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摘要：随着社会的不断发展，地铁成为了一种新型的地下交通工具，地铁的出现时刻在改变着人们的出行方式。在地铁建设的时候一些不良的地理灾害成为了工人们最大的建设障碍，在地铁的隧道建设过程中会穿越第四系富水砂层，这是最影响地铁建设安全的主要灾害之一，人们为了减少这种灾害的发生大多采用注浆的方法进行控制。本文通过对地铁穿越砂层注浆的扩散与加固进行分析，并提出一些涉及到的工程应用做出探讨，供相关人员参考。
关键词：砂层注浆；扩散；加固机理；工程应用
引言：目前，中国有地铁的城市越来越多，而对于地铁建设的工作仍然还在继续中，在地铁建设穿越第四系富水砂层的时候，由于自稳能力比较弱就很容易发生隧道塌方等现象的发生，在造成人员伤亡的同时又损失了建设资金，在这个问题上，可以采用一些降水法或者冻结法来改善地层性能，但是这种方法成本比较高，耗费的时间也比较久，于是后来研究人员又研发出了注浆法，这种方法相对来说成本要低一些，施工的效率也得到了提升，现在已经成为了大多数地铁建设过程中用来治理富水砂层的方法。
1.注浆扩散与加固理论
1.1注浆扩散理论是在流体力学的基础上逐渐发展的，主要是对于浆液中的流动过程进行分析，对浆液里面的扩散和注浆参数建立一个定量关系。现如今在中国和外国都有很多的学者对这方面在进行研究，并且都取得了一定的成就，于是就建立起来了注浆扩散的理论模型，注浆扩散主要是包括三种理论，分别是渗透注浆扩散理论、劈裂注浆扩散理论、压密注浆扩散理论。在渗透注浆理论的发展中，慢慢被引进了浆液粘度的因素，让渗透注浆理论在很多领域的运用中也得到了增加；目前劈裂注浆扩散理论的研究还比较少，一些学者通过实验证明了劈裂注浆是先压密后劈裂的过程；而对于压密注浆理论的研究很多都是在柱孔扩张理论的基础下总结出来的，一些学者在研究压密效果的时候，考虑到出水渗流和土体弹性变形，在这两种情况的基础上，也提出了对应的一些工程式，从而有效的促进了地铁的建设质量，但是目前关于劈裂注浆的压密过程还没有在实际操作中得到运用，而研发人员也还在进一步的研究中，只为人们提供更好的建设方法。
1.2很多学者曾经对注浆加固地层有进行过深层次的研究，有的研究人员还利用一些模拟材料开展了实验，通过对注浆前后进行了对比之后发现注浆确实能够加强模拟材料的稳定性，之后又经过研究人员的长时间研发，学者们才开始对注浆加固加以重视。随着加入的工作人员越多，研究手段自然也丰富了起来，如今国内和国外都有了很多关于注浆的模拟实验，从而建立起了参数之间的内在关系，同时也是为注浆实验汲取一些经验。
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2.地铁注浆的工程应用
2.1注浆在地铁施工中的应用可以分为几种类型，第一种可以改良地层的性质，为了达到改变自然沉积土体的物理学性能的目的，很多时候必须要采用注浆的方法，比如在一个地铁的建设过程中采取了注浆，不仅可以保护地面的建筑物，还可以让地铁修建成功之后更有稳定性，让人们的出行更有保障一些。第二种为了穿越砂层而注浆，为了能够顺利的穿越砂层就要提前进行注浆，将细粉进行固结，从而避免塌方的问题发生。
2.2第三种是为了提高锚杆抗拔力才进行注浆的，为了让锚杆的抗拔能力变得更强，于是施工人员就在锚杆的基础上实施了注浆，这样一来，锚杆本身的抗拔力再加上注浆的稳定性就大大增强了抗拔力，同时，由于这种施工操作比较简单，成本也低，因此得到了特别广泛的使用。在进行注浆的时候，要注意注浆的多少是取决于锚杆的直径大小的，正常情况下，0.20立方米的注浆量有8.4厘米的扩散半径，注浆的压力是0.25MPa，可以增强锚杆357KN的抗拔力。第四种为了纠偏进行注浆的，注浆技术是为了将那些倾斜的建筑物纠正回来的方法，如今已经被大多数人知晓了这个技术，在实际的地铁建设注浆过程中也得到了重用，并且取得了很好的效果。纠偏在盾构的前端就开始实施了，首先在盾构的前三节混凝土管内部钻一个注浆的小孔，在每根管子的西面布置两个注浆孔，在东面开两个出土孔，纠偏的过程是从东面出土从西面进行注浆，在最后的时候再进行盾构推进，从而完成整个纠偏的过程。
2.3第五种是为了防止过河段隧道堵水而进行注浆，注浆是通过注浆管将浆液均匀的输进建筑物周围的地层中的，用填充和渗透的方式将地层中的空气和一些碎石进行挤压，浆液灌入地层之后一段时间会变得更有稳定性，逐渐形成一个好的结石体，从而实现堵水的目的，为人类的出行提供更好的安全保障。最后一种应用是为了保护管线而进行注浆，对地铁隧道的建设和基坑的开挖都会造成一定范围内的土体移位和沉降，地铁通过的地方大多都有管线，如果在隧道建设过程中对土体造成的沉降幅度太大，就会对管线形成损坏，因此，对地层进行注浆是为了更够更好的保护管线。
结束语：注浆技术在地铁的建设过程中有着很大范围的应用，包括填充缝隙和加固地铁初期的运行都有着非常重要的作用，在实际的注浆过程中，注浆扩散过程和加固过程都是在富水砂层的环境中完成的，在地下水的影响之下，砂层注浆加固还存在着弱化的不足，而对于这种反应，研究人员还在进一步的研究之中。地铁逐渐成为了人们上下班的必要交通工具，它不会像坐公交一样还会出现堵车的情况，减少了人们上班在路上的时间，在地铁的建设施工过程中，工作人员应该多了解一些注浆的知识，才能合理地运用注浆技术，来让人们的出行工具变得更加的安稳和完善，同时也是在推动中国全面建设发展工作，为以后开发出来的新型出行工具打下优秀的基础。
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论文作者:刘凡
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/23
标签：注浆论文; 地铁论文; 理论论文; 盾构论文; 过程论文; 浆液论文; 隧道论文; 《建筑学研究前沿》2018年第6期论文;