盾構始發接收洞門水平注漿加固施工技術探討

摘要：在開展盾構施工過程中，其端頭的加固質量直接關乎著盾構施工的施工安全性。為此，想要確保盾構施工的安全質量得以提升，需要做好端頭的加固，同時關注始發接收洞門水平注漿工程，確保其在實際工作的過程中工作質量得以提升，保障盾構施工的施工能夠順利且安全地進行。

關鍵詞：盾構始發接收洞門水平；注漿加固；施工技術

在大多數情況下，盾構機無論是在始發或是接收之前，首先要做的都是破除洞門范圍內的始發、接收井的圍護結構，但是在整個施工過程中所消耗的時間較長，并且風險較大。為此，在當前大多數情況下會選擇旋噴樁、攪拌樁或者冷凍法對整個區間端頭進行加固處理，提高其處理的整體效果，同時不斷減少洞門鑿除以及盾構始發和接收的風險。在部分區間其存在著交通導改難度大或是影響地下管線等一系列情況，需要對盾構始發，接收洞門水平注漿進行加固施工，以此來提高在整個施工過程中的整體質量和效果，滿足當前行業發展的實際需求，改變其交通導改困難這一情況。

一、盾構始發接收洞門水平注漿加固的準備工作

（一）無收縮注漿液的特點

在開展盾構始發接收洞門水平注漿加固項目時，需要了解無收縮注漿液本身的特點，其中包括了以下幾點：第一，固結硬化的時間相比于其他施工方式而言更容易進行調整，與此同時設計硬化時間長的注漿液本身的強度也會在這一階段得以提升。第二，注漿液的滲透性相對較好，特別是面對細沙層滲透性更佳能夠有效地提高整個施工管理的質量。第三，在地層中有流動水的情況下，也具有極強的團結性能，整個漿液不容易溶解，同時本身具有極強的止水效果，能夠滿足在實際施工時的施工需求。第四，無論是漿液強度或者是硬化的時間、滲透性能等等，均可以根據現場的需求在第一時間內進行調整，能夠滿足當前盾構始發接收洞門水平注漿加固項目的實際需求，第五，在完成盾構始發接收洞門水平注漿加固項目后期注漿漿液不流失，并且固結不會出現再次收縮的狀況，整體硬化劑處于無毒現象，對于地基地下水本身同樣無污染。在進行注漿時，需要遵循先外圈后內圈的注漿方法。在實際開展注漿時，需要將同一圈的上部先做好上部孔，然后開始做下部孔，做到間隔跳孔，并且孔隙與孔隙之間需要做到逐步加密，先入無水區再注入有水區這一原則，才能夠提高注漿的整體效果，在完成注漿施工后，則需要通過打探孔來檢查注漿是否存在仍舊流水這一現象如果沒有達到本次施工的實際需求，進行補充注漿，以此來提高在注漿工作開展時的整體質量。

（二）注漿的準備工作

在開展盾構始發接收洞門水平注漿加固項目工作之前，首先要做好一系列的準備工作，其中包括了以下幾點：第一，構盾的姿態與洞門復測。要求在盾構貫通之前需要由相應的測量人員，按照我國的行業規范，對洞內的控制網以及構盾機的姿態，管片姿態以及洞門實際位置等一系列內容進行有效的復測，同時能夠不斷加強盾構機自身的姿態控制，確保在進行隧道檢測過程中長隧道檢測能夠實現充分的貫通檢測質量、效果也可以得以提升。第二，做好應急物資的以及相應設備的準備，需要根據安全專項施工方案以及其應急預案的要求，充分地準備好洞門鑿除以及盾構接收的相關應急物資和設備，其中主要的物資包括了棉紗、棉被、沙袋、雙快水泥、鐵鍬等等，在進行設備準備時，則需要包括滅火器、水泵扳手、夜間常用的照明工具等等。第三，在洞門鑿除之前，為了避免出現地下水沿著土地的縫隙涌出，這一情況需要保證水平深孔注漿工作的有效完成，需要在洞門鑿除之前通過中盾內一周的脫困注漿口向盾體外側進行聚氨酯發泡劑的注入，以此來確保在盾殼與土體之間能夠形成一個封閉的止水環兒，其應用效果也能夠得以提升，促使止水質量得以改善，更能夠符合盾構始發接收洞門水平注漿加固項目的實際需求。

二、工程概述

（一）工程實例

為了更好地分析盾構始發接收洞門水平注漿加固項目，本文以某市城市軌道交通4號線一期工程土建施工工程為例進行探索，其中4105標段為二站二區間，在本次工程中盾構累計始發、接收共8次，全部采取端頭加固。

