性能滿足如下要求：一是，具有良好的填充性，且不會(huì)流竄至盾尾空隙的其它位置;二是，具有良好的流動(dòng)性，且無(wú)離析、凝固等問(wèn)題;三是，具有良好的收縮率，且滲透系數(shù)不能太高;四是，漿液分離少，以利于進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)送。

2.2 注漿量控制

同步注漿主要是對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，管片與周?chē)馏w的環(huán)形空隙進(jìn)行填充，因此，理論的注漿量應(yīng)為環(huán)形空隙的體積，具體公式為：，其中，V為理論注漿量，L為環(huán)形寬，D1為開(kāi)挖直徑，D2為管片外徑。

然而，由于盾構(gòu)掘進(jìn)施工中，地質(zhì)條件往往較為復(fù)雜，使得掘進(jìn)施工中的實(shí)際出土量與理論出土量會(huì)存在較大的偏差，且依照以往盾構(gòu)隧道施工經(jīng)驗(yàn)，每環(huán)掘進(jìn)的實(shí)際出土量約為95%～110%的理論出土量，同時(shí)，由于受到地層滲漏、掘進(jìn)曲線、漿液類(lèi)別等因素的影響，使得同步注漿的實(shí)際注漿量也會(huì)與理論注漿量存在偏差。因此，在進(jìn)行同步注漿時(shí)，為確保注漿的密實(shí)性及圍巖間隙的充分填充，應(yīng)控制實(shí)際注漿量Q=λV，λ為注漿系數(shù)，根據(jù)不同地質(zhì)條件選取合理的λ值，其中，粘土、粉砂土等滲透較小的地層，注漿系數(shù)λ為1.1～1.3，砂、礫石等滲透較大的地層，注漿系數(shù)λ為1.3～1.5。

當(dāng)然，在進(jìn)行實(shí)際注漿量的調(diào)整時(shí)，還應(yīng)結(jié)合地層滲漏、掘進(jìn)曲線、漿液類(lèi)別等多個(gè)因素予以綜合確定，且實(shí)際注漿量應(yīng)比理論略超，具體超注量可結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件予以綜合確定。整個(gè)注漿過(guò)程中，務(wù)須要嚴(yán)格控制實(shí)際注漿量大小，防止注漿量過(guò)低或過(guò)高而影響盾構(gòu)隧道的注漿加固效果。

2.3 注漿壓力控制

隧道同步注漿時(shí)的壓力值應(yīng)大于該點(diǎn)靜止的水土壓力之和，以確保整個(gè)過(guò)程中做到均勻填補(bǔ)。如若注漿壓力超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，則易造成管片周?chē)耐馏w受到較大擾動(dòng)，而導(dǎo)致后期地表及隧道出現(xiàn)沉降，并形成跑漿、漏漿。如若注漿壓力小于標(biāo)準(zhǔn)要求，則極易因注漿速度過(guò)慢，與盾構(gòu)掘進(jìn)無(wú)法保持同步，從而造成填充不密實(shí)、不充分，也會(huì)導(dǎo)致后期地表及隧道出現(xiàn)沉降變形。對(duì)于注漿壓力的確定，可參照如下公式要求：前期注漿壓力為地層阻力+0.1～0.2 MPa，后期注漿壓力為前期注漿壓力+0.05～0.1 MPa，且注漿壓力應(yīng)不得超過(guò)盾構(gòu)管片螺栓的抗剪能力，在實(shí)際注漿壓力的確定時(shí)，應(yīng)結(jié)合隧道實(shí)際地質(zhì)條件，并經(jīng)過(guò)多次注漿試驗(yàn)論證后確定。

2.4 注漿工藝控制

加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)隧道同步注漿工藝的控制，是有效確保注漿加固施工質(zhì)量的關(guān)鍵。對(duì)此，須從以下幾點(diǎn)入手，切實(shí)抓好對(duì)盾構(gòu)隧道同步注漿工藝的控制：（1）注漿材料準(zhǔn)備。應(yīng)事先準(zhǔn)備好注漿用的各類(lèi)原材，檢查攪拌機(jī)工作狀態(tài)是否正常、注漿管路是否暢通，并確保注漿壓力顯示系統(tǒng)準(zhǔn)確無(wú)誤。（2）漿液攪拌控制。應(yīng)嚴(yán)格依照漿液的配比單及投料順序進(jìn)行拌制，對(duì)于以溶液形式加入膨潤(rùn)土?xí)r，應(yīng)將溶液中的水從配合比用水中予以扣除。（3）漿液運(yùn)輸控制。在運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)適當(dāng)加入緩凝劑，拌制好的漿液自攪拌站運(yùn)輸至盾構(gòu)井下的儲(chǔ)漿罐后應(yīng)及時(shí)攪拌，以防止?jié){液發(fā)生沉淀、離析而影響注漿質(zhì)量。（4）漿液泵送控制。于漿液泵送前，應(yīng)對(duì)注漿壓力、注漿量、注漿時(shí)間、注漿速度等關(guān)鍵參數(shù)予以準(zhǔn)確設(shè)置，并于注漿過(guò)程中隨時(shí)觀察管片變形情況，一旦檢查發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、破損等問(wèn)題，應(yīng)立即停止注漿，調(diào)整相應(yīng)注漿參數(shù)，據(jù)實(shí)予以妥當(dāng)處治，進(jìn)而有效保證同步注漿的質(zhì)量與效果。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，為確保盾構(gòu)隧道的同步注漿加固施工質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)、達(dá)標(biāo)，務(wù)須對(duì)其各關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)予以嚴(yán)抓緊控，落實(shí)規(guī)范施工，把好質(zhì)量關(guān)，以為地鐵盾構(gòu)隧道的順利、優(yōu)質(zhì)完成奠定基礎(chǔ)。

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