地铁盾构隧道建设中的同步注浆施工技术探析

李 杨

山东建筑大学交通工程学院，山东 济南 250101

由于城市地铁建设的复杂性，盾构法施工在世界范围内城市地铁建设中的应用越来越广泛。然而在盾构法施工中，由于管片及地层中存在空隙，地表沉降状况频发，从而对地铁施工产生威胁，因此盾构施工要特别注意同步注浆技术。因此，文章围绕同步注浆工艺详细探讨分析［1］。

1 工程概况

某区间隧道线路全长约8.0km。采用土压平衡盾构施工。盾构机外径6680mm，管片外径6400mm，厚300mm，环宽1.5m。隧道顶覆土深度范围为4.9～20.7m。大部分地下水位位于地铁结构底板以下，盾构施工时不揭露地下水。其中隧道穿过区间的岩土种类较多，不均匀，性质变化较大；存在黄土、风化岩等特殊性岩土；隧道掌子面穿过岩土层多为粘性土、碎石土；局部为强风化石灰岩，存在明显的上下软硬不均问题，隧道围岩稳定性差，易坍塌或掉块，施工时需注意。

2 地铁盾构同步注浆技术原理和作用

2.1 同步注浆技术的原理

盾构施工是暗挖工法的其中一种，是一种集机械、土木、信息、自动化等许多学科为一体的现代化地下工程施工方法。地铁隧道施工过程主要有隧道掘进、拼装管片、注浆、盾尾脱出及浆液硬化等重要施工步骤。城市地铁建设过程中采用盾构施工，既不影响地面正常交通，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，地铁建设过程中安全性高。

通过分析盾构隧道的实际施工发现，盾构机刀盘的直径要比管片衬砌外径大，当施工步骤进行到盾尾脱离时，地层结构与管片之间就会产生空隙，此时的地层结构没有支撑，容易产生位移，造成地表沉降，带来施工隐患，威胁施工安全。因此，采用壁后同步注浆技术可以很好地解决这一问题，降低地表沉降保障施工安全。

2.2 同步注浆技术在盾构施工中作用

（1）同步注浆可以减少盾尾空隙，降低或者减轻地表沉，减少地铁施工对周围环境的影响。

（2）壁后同步注浆可以提高衬砌结构的密闭性降低管片问题。通过同步注浆，可以填补盾尾空隙，从而避免管片上浮，降低管片上浮等问题的发生率。

（3）同步注浆技术可以提高结构整体的防水性能，这是由于隧道掘进过程中会穿过地下高压富水层，所以施工过程中对防水也提出更高要求，而同步注浆可以提高盾构的防水性，保障施工安全。

（4）注浆层可以充当管片结构的加强层，有助于提升隧道结构的整体稳定性。

3 同步注浆技术

注浆就是在岩土结构和管片中的空隙中注入一些浆体，注浆流程的控制要依据隧道变形和地面沉降的有关指标选择对应的注浆和压入工艺，这样的控制要从项目开始直到项目完工为止。

3.1 同步注浆管理

浆体必须具有良好的和易性、防水性和强度要求，施工时要科学规范的注入浆体，浆体的压力依据地表沉降数据反馈进行适当调整。施工时浆体注入和盾构掘进要同步展开。在盾构施工过程中，要设有专门的人员对注浆过程管理记录，注浆量和注浆压力要根据施工过程及时修正。

3.2 同步注浆材料选择

注浆材料关系到项目的加固能力和防漏水能力是否能够符合施工设计标准，因此要选用稳定性、流动性和强度达标的材料。常见的注浆材料分为两种，一种是单液浆，由胶凝物的差异进而划分为惰性浆和硬性浆两种。另一种是双液浆，双液浆具有强度较弱，填充性优，费用低和不容易发生堵塞等性能，因此要根据具体工程选择适宜的注浆材料。

3.3 注浆流程

首先在建设过程合理选择注浆材料，检查设备。其次要依据工程情况开始置办浆液。之后进行浆液运输与储存。最后在盾构机进行浆液泵送环节并且随时调整施工参数，修正注浆压力和注浆量。

3.4 一次注浆技术

一般来说一次注浆就是同步注浆，是在出现空隙的同时将浆体注入。注入方式分为两种：从注浆管注入；从管片的空隙注入。第一种将注浆管放在盾构外围，虽然容易导致堵塞，但同步性好。第二种是在管片离开盾尾后进行，同步性差。通常稳定性好的地层采用第二种注浆方式，但实际施工时还要结合实际地层地质条件、盾构直径和地下水情况来进行选择。

3.5 二次注浆技术

二次注浆是为了对一次注浆进行补充完善的，主要的目的是：进一步降低间隙率；对浆液收缩而形成的体积变化进行填充；填充提高盾构外围地层结构的稳定性。前两个原因所用浆体和一次注浆的浆体相同，最后一个需要选用特殊的化学浆体。

3.6 注浆量与注浆压力

要想达到好的注浆效果就要对注浆量和注浆压力精确控制。控制注浆压力是要在确保压力合理的情况下，修正注浆量；控制注浆量是要在注浆量达到要求之后调整压力。施工过程中常采取以下两种手段：注浆量受地表渗透、掘进线路和浆液类别等的影响很大，具体注浆量很难准确得到；确定注浆压力时，要依据地质地层的土压力、水压力、浆体特性、管片特性等因素综合判断，施工人员一根据过往施工经验控制注浆压在100～300kN/m2，空隙水压在200kN/m2左右。但为了确保施工质量，还要依据实际的工程状况，通过多次实验确定最优指标。

4 结论

综上所述，地铁盾构施工关键是注浆技术，它既可控制地表变形，又可以提高隧道整体稳定性与防水性。因此要结合工程实际，选择合适注浆材料和注浆方式，调整注浆压力和注浆量的大小，提高施工质量，保障工程安全。