盾构洞门水平深孔注浆加固

万海亮

摘要：郑州轨道4号线土建08标航海东路果园南路站区间主要穿越地层有粉质粘土、黏质粉土、层细砂，且大多位于水位线以下。本文结合工程实际施工情况，介绍区间盾构施工场地布设、盾构掘进渣土改良以及富水砂层中接收的相关施工技术与注意事项，为类似工程提供参考。

关键词：盾构接收 ；水平深孔注浆

中图分类号：TU34 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0065-01

1 引言

一般情况下盾构机在始发和接收之前，需要破除洞门范围内始发、接收井的围护结构，且凿除耗时较长，风险较大；通常采用旋喷桩、搅拌桩或冷冻法对区间端头进行加固，以减少洞门凿除及盾构始发、接收的风险。但是一些区间端头所处位置由于交通导改难度大，或地下管线影响，或地处高标贯砂层旋喷桩效果不良等，在此情况下有必要采取水平注浆的防水对洞门进行补充注浆，或直接采用水平深孔注浆以替代常规端头加固方式，既可以有效封堵地下水位，加固洞门周围土体，又不受交通导改困难，管线迁改等影响。

2 洞门水平深孔注浆加固

2.1 基本情况

航海东路站～果园南路站区间盾构端头加固设计采用φ850@600三轴搅拌桩进行加固，加固前在加固区两侧各1m处布置备用降水井，并在加固区与车站围护结构之间打设一排φ800@550三重管旋喷桩以隔断渗水通道。鉴于航～果区间盾构接收端埋深较大，水位较高，且以细砂、粉质黏土为主，且航海东路站在开挖期间出现透水现象，因此为减小洞门凿除及盾构接收过程中的风险，项目部决定在原端头加固基础上对接收洞门进行水平深孔注浆加固，以确保洞门凿除及盾构接收的安全、顺利进行。

2.2 孔位布置及水平注浆加固范围

1）纵向加固长度为6m；

2）径向加固范围为整个洞门，外侧一周孔位距离外边沿30cm，向隧道外围预设约11°（2m）、6°（4m）、4°（6m）的偏角；内侧一周孔位距离外边沿80cm，向隧道外围预设约30°（2m）、15°（4m）、10°（6m）的偏角，根据以往相类似施工经验径向最远加固范围在隧道边线以外约3m内土体能够得到有效加固。

施工时先在接收端洞门范围内打设探孔，察看实际地质情况以及渗水情况，必要时可对纵向加固范围及孔位间距进行适当调整，以确保水平注浆加固质量。具体加固范围如图所示：

2.3 浆液配置

该注浆采用无收缩双液注浆，具体浆液性能如下图所示。

无收缩注浆液属于安全性、高渗透性的注浆材料，固结硬化时间可根据实际工程需要进行调整。

A液=水玻璃（45Be〃）：水=1：1

B液=磷酸：水=1：15

C液=水泥（42.5R普通硅酸盐水泥）：水=1：1

A液（水玻璃溶液）：B液（磷酸溶液）=1：1

A液（水玻璃溶液）：C液（水泥浆液）=1：1

注浆时，可根据现场实际情况选择A液+B液（化学双液浆）或A液+C液（水泥水玻璃双液浆）适当调整配合比，以增加可灌性和堵水性能，提高止水效果。

2.4 无收缩注浆液特点

①固结硬化时间容易调整，设计硬化时间长的注浆液也具有很高强度。

②渗透性良好，特别是对微细砂层的渗透性優易。

③地层中有流动水的情况下也具有很强的固结性能，浆液不易溶解，具有止水效果。

④浆液强度、硬化时间、渗透性能可根据现场实际需要调整。

⑤浆液不流失、固结后不收缩，硬化剂无毒，对地下水无污染。

2.5 注浆

在注浆时应遵循”先外圈后内圈，同一圈先上部孔后下部孔、间隔跳孔，逐渐加密，先注无水区，后注有水区”的原则。

2.6 注浆效果检验

注浆施工结束后，一般通过打探孔来检查是否还流水，如达不到掘进要求需进行补充注浆。

3 盾构接收其他准备工作

3.1 盾构姿态与洞门复测

盾构贯通之前测量人员按照相关规范要求对洞内控制网、盾构机姿态、管片姿态及洞门实际位置等进行复测，同时加强盾构机姿态控制，确保隧道顺利贯通。

3.2 应急物资、设备准备

根据安全专项施工方案及应急预案要求，充分准备洞门凿除及盾构接收的相关应急物资及设备，主要有棉纱、木楔、棉被、沙袋、编织袋、铁揪、方木、双快水泥等。

机具设备主要有导链、扳手、水泵，夜间照明灯具、汽车吊、灭火器等。

3.3 盾壳外侧注发泡剂

洞门凿除之前，为防止地下水顺着盾壳与土体之间的缝隙涌出，水平深孔注浆完成，洞门凿除之前，通过中盾内一周的脱困注浆孔往盾体外侧注聚氨酯发泡剂，在盾壳与土体之间形成封闭的止水环。

3.4 洞内最后 10 环掘进及管片拉紧

最后阶段推进过程中，刀盘在加固体以半仓模式掘进，推力及扭矩均比较小，推进速度较快，除了同步注浆及时跟进以外，还应及时拉紧最后10环管片，每环设置4道扁铁用于拉紧管片。

3.5 导轨设置

洞门凿除前，在洞门钢环范围内根据刀盘与洞门之间的间隙设置小导轨，以防止盾构机出洞以后栽头过快，不能顺利推上托架；小导轨靠近盾构机一端设置成斜面，以便盾构机通过，小导轨设置重点在于焊接质量，以防止其受到盾构机挤压后移位。

3.6 洞门帘布安装

洞门帘布在盾构贯通及后续注浆过程中起到止水、止浆作用；鉴于航～果区间接收端地下水较为丰富，航～果区间左线接收洞门帘布进行了优化、加强；在原橡胶帘布及压板基础上加设棉衬垫，大大提高了洞门帘布的止水、止浆效果。

4 小结

接收端虽然地处富水砂层，洞门凿除及盾构接收风险较大，但是通过采取洞门水平深孔注浆、优化洞门帘布、管片背后注浆等一系列预处理及补救措施，最终安全顺利完成盾构接收工作。