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摘要：盾构施工已成为地铁隧道施工的常用方法，可以减少施工对周围地质层和结构的影响。本文以实际的工程为例子，阐述了盾构隧道同步注浆技术的相关原理，并且在同步注浆技术应用的基础上，同时还研究了盾构隧道施工同步注浆和二次注浆技术，希望能够改善盾构隧道的稳定性，并能够取得良好的施工效果。
关键字：盾构；地铁隧道；同步注浆；技术参数
1、前言
当今，盾构掘进法施工是城市轨道交通施工的主要方法之一，由于其具有掘进速度快、对地面交通影响较小的特点，得到了广泛应用。盾构掘进时，刀盘转动切削地下土体，通过推进油缸的伸缩，来保证盾构机的前进，由于刀盘直径大于管片直径，当管片脱离盾尾后，会出现一个环形空间，同步注浆的目的就是为了填充环形空间，防止地表过度沉降，威胁施工安全。因此，盾构施工中同步注浆至关重要，本文就盾构掘进时的同步注浆技术展开具体论述。
2、同步注浆的技术
2.1、同步注浆的定义及目的
同步注浆技术的定义，在盾构向前推进的同时进行注浆，主要是利用同步注浆泵及尾盾中内置的注浆管，在盾尾与管片环形空间形成的同时，及时的进行浆体填充。其目的主要为以下三点：（1）在管片与周围土体形成环形空隙的同时，尽早的建立浆液支撑体系，防止地面沉降。（2）及时的获得浆体固结强度，保证管片的稳定性，防止管片出现位移变形。（3）作为管片的加强层，具有耐久性和一定的强度，避免地下水直接对管片造成侵蚀。
2.2、同步注浆的原理
将具有长期稳定性和流动性的浆体通过同步注浆泵注入到管片背后的空隙，浆液在一定压力和自重的作用下流向各部分空隙，并在一定时间内凝固，从而达到填充空隙，防止土体塌陷。
2.3、同步注浆量
同步注浆量理论上是开挖土体与管片外壁之间的空隙体积，但在盾构掘进时受到纠偏、跑浆（包括向土层中渗透）和注浆材料收缩等因素影响，理论损失的土体值不足，通常我们会设置一个系数来补偿该部分损失的土体。该系数一般按1.5考虑，因此注浆量体积计算公式如下：
Q=KV V=π（D2-d2）L/4
公式中：K-注浆系数，取1.5；D-盾构机的开挖外径；d-管片外径；L-每环管片宽度。
注浆量应结合地表监测情况及时进行调整，实行动态管理。
2.4、选择同步注浆材料和配合比
为了尽快达到加固管片和堵漏的目的，同步注浆材料的选择十分关键，根据相关要求，需满足以下几点: (1) 浆体的流动性要好: (2) 浆液的凝固时间可控；(3) 浆体的稳定性要好：(4) 浆体无毒无害，不具有腐蚀性：(5)浆液终凝后无明显体积收缩，具备一定强度：(6)原材料取材方便，成本低，制作简单。
根据注入浆体的种类，可以分为单液浆和双液浆两种；根据是否添加胶凝材料（如水泥），又可将单液浆分为惰性浆液、硬性浆液，惰性浆液中未添加水泥等胶凝物，强度略低，但是充填性和流动性较好好，费用较低，不易堵注浆管；硬性浆液由于添加了胶凝物，强度略高，但是在充填性和流动性方面有所不足，成本较高，容易出现堵注浆管的情况。在盾构施工时，需根据地勘报告以及补勘的情况与图纸中注浆的相关要求，合理的选择注浆材料，但应兼顾成本与注浆效果。以下为济南地铁R2线某区间同步注浆（硬性浆液）配比及成本情况：
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3、同步注浆的施工
3.1、同步注浆方法与工艺
同步注浆和盾构掘进可以同时进行。盾构掘进时，盾构尾部会形成空洞，浆液通过同步注浆系统和盾构尾部内置的注浆管，进行对称同步注浆。以济南地铁R2线某区间盾构机为例，该台盾构共配置了两台双活塞注浆泵，盾尾设置了10个同步注浆孔，然后采用了4个双泵管（8个注浆点，其余4个）进行对称同步注浆。同步注浆系统根据现场的需要，设置了自动和手动控制两种注浆模式。自动控制模式是指预先设定的注浆压力，并且通过控制程序来自动调整注浆的速度，在注浆的压力达到设定值的时候，注浆会自动停止。手动控制模式之下，由专门操作人员依据当前的掘进情况，随时进行手动调整注浆流量、速度以及压力等的参数。一般情况下为了防止注浆管在施工时候出现堵塞，影响施工进度和注浆效果，10路注浆管路不同时使用，一般情况下预留6路注浆管备用。
3.2、同步注浆参数的确定
同步注浆施工前，应根据现场实际情况合理的确定注浆参数，以保证预期的注浆效果，减小地表沉降。如:同步注浆压力须大于水土压力(Pa)，一般以1.1至1.15 Pa为宜，考虑到实际现场施工中出现的浆液损失，例如:盾构超挖、同步注浆液向周围土体渗漏等情况，实际的注浆量应按理论值的1.3至1.8倍计算。同步注浆速度应与盾构掘进速度保持一致，以盾构掘进一环时间内的注浆量，来计算每环的平均注浆速度。
盾构机掘进时，同步注浆液需提前在地面制作完成，通过管道放入储浆车，然后由编组列车输送至洞内盾构后配套台车上的储浆罐存放，再通过盾构机上配置的同步注浆泵进行注浆,施工中应做好相关检验及管理工作，如：制定工艺流程与质量控制程序，注浆完成后及时检查注浆效果。建立专业注浆班组，做好现场地表的监测工作，及时调整注浆参数。
3.3、同步注浆结束的标准
采用注浆压力和注浆量双重控制标准。当同步注浆压力达到设定值，且注浆量满足 90%以上的设计值时，可以认为本次同步注浆满足质量要求。
4、同步注浆质量的保证措施
同步注浆施工中遇到的常见问题与及解决办法。
①漏浆问题的处理:盾构同步注浆时的漏浆，分为两种:盾尾漏浆和掌子面漏浆。前者用棉纱、海绵条等进行堵漏，后者通过泡沫注入系统，在盾壳与土体间注入膨润土，阻挡浆液流入掌子面。
②注浆管堵塞问题的处理:在盾构始发时，由于掘进速度慢，浆液在注浆管路内的停留时间过长，易出现堵管问题，可采取以下处理办法:第一，调整浆液配比，延长凝结时间。第二，拼装管片或出碴时预留部分浆液，间断泵入，确保管理通畅。第三，注浆完成后，使用膨润土液清洗管路。
③管片上浮问题的处理:盾构同步注浆时管片上浮，一方面是地质条件的影响，另一方面是由于浆液初期强度不足、注浆位置不合理等因素造成的。可采取以下方法处理：第一，科学选择浆液，根据地勘报告进行配比试验，保证浆液初期强度、初凝时间以及28天强度均满足围岩共同作用要求。第二，科学选择注浆压力、注浆量、注浆位置，加强管片监测，根据实际情况调整注浆参数。
5、结束语
同步注浆是盾构施工重要的辅助手段，也是控制地面沉降的关键。在施工时注浆速度偏差较大，会引起地表沉降或隆起。良好的同步注浆技术可提高工效，降低成本，取得良较好的经济效益。
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