地铁工程盾构隧道掘进中应用同步注浆技术

王凯

摘 要：盾构隧道掘进施工法作为一种常用于城市地铁建设的重要方法，在施工过程中起到了加快施工速度、加强安全保障的作用，因而得到了广泛应用。结合某地铁2号线隧道建设工程施工的过程分析可知，其所采用的盾构施工法在实施过程中由于不规范的施工行为，可能存在着影响周围岩体结构稳定性和隧道安全性的隐患问题，文章针对以上问题阐释了具体的应对策略。

关键词：地铁隧道;盾构法;同步注浆技术

国民经济水平的不断提高带动市政建设工程进一步发展，而地铁建设作为其中的重点项目，对于现代化城市建设起到的重要影响是不可忽视的。盾构法是地铁隧道施工的核心技术之一，科学应用该技术能够大幅度降低地铁隧道掘进施工的难度和危险系数，而为了进一步提高盾构法施工效率，则需要对其中所包含的技术予以深化研究。为此，文章重点围绕地铁工程盾构隧道掘进中应用同步注浆技术的具体措施展开了探讨，并以某地铁2号线为例阐述了其技术要点，可供相关工作人员参考。

1 工程概况

某地铁共设置9个地铁站，其中有8个换乘站，每2个地铁站之间的平均距离为7.6km。整个地铁建设施工任务主要为地下线路施工和地铁隧道掘进施工，各分部之间协调配合完成本职施工任务，其中二分部二工区主要负责对南沙区万顷沙镇、横沥镇和大岗镇之间的地铁隧道线路进行掘进施工，工程任务中主要包含了3个盾构区间，工程总造价为18.23亿元。

2 地铁盾构同步注浆技术原理

地铁盾构同步注浆技术作为一种先进施工技术，所采用的机械主要为掘进机，保证整个施工过程处在全机械化的水平层面上，具体可按照掘进、注浆等各个流程进行科学设置，减少对地面交通的影响，并且使用此技术还能有效减少施工噪声，缓解地表沉降，控制地下水渗漏的程度，准确契合工程费用管控的需求，降低施工风险。例如在A站HP1盾构井区间的地铁隧道掘进施工环节，便应用了这种同步注浆技术，以此确保该区段地铁线隧道的结构稳定性与施工安全性达到国家要求的施工标准水平。A站HP1盾构井区全长约2601m，在实际的施工过程中利用2台泥水平衡盾构机进行掘进施工，并应用同步注浆技术辅助完成隧道建设和注浆加固。在应用此技术时，首先要精准掌握其技术原理，在整个施工过程中，可将壁后注浆分成两种类型：一是一次注浆，包括即时、后方、同步注浆三大类型;二是二次注浆，借助壁后注浆的方式，准确评定所使用的时间，结合实际地铁隧道盾构施工的要求考量地层的自稳性是否能够保证施工得以准确推进。若施工过程中出现自稳性较差等问题，则需要引入同步注浆技术，当出现管控变形情况时，要保证地表沉降的范围处在可接受的误差区间。

2.1 一次注浆技术

对于一次注浆技术，其技术原理是将浆液注入岩体与管片之间的缝隙中，使整个结构处于稳定性较高的状态下。所采用的注入方式可分为两种：第一种是利用注浆管将浆液注入目标区域，第二种是在管片的空隙处注入浆液。由于A站HP1盾构井区的地下施工路线所处的地质结构复杂，整个地铁隧道穿越了淤泥质土、淤泥质粉细砂、粉质黏土、粉细砂、中粗砂、风化花岗岩等地质区间，同时该盾构井区周围的岩石结构为上软下硬的复合地层，因此在使用第一种方法时，需要保证注浆管安放的位置以及其表面洁净程度满足要求。注浆管一般放置于盾构外围，查看管内的干燥以及洁净程度，避免出现堵塞管道的情况，从而保证同步注浆技术稳定发挥效用。在使用第二种方法时，需要保证管片脱出完毕，所采用的方法并不具备同步的特点，而是先考量多环掘进的效果，保证掘进施工的整体连续性。要利用管片注浆孔及时注入浆液，使浆液能够流入空隙中，应用该技术可使地铁施工在较为稳定的软岩地质条件下进行，更加高效、安全。在应用一次注浆技术时，技术要点是需要充分考量实际环境以及断面开挖的特点，在确定所应用的机械设备参数和种类后，计算盾构直径，从而使从管片空隙注入的方式能够准确发挥效用。

