隨著地下空間的進一步開發利用，出現了越來越多的超深基坑、長距離、大斷面盾構或頂管隧道，這對工程建設提出了新的挑戰。在現有的多種輔助施工技術中，注漿技術在地下結構防滲、基坑加固、防止地面沉降、已建構筑物地基處理、頂管減摩頂進等方面起著重要的作用。而且，施工工藝的革新、新設備、新材料的出現，也為注漿技術的發展提供了條件。
1 、注漿材料研究現狀
由于地下工程的特點，要求注漿材料具有以下性能：
(1) 凝膠體或固結體的耐久性和抗滲性較好，受環境因素的影響小。
(2) 漿液的膠凝或固化時間可根據需要進行調節，具有較滿意的強度。
(3) 漿液無毒，對環境無污染，而且灌注工藝比較簡單。
(4) 注漿材料的來源廣泛，價格相對低廉，貯存、運輸方便。
(5) 要求漿液有一定的抗液化能力，即使在地震情況下也不發生液化。
1.1 水泥漿液類
水泥漿液具有固結體強度高、耐久性好、材料來源豐富、工藝設備簡單、成本較低等優點，但這種漿液容易離析和沉淀，穩定性較差，因而在有特殊要求的地下工程中其使用受到限制。目前比較有研究和應用前景的是納米水泥漿液和超細水泥漿液。納米水泥具有表面能很大、化學活性很高，高吸氣體性和高混合性的特點，油和水無法粘附在材料表面。超細水泥漿液強度高、粒度細、無毒、無臭、無味、不污染環境、對人體無害且價格低廉、使用方便，注漿時的可灌性、膠凝時間可控性、抗水性、抗滲性、高粘結性、微膨脹性、觸變性、抗腐蝕性、耐久性等性能十分優良，近年來已成功地應用于北京、廣州、深圳、南京等地的地鐵建設項目中。
1.2 膨潤土類
膨潤土是以鉀、鈣、鈉、蒙脫石為主要成分的黏土礦物，由非常薄的呈扁平狀的晶片層堆疊而成的單體顆粒組成，顆粒間由鈉離子和鈣離子連接而成，具有膨脹性和觸變性。目前，膨潤土多側重于作為輔助劑，利用其膨潤作用，研制特殊用途的，注漿材料。
1.3 水玻璃類
水玻璃主要成分為 Na 2 SiO 3 ，分為堿性水玻璃和酸性水玻璃。堿性水玻璃漿液的主要缺點是凝膠體有脫水收縮和腐蝕現象，其耐久性較差并對環境有污染。酸性水玻璃可在中性區域內凝膠，凝膠體沒有堿溶出，不存在堿性水玻璃的腐蝕現象和環境污染問題，耐久性較好。目前，水玻璃多作為固化劑，起調節凝固時間的作用，常用于對初凝及終凝時間有特殊要求的注漿材料中。
1.4 單液漿
單液漿由粉煤灰、砂、水泥、水、外加劑等材料在攪拌機中一次拌和而成，這種漿液又可分為惰性漿液和硬性漿液。惰性漿液是未摻加水泥等凝膠物質，早期強度和后期強度均很低的漿液；硬性漿液是摻加了水泥等凝膠物質，具備一定的早期強度和后期強度的漿液。惰性漿液的強度、初凝時間、泵送性能和含水量密切相關，含水量多則強度低，泵送性好；含水量少則反之；硬性漿液的上述性能和水灰比密切相關，水灰比高則強度低，泵送性好；水灰比低則反之。
1.5 雙液漿
雙液漿是由水泥砂漿等攪拌成的 A 液與由水玻璃等組成的 B 液混合而成的漿液，根據初凝時間不同分為緩結型和瞬凝型。盾構隧道同步注漿施工中漿液的膠凝時間越長，越容易發生漿液向土倉泄漏和向土體內流失的情況，導致限定范圍的填充困難，而且在未初凝前，漿液容易被地下水稀釋產生離析，因此，多采用瞬凝型漿液注漿。但如果膠凝時間過短，也會造成注漿尚未完成，漿液便已失去流動性，導致填充效果不佳。所以，應根據盾構推進速度、注漿量等情況，對雙液漿各成分配比進行優化，控制雙液漿的膠凝時間，使注漿效果達到最佳。