（二）洞門設計加固情況

為了更好地分析本次施工的實際情況，確保盾構始發接收洞門水平注漿加固項目質量得以提升，需要對洞門設計加固情況進行進一步的探索和分析，其中在本次施工的過程中，盾構機的始發端其需要加固的范圍為：縱向10m，與到達端頭加固范圍和為縱向12m。在進行豎向加固時，其加固的范圍為隧道拱頂以上的3．Om至底板以下3．0m，其中整體的隧道洞身范圍為兩側的3．0m。在整個工程施工的過程中，能發現施工的始發端頭以及到達端頭所選擇的加固方式為咬合旋噴樁加固，在本次施工的過程中選擇的是直徑為800mm、間距為600mm的三重管旋噴樁。由于本次施工的過程中，其所處的地區為地層含有大量的粉細砂層，地下水資源極為豐富，在進行施工設計的過程中，高壓旋噴樁土體加固效果不佳，為了進一步保障盾構施工的安全性，當前應該對洞門范圍的土體進行水平注漿加固，確保盾構始發接收洞門水平注漿加固項目質量滿足施工的實際需求。

三、盾構始發接收洞門水平注漿加固方案的選擇

（一）鉆孔設計

在本次施工的過程中，其中項目的盾構門是一個直徑為6.7m的圓形，其整體的周長為21.04m，工程中為了更好地進行探索，需要了解始發段和接收端在進行設計時，其水平注漿的加固長度，其分別為6m和4m，結合本次工程的實際情況發現在進行地面鉆孔補注水平注漿時未達到最為薄弱的土體部位，通過注漿能夠達到本次施工的實際效果。其中盾構門內需要設計水平的鉆孔兩排，其中緊挨邊側的最外側為第一排，在本次施工設計的過程中，一共含有設計鉆孔總計21個，需要將整個圓形門將其分成4個不同的扇形部分，其中應明確每個扇形的最外側有鉆孔4個，其中孔的間距為1000mm，在進行鉆孔時，需要了解鉆孔的水平夾角為12°—25°，具體的夾角角度，需要根據當前施工現場的實際情況進行確定，在鉆孔時整體的深度分別為6.6m以及4.5m，按照夾角大小進行排序。面對第二排的鉆孔，首先了解其鉆孔與第一排之間的距離應該為100cm，兩排鉆孔需要按照梅花形布置，第二排具體的間距應該根據本次施工現場的實際情況進行確定，在進行鉆孔布置的過程中，同樣需要采取梅花形布置。在進行地面鉆孔的過程中，需要設計3排鉆孔，其中要求孔間距為1．45m，排距為1．45m，每排含有設計鉆孔7個，所有的鉆孔在進行布置時，均需要采用梅花形布置，鉆孔的設計總計為20個，通過后退式注漿方式不再重復補注，在進行注漿的過程中，應明確其主要在薄弱部位進行加固管理。

（二）水平注漿施工控制

在進行平注漿施工控制的過程中，需要做好以下幾項工作：第一，鉆孔。在盾構始發接收洞門水平注漿加固項目中進行第一孔施工時，要求施工人員對設備進行慢速運轉，這是由于在最初無論是施工人員或者是設計人員對地層的情況以及、地層對鉆機的影響情況了解不夠透徹，需要通過第一孔施工進行參數的準確掌握，了解地層的實際情況，并且確定在地層條件下其設計的各類不同參數，要求每次完成一段地鉆進都需要進行第一時間的檢查，目的是及時發現其中存在的問題，及時進行糾偏。第二，水泥漿的拌制。在本次施工之前，為了確保施工質量得以提升，應該在準備注漿前1h進行水泥漿液的制備做到隨配隨用。要求施工配比人員在進行配比的過程中，應該按照漿液與水灰比的1：1配置，在進行配置過程中磷酸與水則應該按照1：12．5比例進行稀釋后備用。第三，高壓注漿。當系統準備就緒后，則需要做到首先施工人員應該把注漿管接入鉆桿，開始注漿，在每一次注漿的過程中其把每步不大于20cm，做到勻速提升，當壓力達到設計值時，需要暫停注漿，往外提升鉆桿，作為施工人員在這一階段需要高度注意鉆機參數變化。在注滿之前，需要施工人員循環往復上面的程序，直至達成本次施工需求。其次，在進行注漿的過程中，要求施工人員做到在漿液攪拌后4h內用完，盡可能不要超過攪拌時間，如果超過攪拌時間，則需要通過相應的質量檢測人員對本次漿液的性質和狀態進行分析和檢測，確保其檢測質量得以提升之后才能進行進一步的使用。水泥漿的拌制質量也直接影響到了在后續施工時的整體施工效果。為此，要求施工人員一定要做到根據實際情況做好水泥漿的拌制，防止其拌制效果較差，進而影響到本次施工效果。在進行高壓注漿的過程中，需要安排相應的值班人員及時地去檢測雙液漿初凝時間、漿量、壓力等參數是否符合本次施工的要求，并逐一地做好記錄。施工人員在進行壓力、注漿量控制的過程中可以通過壓力表及時地觀察注漿壓力，同時做到隨時檢查隨注漿量的增加，壓力變化情況。注漿過程中可以采用雙向控制的方式提高施工的整體質量，即達到設計注漿量后對其進行停注；如果沒有未達到設計注漿量但是在設計的過程中其本身已經達到了設計的注漿壓力，應分析其是否出現了異常情況，在出現異常情況后停注。同時還需要對每一次工作完成后的數據進行記錄，其目的是確保所有項目工程施工質量的提升。在發現后續存在問題時，能夠及時翻閱相關記錄，查詢在施工過程中哪些部分存在問題，第一時間對該問題進行解決。第四，樁機移位。如果發現鉆機移到下一孔位，則需要重復上述的流程。第五，對注漿參數進行有效的控制。其中涉及的注漿參數如下：注漿壓力為0.5-2.0Mpa，注漿終壓為2.0Mpa，漿液擴散半徑為1500mm，漿液初凝時間5min～10min或15s～1min，注入率40%左右，注漿管孔徑：φ45。如果出現了以下條件中的任何一個均可以立刻結束本次注漿，其中分別為：第一個，當注漿量達到本次設計單孔注漿的數量時；第二個，當注漿壓力逐步達到注漿終壓時。要求在本次施工的過程中，作為施工人員需要對本次施工中所涉及的全部注漿內容進行記錄，確保其數據的真實性和有效性，并且對本次注漿的實際狀況進行反思和探討，分析其中可能存在問題的原因有哪些，為后續的洞門注漿做準備。第六，作為施工管理人員，需要明確自身專業素質以及對于本次施工的了解程度，也直接影響到了在后續施工時的整體效果。要求所有的施工人員對于工程參數以及本次施工的實際狀況極為了解，做到相應數據爛熟于心，才能夠確保施工質量得以提升。在實際施工時也需要做好不同項目之間有效交接和技術分析，了解施工過程中所涉及的施工內容、技術以及設備，才能夠保證施工效果得以改善。

