尚 兴

(大同煤矿集团，山西 大同 037003)

1 概述

近年来，城市人口急剧增长以及城市用地日趋紧张，这都对城市交通提出了越来越高的要求，交通拥堵、噪声污染等问题也逐渐影响着人们的生活环境，因此各个城市开始大力发展地下交通工程。在城市地铁的建设发展中，盾构法因其具有的机械化程度高、施工速度快、对周围环境影响小等优点逐步成为主要的施工方法[1]。虽然盾构法在这些年的施工实践中已形成了一套较为完善的技术体系，但是依然存在一些施工工艺中的问题而引起地层产生较大位移，影响周围地下管线及构筑物等问题[2]。盾构法施工过程中，随着盾构机的每一步推进，预制好的衬砌会在盾构机内完成拼装，从盾尾脱出，由于盾构机外壳厚度的影响，会形成盾尾间隙[3]。其存在会使周围土体处于无支护状态，进而造成较大的地面沉降，影响地表稳定性以及周围地下管线及构筑物的安全。

盾构隧道同步注浆是解决盾尾空隙这一问题的重要的解决方法，同步注浆的原理就是通过衬砌环上预留的注浆孔向盾尾空隙内注入具有适当的早期以及最终强度的材料，并根据预定的方法，保持一定的注浆压力和注浆量，以弥补隧道开挖造成的土体损失[4]。从理论上来说，这样对周围土体造成的扰动最小，但是在实际施工过程中，往往由于周围地层或岩层条件较为复杂，以及施工工艺等问题造成注浆压力或者分布模式不理想，从而导致注浆不良，进而引发一些其他问题，影响施工效果，严重甚至影响地表及周围地下管线和构筑物的安全。

2 同步注浆施工过程中存在的问题及原因

1)由于注浆浆液材料配比不合理或者材料本身问题导致在盾构机掘进的过程中注浆效果不理想，进而导致地表发生较大沉降量，影响地表建筑及地下管线、构筑物的安全。产生这一问题可能是注浆浆液的配合比不合理，导致浆液的力学性能不符合注浆施工工艺以及周围地层条件的适应性要求，同时导致注浆浆液不符合施工要求也有可能是原材料质量不合格的原因，或在运输、储存过程中出现了问题，比如在运输过程中浆液已经发生离析、沉淀的现象等原因，以影响注浆浆液的拌和计量标准和配合比产生一定的误差，最终导致成型浆液不符合要求。

2)隧道上方地层沿隧道开挖纵轴线方向产生过大沉降，引起地面产生大范围区域性沉降变形，影响地面的建筑物安全和道路的正常使用。产生这一现象的原因可能有：盾构机在进行施工时，未按设计方案要求进行同步注浆，即注浆不及时或者注浆量不足等原因导致注浆效果不理想，造成沉降；在注浆过程中，如果注浆压力过大，注浆浆液可能会渗透周围土层，甚至产生地面冒浆等不良现象，由此造成注浆量不足，导致地面产生较大沉降；当浆液凝固后，如果注浆层的强度不能达到设计要求，则无法弥补土体的卸荷，造成地表过量沉降；同时，在注浆过程中，由于工艺精度等问题造成的注浆压力不均匀、不连续，导致区域性注浆不合理甚至对周围地层造成扰动而导致沉降量过大。

3)选取单液注浆方案，在进行同步注浆施工时，注浆管堵塞，发生注浆量不足，无法进行有效注浆，甚至发生注浆管爆裂的现象，迫使施工暂停，影响工程进度以及已开挖面的注浆效果。产生这一问题的原因有：在施工过程中，由场外原因导致施工停滞，未及时清理注浆管中的残留浆液而导致这部分浆液凝固硬化，造成管道堵塞，无法重新使用；在浆液配比中，未仔细考虑含沙量，造成含沙量过大而随着注浆逐渐沉淀在注浆管中，引起拥堵；同步注浆管的三通部位在注浆过程中有部分浆液残留，凝固后导致浆液管拥堵。

4)选取双液注浆方案，在进行同步注浆施工时，注浆管堵塞，发生注浆量不足，无法进行有效注浆，甚至发生注浆管爆裂的现象，迫使施工暂停，影响工程进度以及已开挖面的注浆效果。产生这一现象的原因有：施工过程中，注浆管清洗不及时，残留浆液凝固后造成堵塞，影响施工进度及注浆效果；注浆的两种浆液的注浆泵压力不匹配，导致压力较高的那部分浆液注入到压力较低的浆液中，导致注浆管内发生浆液凝固，从而造成堵塞；当注浆浆液管中有支管时，因清洗较麻烦而导致清洗不仔细，残留浆液清洗不完全而导致浆液凝固堵塞管路。