2 、注漿技術的應用現狀
注漿技術是指通過一定的壓力將能凝固的漿液注入結構物和地基的縫隙中，改善被灌體的力學性能、滿足防滲等功能要求。有時也稱為灌漿技術。
2.1 高壓旋噴注漿
高壓旋噴注漿技術是利用壓縮空氣流保護的高壓水射束，對土體進行沖刷切割，同時灌注水泥漿液，漿液在噴嘴外呈射流狀沖擊和破壞土體，使漿液與土體攪拌混合形成固結體，從而起到加固地基、基坑防滲、既有構筑物糾偏等作用。固結體的形狀和尺寸與噴射方式及持續時間有關，有時需要復噴。
該注漿技術具有適用范圍廣，固結體成形好，強度高，施工簡單等優點。
2.2 壓密灌漿
壓密灌漿又稱為靜壓注漿，是指用一定的壓力向土體等注入比重較大的漿液，在壓力傳遞作用下，注入的漿液沿地基應力場中的最小主應力面或弱應力分布區延伸，填充空隙，起到加固土體的作用。靜壓注漿的特點是施工便捷、工期短、成本低。既可以用于地基加固工程，又可用于基坑止水帷幕工程。壓密灌漿與充填灌漿不同，充填灌漿是利用泥漿本身的重力進行灌漿充填，不允許產生新的裂縫，如果對細小的裂縫充填不好，就不能形成連續的泥墻防滲體。
2.3 劈裂注漿
劈裂注漿是在充填灌漿的基礎上，使用一定的壓力有控制地劈開土體灌注漿液，形成連續泥墻，可以起到加固土體和防滲的作用。其優點是可以就地取材、工藝簡單、工效高、工期短、效果好、投資省，對土壩等構筑物的加固具有很大價值。
2.4 盾構隧道同步注漿
隧道盾構法的同步注漿是在盾構掘進的同時，通過注漿泵的壓送作用，將漿液灌注入盾尾的管片環外間隙之中，達到填充管片環外空隙、固定管片位置、減少地面沉降、充當環外第一道防水線的目的，并確保管片襯砌早期和后期的穩定性。注漿方式因地質條件和盾構形式的不同而存在差異，對于穩定性較好的地層，由于土體比較穩定，可以保持較長時間，但對于穩定性較差的地層，在脫離盾尾后短時間內就會發生一定程度的坍塌，甚至造成較大的地面沉降，并影響管片的防水效果，可見注漿方式的選擇十分重要。
同步注漿需要控制的參數包括盾構推進時的注漿量、注漿壓力和注漿速度。注漿量的大小直接影響到地面和周邊環境的隆沉變形，目前理論上只是根據盾尾間隙來計算同步注漿量的大小，施工時一般根據經驗來控制，以降低其對周邊環境的影響。同步注漿能彌補盾構推進時盾尾空隙以及盾構姿態調整等因素的影響所產生的土層損失，實踐表明，注漿壓力一般控制在 1.1~1.2 倍的靜止土壓力，此條件下注漿對周圍土層只是填充而不是劈裂，能使注漿達到理想的效果。施工時，盾構推進速度、注漿量、漿液初凝時間等因素決定并影響著注漿的速度，合理控制注漿速度可以有效地減小盾構推進時地面的變形，保護周邊環境。月前，國內外對同步注漿技術的研究主要集中在注漿材料配比的優化、同步注漿施工工藝革新、注漿壓力和注漿量對周邊環境影響的評價、注漿效果的檢測等方面。
2.5 頂管減摩注漿
