李小龍　劉前桂

（中交四航局第一工程有限公司廣東廣州　510000）

隧道盾構(gòu)施工二次注漿質(zhì)量研究

李小龍劉前桂

（中交四航局第一工程有限公司廣東廣州510000）

在盾構(gòu)施工中，各種注漿加固技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但是在注漿加固理論方面還有待深入研究才能滿足隧道工程實踐注漿的需要，在這一背景下，二次注漿加固技術(shù)得到更大的發(fā)展。本文結(jié)合具體工程實例，就提高盾構(gòu)施工二次注漿質(zhì)量進(jìn)行了研究。

盾構(gòu)施工；二次注漿；質(zhì)量控制

引言

襯砌盾構(gòu)施工二次注漿施工前，項目管理中心要制定一套完整、合理的施工方案。施工過程中人員配備、機(jī)械臺班、原材料供應(yīng)、水電的供應(yīng)都要做好充分的準(zhǔn)備，以及如何確保施工前對隧道控制點(diǎn)的測量精度滿足施工及設(shè)計要求，也要考慮突發(fā)狀況的發(fā)生，比如臨時用電的準(zhǔn)備，作業(yè)環(huán)境的變化等等，以保障整個施工過程的人、材、機(jī)的順利調(diào)度及供應(yīng)，確保施工任務(wù)順利完成。

1　隧道注漿加固理論研究現(xiàn)狀

當(dāng)前我國的隧道工程注漿加固材料主要為水泥以及化學(xué)注漿，兩種注漿材料都有優(yōu)缺點(diǎn)。水泥注漿材料具有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：制造成本比較低廉、原材料的來源相對而言較為豐富、晶體具有非常高的強(qiáng)度，同時漿液配置簡單等；而其缺點(diǎn)主要是：注漿顆粒的粒徑比較大，很難達(dá)到裂縫要求（注漿實體裂縫必須要控制在0.2mm的范圍以內(nèi)）?；瘜W(xué)漿液具有以下優(yōu)點(diǎn)：流動性能優(yōu)異且材料的粘度較低，可以將注漿實體裂縫控制在規(guī)范要求的范圍以內(nèi)；主要缺點(diǎn)是：制造的成本比較高，有毒。

2　隧道注漿加固機(jī)理分析

注漿指的是在機(jī)械設(shè)備的輔助下，把化學(xué)漿液或者水泥漿液注入至工程實體當(dāng)中，從而達(dá)到止水的目的。要想取得理想的注漿加固效果，在工程實際施工之前，就要掌握工程實體的水文地質(zhì)情況，并對地下水運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行合理的分析；掌握到注漿材料的主要特性，并認(rèn)真研究其在工程實體中的流動與擴(kuò)散的相關(guān)規(guī)律。注漿加固理論主要是對漿液在具體工程中的流動規(guī)律進(jìn)行研究，體現(xiàn)出工程注漿工藝與地質(zhì)條件和注漿材料性質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而為巖體工程注漿加固技術(shù)提供科學(xué)的理論參考。地下水的運(yùn)動規(guī)律和巖土中灌注漿液流動與擴(kuò)散規(guī)律比較相似，不同的是其運(yùn)動阻力和地下水相比較為復(fù)雜，流變性方面也存在著差異。漿體的流動性會由于注漿材料性質(zhì)而產(chǎn)生變化。如果使用比較粘稠的漿液來灌注，漿液將會會受到各種壓力以及地層的影響，產(chǎn)生不同的擴(kuò)散方式。

①滲透注漿。粘稠漿液在壓力的作用下會滲入到工程實體裂隙當(dāng)中，這一過程會將巖體裂隙里面的水分與氣體排出，漿液在裂隙當(dāng)中還會凝結(jié)固化，最終實現(xiàn)注漿加固。滲透注漿理論研究條件是工程實體在較小的注漿壓力下結(jié)構(gòu)不會遭到破壞。②壓密注漿。這種方式的注漿主要是利用鉆孔往工程實體當(dāng)中注入濃度比較高的漿液，從而使得工程實體的密度能夠提高。這種形式的注漿比較適合使用于軟弱土層當(dāng)中。③劈裂注漿通常采用壓力相對較高的漿液進(jìn)行裂隙注漿加固，利用壓力擴(kuò)大巖體裂隙可注漿范圍，從而增加漿液也工程實體接觸面積，起到比較好的加固作用。此種形式的注漿在比較發(fā)育的軟弱巖層中能發(fā)揮著比較好的應(yīng)用效果。