3 同步注浆施工过程中问题的对策

3.1 注浆浆液材料、配比问题对策

在注浆浆液的配制过程中，应该综合考虑盾构机的形式、注浆的形式、周围地层条件等因素，根据安全控制标准以及符合经济效益最大化等进行浆液的材料配合比设计，在设计完成后，应按照设计方案对浆液配比进行试验检测，达到施工所需的性能后方可使用；此外，在浆液计量器具的设计方面，首先应该考虑的是计量的精确性，在保证精确性满足合理要求的情况下，可以设计相对较简单的计量器材，同时，对这些计量器材进行定期的维护检查，保证其使用寿命，每次使用前都应检查校准计量器准度，如果准度出现误差，应及时进行校准；在浆液材料方面，应从采购、运输、储存等方面保证原材料的质量，并定期对材料进行抽检，以确保其质量；由于浆液在搅拌机中经常会有材料，或由于周围环境的改变等原因，应经常对搅拌机进行维修保养和浆液残留清洗，以保证每一次的搅拌都能够不破坏现有浆液的材料配合比，保证材料的稳定性；在选择注意浆液的输送方式时，应根据浆液具体的状态来选择合适的浆液输送方式，在选择用管路进行浆液输送时，应该综合考虑管道的长度和直径，在选择用搅拌车进行输送时，应综合考虑搅拌时间和搅拌车的性能，以确保浆液的稳定性；在浆液配制完成后，以及浆液在运输完成后，应对浆液进行性能检测，以确保施工的顺利进行。

当在配制或者运输过程中出现浆液质量不合格时，应对浆液进行重新配制，不能继续使用质量不符合施工要求的浆液，如果在实际施工过程中发现浆液配合比与现场条件不相符的情况，应及时调整浆液配合比，如果运输设备或者注浆设备出现问题，应进行及时更换或维修，以保证浆液的质量。

3.2 隧道开挖纵轴线方向地表变形过大

在进行方案设计时，应根据以往相似工程的施工经验，综合考虑地层条件对注浆压力和注浆量进行设计，在施工时也应注意注浆的同步性，以确保注浆达到预期的效果；在进行注浆时，应保证注浆的均匀性，同时还应考虑盾构机的掘进速度，应根据盾构机的施工速度合理设置注浆速度，保持其适应性；在注浆过程中，由于施工扰动较大，所以应特别注意注浆压注的强度，保证注浆强度的合理性；在盾构机进行掘进时，应同时、均匀、经常性的压注盾尾密封油脂，以保证盾尾钢丝刷的使用功能。

在注浆过程中，应注意监测地表沉降变形量值，根据沉降的大小变形规律及时调整注浆量、注浆大小和注浆部位，如果出现沉降量较大的部位，可以采用补压强的措施来弥补；施工过程中还应注意检查盾尾的情况，对于损坏的盾尾应及时维修或者更换，或者采用盾尾内垫海绵的方法来进行堵漏，如果是注浆口离盾尾太近而引起的盾尾漏浆，可采用从衬砌环上进行壁后注浆的方法，减少浆液渗漏。

3.3 单、双液注浆浆管堵塞问题的对策

在盾构机暂停掘进的时候或者停工期间，应及时对注浆管进行清理疏通，可使用浆液打循环回路，以此来避免注浆管中浆液残留凝固引起注浆管堵塞；浆液拌和的过程中除了要注意配合比的合理性，还需要注意搅拌的充分性；定时清理浆管，清理后的第一个循环用膨润土泥浆压注，使注浆管路的管壁润滑良好；此外，在清洗注浆管的过程中，还应注意将橡胶清洗球去除，否则更容易造成注浆管的堵塞；注意调整注浆泵的压力，对于已发生泄漏，压力不足的泵及时更换，保证两种浆液压力和流量的平衡；对于管路中存在分叉的部分，清洗球清洗不到，应经常性用人工对此部位进行清洗。

4 结语

随着城市地下交通的快速发展，越来越多的地铁线路开始建设，同时带来的是不同地层条件及周围环境所引起的施工问题，尤其是在盾构法施工过程中壁后注浆中存在的问题，它直接影响到地表沉降变形，进而影响到周围建筑物的安全。盾构隧道施工同步注浆的问题较为多样，主要包括浆液配合比或材料本身的问题、由于注浆压力或注浆量不合适引起的地表沉降变形过大以及单、双液注浆管堵塞甚至爆裂等问题。对于这些问题，应从注浆材料的采购、运输、配制过程出发，保证浆液配制的安全性和稳定性，同时在注浆施工过程中，应综合考虑盾构机的施工速度、周围地层的变形情况等条件，及时调整注浆压力和注浆量，定期检查施工设备，以确保同步注浆达到理想效果，保证施工的顺利进行。