長距離頂管施工注漿，既可以起潤滑作用，減小頂進時的摩擦阻力；又可以起填補和支撐作用，填補施工時管道與土體間產生的空隙，能減小土體變形，防止土體坍塌，使隧洞更穩定。隨著頂管推進，注漿的效果將明顯下降，因而要對后面的管段不斷補漿，以防止摩擦阻力增大。該項注漿技術在頂管施工中的應用越來越多，研究也不斷深入：李萬才對注漿減摩原理、注糊料的性質及注漿工藝進行了較為系統的研究／對頂管工程的施工具有積極的參考價值；魏綱等研究了頂管注漿材料的組成及其性能，并對注漿過程中漿液與管道以及周圍土體之間的相互作用機理進行了分析，探討了漿液在土體中的滲流以及注漿對土層移動的影響。實踐證明，根據不同的工程及土質條件，配制相應的潤滑漿液并通過完善注漿工藝，減摩效果可達到 50 ％以上。
1 、注漿材料研究現狀
由于地下工程的特點，要求注漿材料具有以下性能：
(1) 凝膠體或固結體的耐久性和抗滲性較好，受環境因素的影響小。
(2) 漿液的膠凝或固化時間可根據需要進行調節，具有較滿意的強度。
(3) 漿液無毒，對環境無污染，而且灌注工藝比較簡單。
(4) 注漿材料的來源廣泛，價格相對低廉，貯存、運輸方便。
(5) 要求漿液有一定的抗液化能力，即使在地震情況下也不發生液化。
1.1 水泥漿液類
水泥漿液具有固結體強度高、耐久性好、材料來源豐富、工藝設備簡單、成本較低等優點，但這種漿液容易離析和沉淀，穩定性較差，因而在有特殊要求的地下工程中其使用受到限制。目前比較有研究和應用前景的是納米水泥漿液和超細水泥漿液。納米水泥具有表面能很大、化學活性很高，高吸氣體性和高混合性的特點，油和水無法粘附在材料表面。超細水泥漿液強度高、粒度細、無毒、無臭、無味、不污染環境、對人體無害且價格低廉、使用方便，注漿時的可灌性、膠凝時間可控性、抗水性、抗滲性、高粘結性、微膨脹性、觸變性、抗腐蝕性、耐久性等性能十分優良，近年來已成功地應用于北京、廣州、深圳、南京等地的地鐵建設項目中。
1.2 膨潤土類
膨潤土是以鉀、鈣、鈉、蒙脫石為主要成分的黏土礦物，由非常薄的呈扁平狀的晶片層堆疊而成的單體顆粒組成，顆粒間由鈉離子和鈣離子連接而成，具有膨脹性和觸變性。目前，膨潤土多側重于作為輔助劑，利用其膨潤作用，研制特殊用途的，注漿材料。
1.3 水玻璃類
水玻璃主要成分為 Na 2 SiO 3 ，分為堿性水玻璃和酸性水玻璃。堿性水玻璃漿液的主要缺點是凝膠體有脫水收縮和腐蝕現象，其耐久性較差并對環境有污染。酸性水玻璃可在中性區域內凝膠，凝膠體沒有堿溶出，不存在堿性水玻璃的腐蝕現象和環境污染問題，耐久性較好。目前，水玻璃多作為固化劑，起調節凝固時間的作用，常用于對初凝及終凝時間有特殊要求的注漿材料中。
1.4 單液漿
單液漿由粉煤灰、砂、水泥、水、外加劑等材料在攪拌機中一次拌和而成，這種漿液又可分為惰性漿液和硬性漿液。惰性漿液是未摻加水泥等凝膠物質，早期強度和后期強度均很低的漿液；硬性漿液是摻加了水泥等凝膠物質，具備一定的早期強度和后期強度的漿液。惰性漿液的強度、初凝時間、泵送性能和含水量密切相關，含水量多則強度低，泵送性好；含水量少則反之；硬性漿液的上述性能和水灰比密切相關，水灰比高則強度低，泵送性好；水灰比低則反之。
1.5 雙液漿