3　工程概況

某一隧道項目區(qū)走廊帶位于Ⅱ級構(gòu)造單元鄂爾多斯斷塊東南端的Ⅲ級構(gòu)造單元關(guān)王廟北東向褶帶和Ⅲ級構(gòu)造單元新裂隙兩大構(gòu)造單元上，二者界限是羅云山斷裂，隧趾區(qū)位于關(guān)王廟北東向褶帶，該褶帶位于鄂爾多斯斷塊的東南邊緣，總體表現(xiàn)為南翹北傾的單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀較平緩，傾角一般小于10°，地貌上屬于黃土塬區(qū)，地層主要由第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積濕陷性黃土（粉質(zhì)粘土）及第四系中更新統(tǒng)沖洪積黃土（粉質(zhì)粘土）組成。項目隧趾洞體埋深范圍內(nèi)未見地下水位，隧趾周圍坡麓地帶及沖溝內(nèi)亦未見泉水出露，隧道洞體埋深范圍內(nèi)地層富水性強(qiáng)，洞身地形平坦，地表沖溝發(fā)育，地表水無法沿溝道排泄，在雨季期間，大氣降水集中沿土體孔隙下滲從而形成暫時性孔隙水或包氣帶水，造成洞體內(nèi)產(chǎn)生滴滲水，局部可能形成線狀滴水現(xiàn)象。

4　盾構(gòu)施工二次注漿施工注意要點(diǎn)

二次注漿是以彌補(bǔ)一次注漿缺陷為目的進(jìn)行的注漿。具體作用是補(bǔ)足一次注漿未充填的部分；補(bǔ)充由漿體收縮引起的體積減小；以防止周圍地層松弛范圍擴(kuò)大為目的的補(bǔ)充。

4.1二次補(bǔ)強(qiáng)注漿工藝

在0.3～0.5MPa的壓力下進(jìn)行雙液漿注漿。灌漿前，首先選擇合適的注漿孔，在保證已經(jīng)戴上注漿單向逆止閥后，用電錘轉(zhuǎn)頭鉆透3cm的保護(hù)層，連接水玻璃管和泥漿管道以及三通。注雙液漿，先進(jìn)行純水泥漿注射1min后，打開水玻璃混合注入，最后應(yīng)該增加水玻璃的濃度。一個孔灌漿結(jié)束以后應(yīng)該等待5～10min以后再將注射灌漿頭打開，清晰觀看灌漿后的效果，如果水量過多，應(yīng)該再注入，直到存在較少的水量時才能夠停止注漿，然后將注漿頭加以拆除并對于孔洞以雙快水泥砂漿加以封堵，然后在對于下一個孔洞進(jìn)行注漿。

4.2注漿設(shè)備

小型漿液拌和筒1個

注漿泵1臺（雙液注漿泵）

注漿閥6個

三通1個

50mφ32注漿軟管3條，1條備用

4.3二次注漿注意事項

（1）在注漿之前應(yīng)當(dāng)先對管片加以檢查，確保管片一切正常以后再進(jìn)行注漿。并且在注漿的過程中應(yīng)當(dāng)對管片進(jìn)行跟蹤性調(diào)查，確保其一切正常，一旦發(fā)現(xiàn)存在異常情況應(yīng)當(dāng)及時上報。

（2）在進(jìn)行注漿時需要隨時保證壓力大大小在規(guī)定的0.3～0.5MPa以內(nèi)，不能夠使壓力過低或過高。

（3）如果在注漿的過程中發(fā)現(xiàn)壓力變高，但是注漿的注入?yún)s并不明顯這時很大程度是由于注漿管或者注漿泵存在堵塞，需要及時進(jìn)行清理。

（4）在注漿過程中如果發(fā)生了停機(jī)，應(yīng)當(dāng)對注射泵和管道及時進(jìn)行清洗；在完成注漿以后還應(yīng)當(dāng)確保材料的清理干凈，所有設(shè)備應(yīng)清潔后結(jié)束，并將其全部放回原來的位置。