2.2 二次注浆技术

二次注浆是对一次注浆作业的完善与补充，从而提高注浆的质量和效果，使间隙率有所降低。在一次注浆的环节，浆液在周围温度以及压力的作用下可能会出现体积改变的情况，利用二次注浆可很好地改善这种不良现象，从而提高外围地质条件的稳固程度，因此在实际施工过程中二次注浆主要作为一种补充完善的工艺。该技术要求现场施工人员保证所使用的浆液中的化学性质与物理性質与一次注浆所采用的材料一致，同时为了进一步提高稳定性，需要使用较为特殊的浆液，以此达到相应的施工目标。

3 地铁盾构隧道掘进中同步注浆技术的应用

同步注浆技术的应用优势在于能够起到减小地表沉降程度和保证地面环境的作用。整个施工过程中存在着盾尾间隙这一问题，对于某些自稳性较差的地面区域，很容易发生沉降和变形的情况，而应用同步注浆技术能够准确作用于盾尾间隙，支撑岩体使其自稳性提高，避免出现过度地表沉降的情况，保证地面交通的稳定运行。对于施工中所使用的管片，保证其衬砌稳定性是避免管片上浮的前提条件，若存在盾尾间隙，则很容易使管片出现上浮情况。一旦其所受到的上浮力超出自身重量，存在的间隙又为上浮的高度提供了足够的空间，因此为了减少安全隐患，运用同步灌注浆技术能够使管片衬砌结构更为稳定，形成更加良好的封闭环境，从而阻碍管片上浮。

3.1 同步注浆管理

为保证同步注浆技术能够科学、规范地应用到地铁盾构隧道施工过程中，需要严格管控其浆体的质量与性能。在盾构中管片圆环和岩体之间容易形成空隙，造成地表沉降，因此引入同步注浆技术能有效降低沉降所带来的影响。同步注浆管理作为盾构掘进工艺流程中较为重要的步骤之一，首先要保证浆液具有良好的防水性和和易性，按照强度标准确定浆液是否达标，然后科学注入和压入浆液，并保证将浆液压入缝隙时，其所设定的压力能够与地面变形的极限数值相对应，按照数值参数的限定范围调整压入压力，实现同步作业的效果。

3.2 同步注浆材料选择

在选择同步注浆材料时，需要按照规定要求标准对材料的质量与性能进行严格把关，从而确保准确落实加固施工工作，需要选择流动性好、凝固时间可控、稳定性优良的材料，并且确保其无毒无害，对于周围环境不具备腐蚀性能。若经过一段时间后，材料并无明显的体积收缩，说明其具备良好的强度。

3.3 注浆流程

实际注浆过程要分为建设准备、浆液搅拌、运输存储和泵送多个环节，首先要根据建设的要求和地铁盾构隧道掘进的标准选择相应的箱体材料，检查机械设备，确定其处在正常的工作状态下，然后结合其预拌点进行搅拌，采用人工配料的方式将其拌制能力控制在20m3/h以下，使明挖车站中的浆液搅拌过程更为高效。

结束语

综上所述，文章以某地铁2号线的二分部二工区工程为例，深入探讨了地铁盾构隧道掘进中应用同步灌浆技术的具体方法与要点。在实际施工过程中需要结合相关技术要点进行科学应用和合理调整，使其充分发挥出缓解地层变形的作用，减少结构变动所带来的不良影响，这样才能进一步提升地铁隧道的抗渗性，同时在后续施工中要按照相关技术的应用标准确定注浆材料参数以及施工流程，并做好记录。

参考文献：

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[2]贾建平.地铁盾构隧道掘进中的同步注浆施工技术[J].工程技术研究，2019，4（18）：39-40.

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