盾构法隧道二次注浆施工工艺研究

何齐海

(中铁二局股份有限公司，四川成都 610032)

1 适用范围

在同步注浆填充量不足、管片漏水、地面变形过大、通过建筑物或有特殊要求的重要地段(如下穿既有铁路或地铁线路)，根据地面检测数据、地质雷达探查或其他要求，对同步注浆未能达到效果时须进行二次注浆。

2 技术要求

1)盾构推进施工时，要有专业人员在规范的记录表上记录每环的出土量、同步注浆量、拼装时管片止水条的受损程度，为二次注浆提供依据，增强二次注浆的针对性。

2)要采用拆卸方便的注浆头，注浆头的加工可以参照管片吊装头进行加工。

3)注浆材料可根据管片背后填充空洞、土体固结和治理渗漏水，分别选择水泥砂浆、纯水泥浆和水泥+水玻璃双液浆。

4)注浆前要根据注浆目的进行浆液种类和浆液配合比选择，配合比选择采用试验的方法进行;注浆过程中要严格控制注浆压力。

5)注浆时要有专业技术人员采用专用的二次注浆记录表记录注浆环号、注浆点位、注浆时间、注浆压力及注浆量，并详细记录注浆过程中出现的情况及处理方法，为分析和检验注浆效果准备原始资料。

6)注浆作业过程中要有规定的交接班记录，并严格交接班制度。

3 工序施工操作要点

3.1 施工准备

1)注浆前技术交底、注浆人员的培训:包括施工过程的具体操作、三级安全教育、施工管理制度等;

2)二次注浆通常在倒班或施工间歇期进行，由专人负责人、料、机的落实，避免窝工情况的出现;

3)试验确定施工配合比;

4)二次注浆通常采用气动注浆机或电动注浆机，注浆前要安排好机械技术人员或电工，进行水电接驳;

5)材料的存放与转运。水泥必须存放在带棚的库房内，且要防潮，水泥一旦结块将非常容易堵管;水玻璃必须有专门的场地堆放，并做好标记，避免与泡沫混淆(由于水玻璃桶和泡沫桶相同，在施工中已多次将发生泡沫当水玻璃使用);

6)深孔注浆时要提前加工注浆管，注浆管采用φ42 mm的无缝钢花管或φ25 mm的袖阀管，长度根据加固深度确定，注浆管前端加工成尖锥状，尾部为加工螺纹以便连接闸阀，管壁按梅花形布置小孔，间隔为20 cm～30 cm，眼孔直径6 mm～8 mm。注浆管构造如图1所示。

3.2 浆液拌制

3.2.1 浆液配合比选择

根据不同的注浆目的，选择不同的注浆材料及配合比，详细的配合比情况如下:

1)水泥砂浆。本组配合比是多组配合比试验得到的最好的一组，本组配合比掺有粉煤灰和膨润土等掺合料。水泥砂浆配合比见表1。

表1 水泥砂浆配合比表

2)纯水泥浆。纯水泥浆的配合比通常采用水∶水泥(质量比)=1 ∶0.5 ～ 1 ∶1。

3)水泥+水玻璃双液浆配合比见表2。

表2 水泥—水玻璃双液浆配合比表

实际施工中根据具体情况对浆液配合比进行调整。

3.2.2 投料顺序

在浆液拌制过程中，注浆材料的投入顺序将影响浆液搅拌的质量，一般情况下应先投入凝结性较强的材料，以免结团后难以搅拌均匀。通常情况下为避免未搅拌均匀的浆液堵塞注浆管路，采用过滤的方式将浆液中因材料存放或搅拌形成的块和团预先处理掉。

3.2.3 浆液质量要求

1)注浆材料不可有结块，采用细度模数0.6～1.2的细砂，不能有大粒径的异物，通常情况下要对新进的砂料进行筛分。2)原材料的计量误差要控制在要求范围内。3)各成分材料按合理顺序投放。

