关键字：注浆法 水泥 水玻璃浆液 越江隧道
某越江隧道工程的联络通道桨叶过程中注浆法的使用。由于联络通道施工的土层为绿色～草黄色粘土层和含承压水的砂土层，尤其是含承压水的砂土层具有孔隙比大、承载力低、容易压缩、在动力作用下易渐变、开挖后天然土体本身难以稳定的诸多特点，它的施工风险性很大。注浆法是联络通道的最后一道重要工序，对整条隧道的建设具有重要意义。
1、注浆法加固机理
1.1 概述
注浆法是指利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密的等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”。联络通道注浆采用高压喷射注浆法对砼体进行注浆，在压力的作用下浆液充填砼土混合体的孔隙和喷砼未达到的薄弱点，在砼体中凝固后使砼体形成坚实整体从而保证了结构的稳定、安全性，提高砼土混合体的承载力和抗变形能力。
1.2 注浆法的加固机理
1.2.1 水泥水化反应
注浆材料的选取以无毒、无污染、施工简便、取材方便、价格低廉的原则结合工程特点。本工程选取以水泥浆液、水泥+水玻璃双液为材料。
水泥的主要成分为硅酸三钙3CaO.SiO2、硅酸二钙2CaO.SiO2、铝酸三钙3CaO.AL2O3和铁铝酸四钙4CaO.AL2O3.Fe2O3,而前两种占水泥总量的70-80%，水泥配置浆液时，不断的水解和水化成氢氧化钙Ca（OH）2和其他水化物，其水化方程式为：
3CaO.SiO2+nH2O
1.2.2 水玻璃与水泥的反应 水泥与水玻璃反应连续发生，胶质体的强度不断提高，其早期的强度是水玻璃和水泥水解产生活性氢氧化钙以及硅酸盐水化物。后期强度主要是碳酸化反应生成不溶于水的碳酸钙，生成速率缓慢，是后期强度持续增长的主要原因。其反应方程式如下： Ca(OH)2+Na2O.SiO2+nH2O
CaO.mSiO2.nH2O +NaOH , Ca(OH)2+CO2
2、注浆法主要设计参数
2.1 地质和设计资料注浆前首先应测得冻结压砼后各项物理及化学性质指标。此外还需据各土层的地下水压力、地下水位、地下水流向、江底下土层的渗透系数，联络通道的结构、物理力学特点、设计强度等。
2.2 注浆方式
为使砼体注浆目的是填充和挤密砼体，形成整体密实高强度结构，以满足设计和使用的要求及消除喷射砼时未达到效果的异常部位的安全隐患，采用高压喷射注浆法进行注浆。采用定向喷射的方式，注浆管在绑扎钢筋过程中预先埋置好；根据其他隧道施工经验，将注浆管做成双层并且多向，分别在联络通道两侧、顶部及硐顶部、两侧及前后侧呈排状布置；注浆分两次或多次进行，达到设计要求为止。
2.3 注浆用量
注浆量是比较难确定的指标，它与土质情况、砼的喷射效果、土层孔隙浆液的渗透性注浆方法等多种因素有关，在实际工程中往往以现场的注浆实验、经验确定。
2.4 注浆流量和注浆压力
注浆流量和注浆压力与土质种类、透水性、注浆速度、注浆方法等因素有关，一般参考现场实验或据已有的经验来确定。一般情况下注浆流量应配合注浆压力来调整，注浆初期土层吸收浆液能力强，压力可以较小，随着砼体孔隙、土体吸收量的减少可以逐渐增加流量增大压力，使其处于最佳的吸收状态，注浆接近结束时可适当增大注浆压力。1＃联络通道注浆过程中由于局部应力集中造成联络通道顶部局部向下隆起。
2.5 注浆材料
注浆材料采用普通硅酸盐水泥浆液、普通硅酸盐水泥+中性水玻璃双液。水泥浆中加入水玻璃有两个作用，一是作为速凝剂使用，掺入量较少；二是作为主要材料使用，掺入量较多。其特点：1，水泥浆越浓、水玻璃与水泥浆的比例越大和温度越高，浆液凝结时间就越短；2，凝固后的结石率高，可达95-98%；3，结石抗压强度高。但是双液应用过程中，若注浆经地质雷达探测确定不理想，时间较长则水玻璃很容易将注浆管封死，给重新注浆造成很大困难。
注浆用单液浆液，以水泥为主体，适当配入部分粉煤灰和外加剂；双液浆液以水泥和水玻璃为主体，适当调配而成。
(1)注浆用水应量可饮用的河水、井水及其它清洁水，海水和工业生活废水等不应采用。
(2)注浆所用的水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥标号宜为425号。水泥应保持新鲜，一般不得超过出厂日期三个月，受潮结块者不得使用，水泥的各项指标应符合现行国家标准，并附有出厂试验单。不宜采用特殊硅酸盐水泥注浆。
(3)为了改善浆液性能，应在浆液拌制好时加入如下外加剂：
1)加速浆体凝结的水玻璃，掺量一般为水泥量的3%左右。
2)提高浆液扩散能力和可泵性的材料，掺量一般为水泥量的0.3%—0.5%。
3)提高浆液均匀性和稳定性、防止固体颗粒分离和沉淀的膨润土，其掺量宜大于水泥用量的5%。
2.6 注浆效果
注浆效果影响工程的安全和质量。特别是在冻结解除后，联络通道结构能否满足设计要求，达到预期使用效果与钢筋砼结构是否形成密实坚固的实体、注浆是否有缺漏点有很大关系。由于上部的地质条件，土层含有承压水且砂层渗透性大，若因注浆不当发生渗透（国内某越江隧道的安全联络通道，因施工不当造成大量泥沙涌入，造成重大经济损失），将造成巨大经济损失和无法估量的不良后果。因此，注浆是否达到预期效果是冻结加固法成败的关键之一。注浆效果应通过注浆地质雷达探测和实际经验确定。
3、结语
注浆技术在越江隧道工程中的应用具有普遍性，注浆成功与否受土质、砼的喷射效果、土层孔隙浆液的渗透性注浆方法等因素的制约和影响，也直接决定了工程的安全和质量。采用注浆法以配合冻结加固法建设越江隧道联络通道是一种可行有效的方法。但灌浆技术在世界上还没有成熟的理论，应结合工程实际经验进行。