盾構法隧道二次注漿施工工藝研究

何齊海

(中鐵二局股份有限公司，四川成都 610032)

1 適用范圍

在同步注漿填充量不足、管片漏水、地面變形過大、通過建筑物或有特殊要求的重要地段(如下穿既有鐵路或地鐵線路)，根據地面檢測數據、地質雷達探查或其他要求，對同步注漿未能達到效果時須進行二次注漿。

2 技術要求

1)盾構推進施工時，要有專業人員在規范的記錄表上記錄每環的出土量、同步注漿量、拼裝時管片止水條的受損程度，為二次注漿提供依據，增強二次注漿的針對性。

2)要采用拆卸方便的注漿頭，注漿頭的加工可以參照管片吊裝頭進行加工。

3)注漿材料可根據管片背后填充空洞、土體固結和治理滲漏水，分別選擇水泥砂漿、純水泥漿和水泥+水玻璃雙液漿。

4)注漿前要根據注漿目的進行漿液種類和漿液配合比選擇，配合比選擇采用試驗的方法進行;注漿過程中要嚴格控制注漿壓力。

5)注漿時要有專業技術人員采用專用的二次注漿記錄表記錄注漿環號、注漿點位、注漿時間、注漿壓力及注漿量，并詳細記錄注漿過程中出現的情況及處理方法，為分析和檢驗注漿效果準備原始資料。

6)注漿作業過程中要有規定的交接班記錄，并嚴格交接班制度。

3 工序施工操作要點

3.1 施工準備

1)注漿前技術交底、注漿人員的培訓:包括施工過程的具體操作、三級安全教育、施工管理制度等;

2)二次注漿通常在倒班或施工間歇期進行，由專人負責人、料、機的落實，避免窩工情況的出現;

3)試驗確定施工配合比;

4)二次注漿通常采用氣動注漿機或電動注漿機，注漿前要安排好機械技術人員或電工，進行水電接駁;

5)材料的存放與轉運。水泥必須存放在帶棚的庫房內，且要防潮，水泥一旦結塊將非常容易堵管;水玻璃必須有專門的場地堆放，并做好標記，避免與泡沫混淆(由于水玻璃桶和泡沫桶相同，在施工中已多次將發生泡沫當水玻璃使用);

6)深孔注漿時要提前加工注漿管，注漿管采用φ42 mm的無縫鋼花管或φ25 mm的袖閥管，長度根據加固深度確定，注漿管前端加工成尖錐狀，尾部為加工螺紋以便連接閘閥，管壁按梅花形布置小孔，間隔為20 cm～30 cm，眼孔直徑6 mm～8 mm。注漿管構造如圖1所示。

3.2 漿液拌制

3.2.1 漿液配合比選擇

根據不同的注漿目的，選擇不同的注漿材料及配合比，詳細的配合比情況如下:

1)水泥砂漿。本組配合比是多組配合比試驗得到的最好的一組，本組配合比摻有粉煤灰和膨潤土等摻合料。水泥砂漿配合比見表1。

表1 水泥砂漿配合比表

2)純水泥漿。純水泥漿的配合比通常采用水∶水泥(質量比)=1 ∶0.5 ～ 1 ∶1。

3)水泥+水玻璃雙液漿配合比見表2。

表2 水泥—水玻璃雙液漿配合比表

實際施工中根據具體情況對漿液配合比進行調整。

3.2.2 投料順序

在漿液拌制過程中，注漿材料的投入順序將影響漿液攪拌的質量，一般情況下應先投入凝結性較強的材料，以免結團后難以攪拌均勻。通常情況下為避免未攪拌均勻的漿液堵塞注漿管路，采用過濾的方式將漿液中因材料存放或攪拌形成的塊和團預先處理掉。

3.2.3 漿液質量要求

1)注漿材料不可有結塊，采用細度模數0.6～1.2的細砂，不能有大粒徑的異物，通常情況下要對新進的砂料進行篩分。2)原材料的計量誤差要控制在要求范圍內。3)各成分材料按合理順序投放。