4)搅拌要均匀，搅拌时间在2 min左右，浆液中不能有结块，放浆时要过滤，滤网要经常清洗。

5)浆液要进行稠度、含水量、流动性、和易性、析水性试验，采用各种性能良好的浆液。

6)对稠度较大或较干的浆液采用适当加水搅拌的方式处理后使用，坚决不使用加水过多、和易性和流动性差的浆液。

3.3 注浆施工

1)每3环～5环进行一次～两次注浆。

2)二次注浆开孔位置和注浆顺序，可根据同步注浆情况进行。一般情况下采用“先拱顶，后边墙”的顺序进行，另外同步注浆点位不正常位置优先选择，这样可提高注浆针对性和注浆效率。

3)注浆时在距离注浆环3环～5环拱顶和3点(或9点)开孔，作为泄水和泄气孔，同时作为观察孔，如果同步注浆效果良好，则泄气孔要距离注浆环近一些。

4)注浆开始时要注入10个～15个冲程(冲程数根据管路长短控制)的清水，确定注浆孔通畅。

5)注浆终孔时加大水玻璃液的浓度，使孔口附近的浆液尽快初凝，并尽快拆下注浆头，一定时间后注浆头将难以取下，会为后续清理工作带来麻烦。

6)二次注浆主要采用注浆压力控制注浆量的大小，通常情况下注浆压力达到1.0 MPa～1.2 MPa时停止注浆。当管片姿态和地表检测出现异常时立即停止注浆。

7)由于二次注浆的压力较大，所以要采用可靠的压力表进行，一般情况下不允许在无压力表或压力表损坏的情况下注浆施工。

8)在注浆过程中要有专职的土木技术员和机电技术员旁站施工，确保注浆设备的正常运转，如果设备异常应立即抢修，注浆终止时，首先要清洗设备和管路，以确保注浆设备和注浆管路不堵塞。

9)如果同一个孔不能一次性完成注浆，那么注浆中断时两根管路都要注入10个～15个冲程(冲程数根据管路长短控制)清水洗孔，确保第二次注浆能顺利进行。

10)注浆过程中要做好注浆记录。

11)深孔注浆时，采用凿岩风钻顶进注浆管，偏差小于5 cm，插入长度不小于管长的90%。再安装好注浆头，并拧紧以防注浆反力使管拔出，注浆头上安装球阀，便于注浆控制。

12)注浆即将结束时，要加大水玻璃等促凝剂的用量，并及时取下注浆头。

4 质量控制

4.1 质量控制要点

1)保证注浆原材料的质量。水泥不能结块，颗粒成分不能太多，要经常进行取样送检;要采用细砂，一般要采用筛分的方式将砂中的粗颗粒清除;根据要求尽可能采用等级较好的粉煤灰和膨润土;水玻璃进场时要进行浓度检查，必须符合配合比要求。

2)配合比必须由试验确定，不能随意配置浆液。配合比一旦确定后必须保证浆液拌制时计量准确。

3)浆液要充分搅拌，搅拌时间一般不少于2 min。

4)浆液拌制好后不能由工人随意往里加水，浆液流动性不足，需往里加水时需要专业技术人员指导进行。

5)注浆过程中浆液要不停地搅拌，浆液存放的时间不能过长，初凝的浆液不能使用。

6)钻孔时必须将管片保护层和同步注浆层打穿。

7)注浆过程中要控制注浆压力。

8)深孔注浆时，要埋设深孔注浆的袖阀管。

4.2 质量控制措施

1)注浆前要对施工人员进行全面的技术交底，施工时要有专业技术人员旁站施工，做好技术指导和施工管理工作。

2)施工前要制定明确的施工作业计划，不能盲目钻孔、盲目注浆，明确注浆的目的性。注浆前要统计同步注浆的情况，找到同步注浆不正常或注浆量不足的地段。

3)注浆过程中要做好注浆记录。

4)浆液凝固后要进行注浆效果检查。注浆效果检查的方法有如下几种:

a.对于注浆堵漏的，如注浆后不漏水了，说明注浆效果已经达到。

b.管片背后填充注浆可采用电钻钻孔，探查背后是否有孔洞、钻孔后是否有水流出，如果流出的水是线流或水量很大，说明注浆效果不好，可重复注浆。

c.可以采用地质雷达扫描探明管片背后的孔洞。

d.对于特殊地段深孔注浆的可以采用取芯或地质雷达探查注浆效果。

[1]中铁二局股份有限公司.中铁二局股份有限公司企业标准土木工程施工工艺——隧道及地铁工程[M].北京:中国铁道出版社，2009.