（5）在注漿前應(yīng)將同步注漿管路的所有球閥全部關(guān)閉。

（6）注漿前應(yīng)查看盾尾油脂腔的壓力，如果壓力過低，應(yīng)適當(dāng)注入盾尾油脂，避免在灌漿過程中發(fā)生泄漏；在灌漿過程中需要確保有足夠的壓力，以避免盾尾發(fā)生泄漏，如果注入過程中發(fā)生泄漏，應(yīng)該停止5～10min，然后重新注入。

（7）在進(jìn)行注漿之前要把所有的注漿孔都打開并帶上注漿頭，在注漿的時候可將注漿頭全部打開放水直到濃漿流出再將注漿頭關(guān)閉。

（8）當(dāng)一個孔注漿完結(jié)以后需要等待5～10mim以后將該注漿頭打開疏通查看注入的效果，要是水依然很大，必須要再一次的進(jìn)行注入，直到水較小的時候才可以終孔，拆除注漿頭采用雙快水泥砂漿對注漿孔進(jìn)行封堵處理，帶上塑料螺堵。

（9）在注一個孔的時候應(yīng)該準(zhǔn)備充足的水泥與水玻璃，注漿必須是連續(xù)進(jìn)行。

（10）在進(jìn)行灌漿的時候，如果在注漿過程中發(fā)現(xiàn)土倉壓力存在著比較大的變化，可以把盾構(gòu)機(jī)往前移動150mm，避免被泥水盾構(gòu)機(jī)的包容。

（11）在注漿階段一旦出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象必須要對注漿泵于注漿管路進(jìn)行清洗。

5　施工質(zhì)量的控制

5.1混凝土試件取樣與留置

隧道二次襯砌二次注漿混凝土的強(qiáng)度等級必須嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計要求進(jìn)行控制。施工過程中要保存混凝土強(qiáng)度試件，試件應(yīng)在混凝土施工地點(diǎn)隨機(jī)抽樣制作，試件的取樣、留置要符合規(guī)范要求。

5.2隧道的襯砌厚度控制

隧道襯砌的厚度要嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行，禁止偷工減料，并杜絕擅自改變隧道厚度的設(shè)計參數(shù)，從而保證其符合規(guī)范及施工要求。隧道應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計參數(shù)開挖，盡量避免超挖，一旦發(fā)現(xiàn)隧道超挖，隨后的超挖回填工作必須符合規(guī)范要求，并確保側(cè)墻基底無淤泥、雜質(zhì)和積水。

5.3“雙縫”的施工措施

“施工縫”、“變形縫”雙縫的處理也是質(zhì)量控制的要點(diǎn)。對于變形縫，宜采用橡膠或橡膠止水帶，止水帶應(yīng)采用整條，如需接長時，其接縫應(yīng)焊接或膠結(jié)。而施工縫一般采用止水帶防水，對于隧道工程，常采用企口凸縫形式。與此同時，在施工當(dāng)中，需要根據(jù)具體的工程，參考其設(shè)計及施工方案進(jìn)行施工。

6　結(jié)束語

現(xiàn)階段，國民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，各種工程項目如雨后春筍般紛紛涌現(xiàn)出來，成就了一派繁榮景象。在隧道二次注漿施工中，混凝土澆筑的好壞直接影響盾構(gòu)施工的整體質(zhì)量與投入使用后的各種性能，因此需要不斷對混凝土二次注漿技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并提高隧道二次注漿混凝土澆筑的質(zhì)量控制，從而提高隧道二次注漿的施工質(zhì)量。

[1]何齊海.盾構(gòu)法隧道二次注漿施工工藝研究[J].山西建筑，2012（08）.

[2]安妮，趙宇，石文廣，孫紅月，朱漢華.水泥-水玻璃雙液漿的特性試驗研究及應(yīng)用[J].鐵道建筑，2011（12）.

[3]王俊淞，馬險峰，李削云.盾構(gòu)隧道雙層襯砌效果的離心模型試驗研究[J].結(jié)構(gòu)工程師，2011（04）.

[4]黎春林.盾構(gòu)施工固結(jié)沉降有限元分析[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報，2011（03）.

U455.43

A

1673-0038（2015）03-0132-02

2014-12-30

李小龍（1984-），男，助理工程師，本科，主要從事工程方面的工作。

劉前桂（1986-），女，助理工程師，本科，主要從事計劃合同方面的工作。