何锐
广州轨道交通建设监理有限公司 广东广州 510000
摘要：盾构法是城市地下交通建设最常采用的工艺手段之一，其优势是能够缩短工期，减轻对周围交通的影响。按照盾构施工实际应用研究可以得出，影响岩体的因素有刀盘切削及盾构机振动等，并且管片及岩体中有间隙，很容易使得地表沉降现象发生，从而对施工周围造成不安全因素，故该工艺需要注意壁后注浆。本文主要围绕同步注浆工艺的实际运用进行深入分析，以供参考。
关键词：地铁盾构；隧道掘进；同步注浆
引言
根据现有的工程项目施工经验可知，地铁盾构隧道施工是整个工程项目的重点内容，其施工质量影响地铁项目的后期运行，所以要高度重视其质量。
1、同步注浆技术原理
盾构技术是一种地下开挖方法，主要利用盾构掘进机对地铁建设施工的全面机械化，施工阶段包括隧道掘进、管道拼装、注浆、盾构尾部脱落、泥浆固化等步骤。城市地铁运营中采用盾构技术，既不影响地面交通，又能控制地下水渗透、施工噪声、地表沉降和井口附近的振动，隧道深度对工程造价没有影响，建设过程安全性高。通过分析地铁隧道的建设过程可知，盾构机刀盘直径＞管片衬砌外径，过程进行到盾构尾部脱落时很容易造成盾尾间隙，使岩石发生位移，造成地面沉降，不利于安全通过。这就要对间隙进行壁后注浆，确保施工的安全性。壁后注浆的第一次注浆和第二次注浆按照时间的长短区分，而第一次又可进一步分为同步注浆、后注浆和即时灌浆3个步骤。在地铁施工的过程中，如果遇到不稳定的地层，为了确保施工的安全性，应优先采用同步注浆技术，控制地形的变形情况，避免地面沉降。
2、盾构施工中应用同步注浆技术的目的
在盾构施工中应用同步注浆技术具有重要意义，主要表现为：（1）注浆水工可以减少盾尾间隙，因此可以降低地表沉降。（2）该技术可以保证管片衬砌的整体稳定性，这样不仅有助于强化盾尾的间隙密封性，也能降低管片上浮等问题发生。这是因为盾尾的间隙可能造成地表沉降，引发管片上浮等一系列问题，并且只要空隙存在，这种问题就一直存在。相应的，在采用注浆技术的情况下可以减少空隙问题，保证了整个结构的密封性，降低管片上浮等问题发生。（3）同步注浆技术具有良好的防水性能，这是因为地铁工程施工阶段不可避免的会穿越富水层，这就决定了工程项目对于防水也有很高的要求。而注浆技术可以提高盾构施工的防水性，保证了整个工程项目的顺利进行。
3、地铁盾构隧道掘进中同步注浆材料与技术的应用
3.1 同步注浆压力设计
根据施工的具体情况然后决定注浆压力值，其在提高地层空隙填充值量过程中发挥着至关重要的作用，与此同时还能有效地减少地表出现下沉的情况，在今后的运行过程中可使建筑物及地下管线保持稳定的状态。倘若注浆压力高于标准值就会导致地表出现隆起的问题，甚至还会发生管片衬砌破损的情况。从理论方面来看，如果注浆压力稍高于土压和水压，就可有效规避劈裂注浆情况的发生，但是注浆压力在选择过程中具有较高的复杂性，需要全面地考虑各方面的因素，如浆液特性、地层条件等。在对地下隧道同步注浆施工压力过程中，需要其高于开挖面土的压力，一般情况下取此值的 1.1~1.2 倍最合适。
3.2 选择材料及配合比
（1）灌浆材料。水泥砂浆作为一种同步灌浆材料，具有凝石率高、石体强度高、防水浸没、耐久性好等优势，这种填料主要成分是砂。为了提高浆液凝固后的强度，缩短所用的时间，一般会加入水泥作为辅料；加入粉煤灰可以使浆料的可塑性增加；膨润土用于减少浆料的材料分离，降低失水率；减水剂则充当润滑剂。（2）物理力学的数据指标。①凝胶时间：正常的时间为3～8h，但遇到特殊的地质或挖掘速度过快的情况下，使用促凝剂可以将时间缩短到可控的范围。如果还想进一步提高凝胶时间，可以调制相应配合比的早强剂，解决强透水和高要求的地层。②固结体强度：一天的最低强度为0.3MPa，一个月后的强度最低为2.6MPa。
