地铁盾构区间二次注浆施工技术研究

地铁盾构区间二次注浆施工技术研究

古茂祥

粤水电轨道交通建设有限公司510610

摘要：二次注浆技术在地铁盾构区间施工中有广泛应用。本文以具体地铁工程为例，从开孔、泥浆配比、灌注施工、管片固定、技术要点等方面阐述了此技术的具体应用，以期为从事相关行业的人员提供参考。

关键词：地铁盾构区间；施工技术；二次注浆

引言：在地铁盾构区间施工过程，使用二次注浆技术可解决施工过程产生的管片不牢、渗漏、沉降量过大等问题。使用二次灌浆的施工方式，在隧道盾构中形成一个防水墙，提升隧道的防水性能。同时合理控制盾构部分，防止路面大幅度沉降，保障结构安全。

1工程概况

本工程为城市轨道土建施工项目，地铁盾构区间长度3190m，穿越河流的隧道长度为1650m。施工过程使用外径Φ12.2m的盾构环片，内径Φ11.0m，厚度为500mm。工程隧道外径长12.2m，曲线半径最小长度700m。为保障区间盾构施工质量，采用二次注浆技术，按照沉降数据，在盾构内进行二次注浆[1]。

2二次注浆技术在地铁盾构区间的应用

2.1开孔施工

在工程开孔施工过程，应按照隔环开孔对管片的二次注浆位置进行开孔，当相邻环产生沉降幅度过大或者漏水问题时，可不使用隔环开孔方式。在安装球阀时，要按照地层实际情况，可分别使用不同的开孔方式。其一，使用穿吊装孔方式，之后安装球阀，最后在管片位置的后方注浆。其二，先将吊装孔打穿，之后安装小导管，将球阀安装完成，之后在深层土内灌浆。

2.2合理配比泥浆

在施工过程，应用二次注浆的材料要根据隧道的实际埋深以及地下水位情况，常选择单液浆与双液浆。在配置单液浆时，可选择＞C42级别的水泥。根据沉降情况以及漏水情况等可采取1:1、0.5:1、1.5：1等比例。灌浆时要注意随时搅拌，同时为保障泥浆初期强度，可在配置过程添加早强剂。在配置双浆液时，通常使用模数为2.5~2.8的水玻璃，浓度控制在35~40之间。水玻璃和水泥比例选择1:1.5，配置过程在水泥中慢慢注入水玻璃，并均匀搅拌。在泥浆配置结束之后，应保障满足以下几点施工要求。（1）在二次灌浆过程不会产生离析问题；（2）泥浆本身流动性良好，利于施工过程注浆；（3）灌浆结束之后，浆液产生体积形变量小，凝固之后不易收缩；（4）泥浆防水性能较高；（5）灌浆结束之后，混凝土强度要超过土层强度。此外，在注浆环节，应合理控制注浆压力，保障压力值处于0.15~0.20MPa之间，防止干扰土体稳定性。在1m3的浆液当中，应掺入5.0kg润滑土，保障注浆过程的连续性。

2.3注浆流程

本工程使用同步注浆与二次注浆互相结合的施工方式，在硬岩地段的盾构施工，使用背后注浆方法，结合盾构强度，合理调配浆液，保障其离析度与粘稠度等指标符合施工要求，控制其凝胶时间处于5~12h之间。一旦地下水位较高时，应适当将凝胶时间缩短。在黏土层、风化岩层位置的施工，由于其稳定性能弱，可使用盾构注浆方式，浆液的选择上单浆液、双浆液都符合，这时要将浆液的凝胶时间缩短到5~7h，使用同步注浆方式时，注浆压力处于0.16~0.21MPa，一旦管片的局部地区产生漏水问题或者出现不均匀的沉降问题时，立即采取二次注浆施工，将注浆压力调整到0.16~0.25MPa之间，必要时可使用加固地层的方式对二次注浆进行辅助。地下水位较高时，在施工工程要保障阻水迅速、填充迅速，浆液粘稠度高，不产生离析现象，同时具有较强的保水性能，凝固的时间较短，控制其凝结时间在4~5小时。盾构始发、到达位置的施工，应保障泥浆凝结时间短，这样才可在地层填充过程使浆液迅速凝结，达到所需强度，同时还能保障开挖位置的安全，以免在投入使用之后洞口位置产生漏浆的问题。当二次注浆和盾构尾部的距离较短时，对管环位置的固定越精准。但实际上，距离过近又会导致浆液注入到盾尾部分以及注浆、排浆口等位置时，使盾构尾部的密封性受到破坏，将注浆管道隔断。对此，本工程在双液注浆孔的位置设置上，控制孔位和盾构尾部的位置处于4~6环，并在此范围之内的管片当中选择最佳位置。对于地下水量特别大的施工位置，应在施工过程封堵地下水。此时，可将浆液初凝时间缩短至5~15min，还可使用含有水玻璃的双浆液进行灌注。

2.4管片固定与防水

为控制施工过程产生的管片上浮问题，可使用二次注浆在围岩和管片中间形成结块，在同步注浆环节浆液未完全凝固前，将结块嵌入其中，可有效避免管片发生上浮的问题。在双浆液的压力方面，要控制在2.2MPa之内，初凝时间缩短至20s。在防水方面，应根据隧道内的渗漏情况合理选择灌浆压力，隧道的硬岩路段、渗漏严重位置使用双浆液，将初凝时间控制在5~10min，配置泥浆的水灰比为1:1.5。

2.4技术要点

在二次注浆施工过程，应保障施工符合相关标准：在灌浆结束后，当灌浆压力和设计压力相符之后，才可停止灌浆，要保障注浆量和设计相符，按照监测情况对是否要持续注浆作出判断。施工过程使用分析法，对灌浆压力、灌浆量、灌浆时间进行监测，按照结果做好各项控制。保障地表沉降量处于-3~1cm范围内，降低管片外部产生漏水的概率。在施工过程还应注意以下技术控制要点：（1）通过详实的配比试验，对注浆材料科学配比，施工之前落实对压力表的检测，禁止超压灌浆；（2）按照二次灌浆的施工设计，使用规范的流程，保障施工质量；（3）按照隧道洞内的管片产生的衬砌形变量，结合周围建筑物和地面之间的形变检测结果反馈信息，完善施工流程，使用合理的注浆参数；（4）落实灌浆设备保养与维修，保障材料连续供应，确保二次灌浆顺利施工；（5）施工过程重点对灌浆孔密封严实，有效控制其渗漏情况，保障施工质量[2]。

结论：总而言之在盾构施工过程，二次灌浆属于重点施工工艺，合理控制施工流程可补充前期注浆环节产生的不足之处，维护工程周围环境安全。在此工艺的规范应用下，可降低地面沉降问题，预防隧道产生的渗漏情况，为工程质量的提升提供保障。

参考文献：

[1]苏涛.地铁隧道盾构施工风险分析与控制措施[J].硬质合金,2019,36(02):171-176.

[2]段继锋.地下暗涵邻近管廊近距离上穿地铁盾构区间施工关键技术研究[J].施工技术,2018,47(18):76-80.