摘要：根据复合地质条件下利用同步注浆法开展盾构施工这一问题，本文通过对同步注浆方式的了解，得到砂浆稠度的不同、强度的变化以及沁水性、流动性等的不同都会影响对同步注浆有一定影响，通过对不同地质条件下同步注浆方式的讨论，为盾构施工提出了简要意见，希望对以后的类似的工程有一定的指导作用。
关键字：同步注浆；复合地质；盾构施工
0引言
由于盾构法在施工期间对地面的影响较小，开展起来安全并且速度快，因此很受广大城市的欢迎，但是在施工过程中产生的盾尾间隙对地面以及盾构机的姿态等多方面都会带来严重的影响，因此本文引入同步注浆法，在盾尾处注浆有效减少对地下以及周边结构物扰动，并且可以很好地充当第一道防水线，有利于维持隧道的稳定性。
1.复合地质及同步注浆介绍
1.1同步注浆方式
本次盾构机制同步注浆系统采取的是砂浆注浆的方式，被拌制以后，通过搅拌车和设备泵运输到车架上的浆桶内，在盾构机推进的时候，及时的通过注出口注入土体，减少建筑空隙，从而避免地面沉陷的情况发生。在注浆过程中为了确保浆液可以有效的注入土体中，那么必须保证注出口的压力大于盾尾泥水的压力，对注入量的适当调节，可以造成注浆压力的改变，但需要保证注浆压力的设定值需要低于理论值。注浆压力的设定值公式为P=P1+P2+P3，其中p1、P2、P3分别是切口水压力、管阻以及常数，P代表的是注浆压力。注浆量的控制，其土体的实际注浆量应该为理论空隙的 左右，而压浆量及压浆点要根据地层的变形及压力值的监测而确定，盾构机的速度要与同步注浆的速度向匹配。
1.2复合地质条件
盾构施工在掘进至大约里程 处，中间需要穿过砾砂、卵石等多层复合地质，这在国内工程当中属于比较复杂的地质工程，在采取同步注浆的背景下，盾构掘进段（ ）区间从江底到到盾构机底部的地质较为复杂，地质情况上软下硬，主要经过砂砾、圆砺、卵石以及粉砂岩几种地层，强风化粉砂岩地层属于高强度的硬岩，卵石及砂砾地层属于高渗水的砂卵石地质，稳定性能极差。在这样的地质条件下为了实现壁后注浆，那么所注入的浆液就一定要充分、迅速的充满盾尾空隙，综合工程的本身特性以及地质的实际情况，本文采取将少量加入水泥的硬性浆液注入到盾尾间隙中的方式，所注入的浆液必须满足有较好的动力学性能及强度、合适的稠度、一定的早期强度、固化时间容易掌控以及流动性能良好等特点。
2.盾构选型
结合环保、成型速度、施工情况等多个角度综合考虑，本文选取复合式土压平衡盾构。首先要求主电机的驱动功率不得低于900KW，刀盘的推力最大不得超过35000kN，扭矩的额定值不得低于6000kN•m，在设计刀盘时要适当的增加中心部位的开口，避免频繁出现结泥饼的情况，另外还要保证刀盘具备足够的强度和刚度，其面板及边缘的设计应增强耐磨保护措施，其次还要优先选取轴式螺旋输送机，而且其直径应该保证不得低于800mm，还要配置双仓并联结构的人仓，这样可以很好地满足在更换刀具以及检查刀盘时的需求。所更换刀具时尽量选用破岩能力较强的刮刀、宽刃齿刀以及单刃滚刀共同组合的刀具，刀座可以实现齿刀与滚刀可以互换的目的[1]。
3.复杂地质条件下盾构施工
3.1胶砂比对砂浆稠度影响
实践表明，当胶砂比从0.36增加到0.44时，砂浆的流动度和稠度增加十分明显，并且随着时间的推移，流动度和稠度的经时损失的下降趋势也表现得比较明显。出现这种现象的原因在于膨润土的主要矿物成分为蒙脱石，其具有吸水膨胀性、吸附性、高分子散性等，在水解之后，能使砂浆间的稳定性得到有效的提高，同滑动效应的作用下，砂浆的可泵性和滑动性得到了极大地提高，从而防止在泵送时，砂浆出现堵管的现象。此外，遇水膨胀的性能还可以使砂浆的干燥收缩性得到补偿，从而使砂浆的粘结能力增强，减少微裂纹的出现，粉煤灰的掺入使新砂浆的浆体体积得到增大，并且骨料之间的空隙被大量的浆体填充，包裹并润滑颗粒，从而使砂浆拌合物的流动性和粘聚性得到增强。
粉煤灰的形貌效应能够使骨料和浆体之间的界面摩擦得到减少，在骨料的接触点起到了滚珠轴承效果，极大地改善了砂浆的工作性能；此外，随着胶砂比的增加，泌水率呈现出减小的趋势，这主要是由于水和胶凝材料之间的水化反应增大，砂浆中的自由水减少，进而造成了泌水率的减少。随着胶砂比的增加，砂浆的凝结时间也在增加。
3.2抗压强度
参照JGJ/T70-2009对砂浆比与抗压强度之间的关系进行了实验，通过实验得出了砂浆的水胶比和抗压强度的关系如下图所示：
图3-1实验组抗压强度.png)
由图3-1所示，随着龄期的增长砂浆的抗压强度逐渐增强，同时随着砂浆比的增加，砂浆的抗压强度也逐渐增加。砂浆比越高也就代表着胶凝材料的用量就会增大，胶凝材料生成的水化产物也越来越多，故而抗压强度也得到了提高。通过对砂浆抗压强度、砂浆工作性、工程特点的地质情况以及经济性等因素的综合考虑，然后选择适合的砂浆比用于相应的工程上。
3.3局部硬岩地层的掘进
盾构施工在硬岩地层进行掘进的时候，采取敞开或是半敞开的模式进行掘进。同样也要严格控制各项掘进参数，确保刀具的质量，保证施工安全。在掘进期间所注入的泡沫不仅具有冷却刀具的能力还能起到改良渣土流动性的能力，另外由于硬岩地层隧道所成形的断面光滑完整，因此同步注入的浆液在初凝之前是流动的状态，已经被安装的管片其自身重力远低于其受到的浮力，因此很容易发生管片上浮的情况，所以在掘进过程中将盾构竖向姿态适当的降低，这样可以很好地抵消一部分管片上浮值。调整浆液的初凝时间，尽量控制在八小时以内，10环管片注入以此水泥，提高人工检测管片及盾构的姿态，通过水玻璃双液浆将同步注浆的浆液隔离开。
在盾构掘进过程对盾构段同步进行监控量测，检测量测的结果将对注浆量以及同步注浆比的调整提供了重要的依据。不同的地质结构要采取不同的盾构掘进技术，结合实际的地层状况，合理的开展盾构掘进工作，这不仅可以有效的提高施工效率，还可以很好地避免了施工过程中潜在的一些危险。
4.结语
总之，在复合地质条件下合理的选取盾构施工技术，有效的使用同步注浆法，在同步注浆过程中合理调节盾构竖向姿态，提高隧道的稳定性，避免堵管现象，保证盾构掘进施工同步注浆过程顺利进行。
参考文献：
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论文作者:陈泰振
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/16
标签：盾构论文; 砂浆论文; 注浆论文; 地质论文; 地层论文; 抗压强度论文; 浆液论文; 《基层建设》2016年18期论文;