③浆液结石率要＞整体的9/10，相应的收缩率要＜整体的1/10。④浆液稠度要在8～12cm 之间。⑤倾析率是浮水体积与总体体积的比值，为了保持浆液的稳定性，其比值不能超过1/10。（3）混合比。浆液的配置需要参考施工时地层的实际情况，在保证浆液质量的前提下，可以在管道中运输，不会对管道生成沉淀导致堵管，也不会产生离析作用。施工中，依据现场试验可以收集整理地下水、地层条件以及周边状况。（4）二次增强注入浆料的混合比。二次注浆的使用在发现浆不足或不理想时，再次操作可以加强工程的质量。选择材料时，要依循配合比和材料的指标择取。
3.3 方法与工艺
同步注浆时要利用盾构机的尾端注浆管，注浆管使用时采用双泵四管路，另外 4 个注入点为备用；同时，盾构机也要相应向前推动，使盾构机尾端接触的岩石产生间隙，确保同时注浆，可根据需求自动或手动控制注浆方法。自动控制方法是预先设定压力，通过控制程序自动调整速度，并在压力达到设定值时停止灌浆。手动控制方法根据施工情况调整注浆流量、压力、速度等参数。为了防止灌浆管道在施工中堵塞，在现场放置了备用的注浆管，可以预防管道堵塞的影响，以防不时之需。
3.4 注意事项
（1）同步注浆施工中常常会遇见漏浆问题，主要以掌子面漏浆和盾尾漏浆为主，前者可通过补充膨润土改善，后者可通过棉纱堵漏来改善。（2）处理堵管问题。此问题主要是因为浆液在管路停留的时间较长渐渐凝结，可通过更改浆液配比来解决，还要保证管路无杂物，确保其畅通无阻。
4、盾构掘进时的同步注浆和二次注浆
4.1 一次注浆技术
一次注浆技术实际上就是在出现缝隙的同时注入浆体，使内部逐渐的密实，一般情况下都是采取2种方式注入浆体，第 1 种是从注浆管中注入，第2种是从管片的缝隙中注入。第1种方式是把浆管设置在盾构外围，如果注浆管清理的不彻底就很容易出现堵塞的情况，但是通过这种方法可实现同步注浆；第2种是在管片脱离后进行注浆，注浆不能同步进行。
4.2 二次注浆
其是一种优化技术，为改善一次注浆而服务，作用体现在以下3方面：①对缝隙进行查漏补缺；②对由浆液收缩引发的体积改变进行填充；③为提高附近地层的支持力而实施的填充。需要注意的是，要想发挥①②作用，选用的浆液参照一次注浆的标准进行即可，发挥③的作用则要选择科学的化学浆液。
4.3 注浆量与注浆压力
对注浆控制主要是加强对注浆量与压力的管理。对注浆压力进行管理可保证压力与相关规定相吻合，然后在适当的调整注浆量；对注浆量进行管理需要保证注浆量与修正压力数值相一致。通常情况下都会采用以下 2 种方式对其进行管理。（1）对注浆量进行管理时会关系地表渗透、浆体类别等很多个方面，所以很难准确地获取实际注浆量。（2）注浆压力需要根据环境、浆体性能、盾构方式等几个方面进行管理，作业人员通常都是根据自身的经验，把注浆压掌控100~300kN/m3，孔隙水压保持在200kN/m2。然而还需根据工程的具体状况，经过多次试验选取最恰当的指标值，从而可推动施工项目的顺利进行。
结束语：
同步注浆工艺的使用能够有效解决隧道挖掘过程中地形变化所带来的一系列意外问题，能够规避意外发生所带来的一系列风险，与此同时，注浆工艺的使用还能够增强地铁隧道的安全性以及防水抗渗的能力。而在注浆工艺的进行过程中，对于注浆材料的选择以及用材的测定和配比的选择时，则需要格外的注意，稍有不慎会影响到工程项目整体的稳定性及安全性。
参考文献：
[1] 田瑞忠，宋曙光，张延欢 . 软硬不均地层地铁盾构姿态超限剖析及控制方法研究 [J]. 中国高新科技，2019（18）：102–104.
[2] 杜能胜 . 粉土粉砂质地层地铁盾构下穿既有铁路施工技术研究 [J]. 路基工程，2019（4）：195–201.
[3] 郭瑶 . 地铁盾构空推过暗挖隧道施工关键技术 [J]. 建材与装饰，2019（22）：275–276.