4)攪拌要均勻，攪拌時間在2 min左右，漿液中不能有結塊，放漿時要過濾，濾網要經常清洗。

5)漿液要進行稠度、含水量、流動性、和易性、析水性試驗，采用各種性能良好的漿液。

6)對稠度較大或較干的漿液采用適當加水攪拌的方式處理后使用，堅決不使用加水過多、和易性和流動性差的漿液。

3.3 注漿施工

1)每3環～5環進行一次～兩次注漿。

2)二次注漿開孔位置和注漿順序，可根據同步注漿情況進行。一般情況下采用“先拱頂，后邊墻”的順序進行，另外同步注漿點位不正常位置優先選擇，這樣可提高注漿針對性和注漿效率。

3)注漿時在距離注漿環3環～5環拱頂和3點(或9點)開孔，作為泄水和泄氣孔，同時作為觀察孔，如果同步注漿效果良好，則泄氣孔要距離注漿環近一些。

4)注漿開始時要注入10個～15個沖程(沖程數根據管路長短控制)的清水，確定注漿孔通暢。

5)注漿終孔時加大水玻璃液的濃度，使孔口附近的漿液盡快初凝，并盡快拆下注漿頭，一定時間后注漿頭將難以取下，會為后續清理工作帶來麻煩。

6)二次注漿主要采用注漿壓力控制注漿量的大小，通常情況下注漿壓力達到1.0 MPa～1.2 MPa時停止注漿。當管片姿態和地表檢測出現異常時立即停止注漿。

7)由于二次注漿的壓力較大，所以要采用可靠的壓力表進行，一般情況下不允許在無壓力表或壓力表損壞的情況下注漿施工。

8)在注漿過程中要有專職的土木技術員和機電技術員旁站施工，確保注漿設備的正常運轉，如果設備異常應立即搶修，注漿終止時，首先要清洗設備和管路，以確保注漿設備和注漿管路不堵塞。

9)如果同一個孔不能一次性完成注漿，那么注漿中斷時兩根管路都要注入10個～15個沖程(沖程數根據管路長短控制)清水洗孔，確保第二次注漿能順利進行。

10)注漿過程中要做好注漿記錄。

11)深孔注漿時，采用鑿巖風鉆頂進注漿管，偏差小于5 cm，插入長度不小于管長的90%。再安裝好注漿頭，并擰緊以防注漿反力使管拔出，注漿頭上安裝球閥，便于注漿控制。

12)注漿即將結束時，要加大水玻璃等促凝劑的用量，并及時取下注漿頭。

4 質量控制

4.1 質量控制要點

1)保證注漿原材料的質量。水泥不能結塊，顆粒成分不能太多，要經常進行取樣送檢;要采用細砂，一般要采用篩分的方式將砂中的粗顆粒清除;根據要求盡可能采用等級較好的粉煤灰和膨潤土;水玻璃進場時要進行濃度檢查，必須符合配合比要求。

2)配合比必須由試驗確定，不能隨意配置漿液。配合比一旦確定后必須保證漿液拌制時計量準確。

3)漿液要充分攪拌，攪拌時間一般不少于2 min。

4)漿液拌制好后不能由工人隨意往里加水，漿液流動性不足，需往里加水時需要專業技術人員指導進行。

5)注漿過程中漿液要不停地攪拌，漿液存放的時間不能過長，初凝的漿液不能使用。

6)鉆孔時必須將管片保護層和同步注漿層打穿。

7)注漿過程中要控制注漿壓力。

8)深孔注漿時，要埋設深孔注漿的袖閥管。

4.2 質量控制措施

1)注漿前要對施工人員進行全面的技術交底，施工時要有專業技術人員旁站施工，做好技術指導和施工管理工作。

2)施工前要制定明確的施工作業計劃，不能盲目鉆孔、盲目注漿，明確注漿的目的性。注漿前要統計同步注漿的情況，找到同步注漿不正常或注漿量不足的地段。

3)注漿過程中要做好注漿記錄。

4)漿液凝固后要進行注漿效果檢查。注漿效果檢查的方法有如下幾種:

a.對于注漿堵漏的，如注漿后不漏水了，說明注漿效果已經達到。

b.管片背后填充注漿可采用電鉆鉆孔，探查背后是否有孔洞、鉆孔后是否有水流出，如果流出的水是線流或水量很大，說明注漿效果不好，可重復注漿。

c.可以采用地質雷達掃描探明管片背后的孔洞。

d.對于特殊地段深孔注漿的可以采用取芯或地質雷達探查注漿效果。

[1]中鐵二局股份有限公司.中鐵二局股份有限公司企業標準土木工程施工工藝——隧道及地鐵工程[M].北京:中國鐵道出版社，2009.