盾构法施工同步注浆施工工艺分析

张恒春 张清遐 牛巧云

（中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北 邯郸 056027）

盾构法施工同步注浆施工工艺分析

张恒春 张清遐 牛巧云

（中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北 邯郸 056027）

本文对盾构法施工有关的注浆参数、施工工艺以及注浆原理进行详细的阐述，依照地面构建物情况与地层地质选择惰性浆液或研发浆液作为注浆材料。同时，介绍注浆施工过程中需要注意的有关事项，以期为注浆施工提供借鉴。

同步注浆；盾构法；工艺分析

1 同步注浆工艺

1.1 同步注浆技术参数

1.1.1 注浆压力。同步注浆是通过压力泵注入管片背后的建筑空隙，浆液在自重和压力作用下注入空隙中，所选用的浆液材料需要具有较高的流动性与化学稳定性，使建筑空隙能被充分填充，避免出现墙体塌落问题。同步注浆要求在压入口的压力略高于土压力与静止水压之和，在增补过程中不可以在空隙部位造成裂纹。若所设置的注浆压力过大，浆液则会扰动管片处土层，引发后期地层沉降隐患，严重情况下可能会造成隧道本身沉降，在振动程度较小的情况下也可能出现跑浆问题［1］。

1.1.2 注浆量。同步注浆是填充土体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期沉降的主要手段，也是盾构推进施工中的一道重要工序。同步注浆，选择具有和易性好、泌水率小，且具有一定强度的浆液进行及时、均匀、足量压注，确保其建筑空隙得以及时和足量的充填。

根据施工经验参数和本标段前期施工实际数据参数，在粘土、粉砂为主的小渗透系数地层，土质系数为1.1～1.3；在以砂、砾石为主的大渗透系数地层，土质系数为1.3～1.5。

在以下几种情况下，注浆量可以不受上述限制：①在松散地层，注浆压力很小而注浆流量很大时，应考虑增大注浆量，直到注浆压力超过控制压力的下限，此时的空隙因士体坍塌而比往常要大；②管片下部因地基软弱导致部分管片下沉错台时，可从下部注浆，此时注浆量不受限制，只受压力限制；③盾构出洞和进洞时，洞口部位有较大的空隙，此时的注浆量应根据实际需要量确定。

1.2 浆液配比与注浆材料

1.2.1 浆液的基本性能。第一，具有良好的流动性与稳定性，能够适应远距离输送与盾构施工的需求；第二，填充性能良好；第三，能够尽快体现出早期强度，并且早期强度高于地层强度；第四，在地下水环境中，浆液自身不可以出现严重的稀释现象。第五，浆液固结后泌水率小、体积收缩小；第六，施工管理方便，材料价格合理，材料来源丰富，与自动化施工的有关要求相一致。

1.2.2 浆液配比和注浆材料。硬性浆液：水泥（铁岭铁新P.O.32.5R硅酸盐水泥）∶水∶砂（中砂）∶粉煤灰（二级）∶膨胀土∶减水剂=210∶580∶1180∶315∶84∶1.68

惰性浆液：水∶砂（中砂）∶粉煤灰（二级）∶膨胀土= 336∶1344∶378∶42

1.3 注浆流程

1.3.1 施工准备。在开始施工之前，需要事先将施工材料准备妥当，拌好膨润土；对注浆泵与搅拌机进行详细检查，确保各项机械设备能够正常投入施工。

1.3.2 浆液泵送。盾尾同步注浆系统由控制面板、注浆泵与储浆罐三部分构成。浆罐内部设置有叶片与搅拌轴，能在进行注浆的同时搅拌交流，使浆液具有充足的流动性，避免出现材料分离问题。额外设置2台注浆可以对四个加注口同时进行注浆。

表1 某市重工立交桥下地面监测结果

2 常见的问题与解决方法

2.1 漏浆问题的处理

盾尾漏浆与掌子面漏浆是两种常见的漏浆形式。对于盾尾漏浆，可以利用棉纱材料以堵漏的方式进行封堵。施工人员需要通过泡沫注入系统，于土体与盾壳部位注入膨润土，避免出现掌子面中注入大量浆液。

2.2 堵管问题的处理

出现堵管问题时，需要立即对注浆管进行清洗，于该系统中设置两个额外的进浆管，并连通膨润土管。在操作过程中，需要暂时关闭浆液闸阀，将进浆管闸阀打开，将膨润土充填至注浆管中，完成管路清洗工作。

3 同步注浆对地表沉降的影响

由于盾构掘进尚处于始发阶段，掘进长度不到60m，通过对河北省某市重工立交桥布置的监测断面进行分析（见表1）可知，在掘进5～20m时，由于盾尾漏浆，洞门密封漏浆，注浆压力受限，注浆量在2.0～2.5m3／环，DK5+ 604、DK5+598.6、DK5+593.6、DK5+590.6初始沉降-2.37～-3.2mm，累计-8.14～-12.35mm；掘进20～40m，盾尾漏浆基本解决，洞口浆液基本凝固，注浆量在3.0～ 3.5m3／环，DK5+585.6、DK5+580.7、DK5+575.5、累计-4.0l～-5.47mm；盾构掘进前方土体有局部隆起现象，但是数值很小，不会对地面构建物造成危害。随着实际注浆量与理论注浆量的接近，地表沉降大大减小，地表趋于稳定。

4 施工质量安全保证措施

为了保证注浆质量，施工人员需要对相关设备进行定期清扫与保养，在注浆过程中，需要对盾尾密封效果进行严密观测，避免出现管片与盾构机之间出现大量渗漏的问题。参与注浆施工的有关人员需要接受严格的职业技能培训，对相关作业流程有一个全面且深入的了解，。

5 同步注浆施工需要重点注意的有关问题

①选择合适的注浆材料。依照材料配比要求，施工人员需要对施工材料进行科学、合理选择，确保施工材料质量与施工需求相一致，对浆液中的砂含量进行严格控制，避免浆液于管路中出现大量积沉的问题。

②加强监督。施工单位需要特派监督人员对各项施工操作进行严格监督，并为施工人员提供必要的技术支持，一旦发现任何形式的安全隐患问题，监督人员需要立即对机械设备参数与注浆量进行调整。

③及时有效地清洗注浆管路，从根本上避免管路堵塞问题，不断总结并归纳已往的施工经验，对盾构同步注浆系统进行深层次优化。

6 结语

施工设计人员需要合理设置注浆参数。根据初步设置需求，依照施工现场特点，最大程度上降低各方面的不利影响。在施工设备操作方面，施工人员一定要严格落实施工设计方案中的有关要求与各项操作规范。

［1］张士屹.盾构法施工同步注浆施工工艺［J］.西部探矿工程，2009（4）：164-167.

Analysis of Synchronous Grouting Construction Technology in Shield Tunneling

Zhang HengchunZhang QingxiaNiu Qiaoyun
（The 718th Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation，Handan Hebei 056027）

The shield construction related grouting parameters,construction technology and grouting principle in de⁃tail,in accordance with the ground building and geological selection of inert slurry or R&D as a slurry grouting mate⁃rial.At the same time,this paper also introduces some matters needing attention in grouting construction.I hope this research can provide reference for grouting construction.

simultaneous grouting；shield method；process analysis

U455.43

A

1003-5168（2017）08-0080-02

2017-07-02

张恒春（1982-），男，硕士，国家一级建筑工程建造师，研究方向：建筑工程。