（三）做好加固效果的檢測

在本次盾構始發接收洞門水平注漿加固項目施工的過程中，要求施工人員在進行洞門鑿除之前，應該在洞門處進行水平探孔，其目的是快速地查看本次項目中的地下水位及端頭的加固情況，其目的是確保在進行洞門鑿除的過程中其安全施工質量得以提升，施工效果得以改善。要求在本次施工的過程中，洞門處水平探孔的孔徑為50mm，其中探孔沿洞門的四周不少于9個，要求探孔深度始發端為5m，接收端為3m。水平探孔位置要嚴格地、平均地分布在洞門墻面上，其中要求中間一個孔需偏離洞門中心20cm，避免將測量放出的洞門中心點破壞。在實際施工的過程中，如果施工人員發現探孔過程中若出現有流水、涌砂的情況，要求施工人員需要馬上用木楔子進行封堵止水，如果施工人員發現了流水涌砂呈現十分嚴重時，應做到注雙液漿進行止水。在盾構始發接收洞門水平注漿加固項目中在完成施工后對洞門進行水平探口檢查，當檢查結果為洞門并沒有任何的流沙以及流泥，同時在該洞門處應該沒有明顯的線流才能夠算作本次檢查合格，滿足施工的實際需求，并且可以開展后續的施工管理。如果在實際管理的過程中發現洞門水平探口檢查質量較差，或者是出現涌水、涌沙現象，需要在第一時間內找到相應的施工負責人員對該位置進行補充注漿，然后再一次進行檢查，直至本次檢查合格為止。一定要確保在開展探孔檢查時，其檢查結果為沒有極為明顯的流沙或是流泥現象，只有做到這一點盾構始發接收洞門水平注漿加固項目的質量才能得到提升，達成本次施工的實際需求。

（四）地面隆起監測

在實際施工的過程中，發現盾構洞門水平注漿容易造成地面隆起。為此，在施工的過程中，要求施工人員在洞門周邊無管線條件下進行注漿加固。如果在施工的過程中發現，盾構洞門的周邊，其本身存在管線這一情況，則需要對該施工位置進行臨時監測點的加設，其目的是對整個地面的施工狀態以及隆起情況進行及時地分析。例如，在本次施工的過程中，可沿隧道方向10m范圍內每隔2m布設3排臨時監測點，提高檢測質量。如果在監測的過程中，發現其地面存在隆起的情況，需要對水泥以及水玻璃的用量進行調低，同時不斷地延長水泥漿本身的凝結時間，控制地面本身的隆起速度，做到地面最終隆起不超過2cm，保障本次施工過程中的管線安全，防止盾構始發接收洞門水平注漿加固項目質量下降。

結語

綜上所述，在開展盾構施工時，洞門水平加固質量直接關系到盾構施工始發與接收的整體安全效果。為此，在實際開展施工過程中，需要嚴格的控制鉆孔本身的間距以及其數量，確保在實際開展注漿時，其注漿的安全性能夠得以提升，同時也需要根據實際施工的情況不斷調整雙漿液的配比，確保洞門后土體在進行加固時，其加固效果得以提升，能夠有效要隔離地下水，為盾構機在后續完成安全始發帶創造良好且有效的條件。

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作者簡介：曾軻（1987—??），男，回族，湖南邵東人，本科，工程師，研究方向：城市地鐵施工技術。