雙液漿是由水泥砂漿等攪拌成的 A 液與由水玻璃等組成的 B 液混合而成的漿液，根據初凝時間不同分為緩結型和瞬凝型。盾構隧道同步注漿施工中漿液的膠凝時間越長，越容易發生漿液向土倉泄漏和向土體內流失的情況，導致限定范圍的填充困難，而且在未初凝前，漿液容易被地下水稀釋產生離析，因此，多采用瞬凝型漿液注漿。但如果膠凝時間過短，也會造成注漿尚未完成，漿液便已失去流動性，導致填充效果不佳。所以，應根據盾構推進速度、注漿量等情況，對雙液漿各成分配比進行優化，控制雙液漿的膠凝時間，使注漿效果達到最佳。
2 、注漿技術的應用現狀
注漿技術是指通過一定的壓力將能凝固的漿液注入結構物和地基的縫隙中，改善被灌體的力學性能、滿足防滲等功能要求。有時也稱為灌漿技術。
2.1 高壓旋噴注漿
高壓旋噴注漿技術是利用壓縮空氣流保護的高壓水射束，對土體進行沖刷切割，同時灌注水泥漿液，漿液在噴嘴外呈射流狀沖擊和破壞土體，使漿液與土體攪拌混合形成固結體，從而起到加固地基、基坑防滲、既有構筑物糾偏等作用。固結體的形狀和尺寸與噴射方式及持續時間有關，有時需要復噴。
該注漿技術具有適用范圍廣，固結體成形好，強度高，施工簡單等優點。
2.2 壓密灌漿
壓密灌漿又稱為靜壓注漿，是指用一定的壓力向土體等注入比重較大的漿液，在壓力傳遞作用下，注入的漿液沿地基應力場中的最小主應力面或弱應力分布區延伸，填充空隙，起到加固土體的作用。靜壓注漿的特點是施工便捷、工期短、成本低。既可以用于地基加固工程，又可用于基坑止水帷幕工程。壓密灌漿與充填灌漿不同，充填灌漿是利用泥漿本身的重力進行灌漿充填，不允許產生新的裂縫，如果對細小的裂縫充填不好，就不能形成連續的泥墻防滲體。
2.3 劈裂注漿
劈裂注漿是在充填灌漿的基礎上，使用一定的壓力有控制地劈開土體灌注漿液，形成連續泥墻，可以起到加固土體和防滲的作用。其優點是可以就地取材、工藝簡單、工效高、工期短、效果好、投資省，對土壩等構筑物的加固具有很大價值。
2.4 盾構隧道同步注漿
隧道盾構法的同步注漿是在盾構掘進的同時，通過注漿泵的壓送作用，將漿液灌注入盾尾的管片環外間隙之中，達到填充管片環外空隙、固定管片位置、減少地面沉降、充當環外第一道防水線的目的，并確保管片襯砌早期和后期的穩定性。注漿方式因地質條件和盾構形式的不同而存在差異，對于穩定性較好的地層，由于土體比較穩定，可以保持較長時間，但對于穩定性較差的地層，在脫離盾尾后短時間內就會發生一定程度的坍塌，甚至造成較大的地面沉降，并影響管片的防水效果，可見注漿方式的選擇十分重要。
同步注漿需要控制的參數包括盾構推進時的注漿量、注漿壓力和注漿速度。注漿量的大小直接影響到地面和周邊環境的隆沉變形，目前理論上只是根據盾尾間隙來計算同步注漿量的大小，施工時一般根據經驗來控制，以降低其對周邊環境的影響。同步注漿能彌補盾構推進時盾尾空隙以及盾構姿態調整等因素的影響所產生的土層損失，實踐表明，注漿壓力一般控制在 1.1~1.2 倍的靜止土壓力，此條件下注漿對周圍土層只是填充而不是劈裂，能使注漿達到理想的效果。施工時，盾構推進速度、注漿量、漿液初凝時間等因素決定并影響著注漿的速度，合理控制注漿速度可以有效地減小盾構推進時地面的變形，保護周邊環境。月前，國內外對同步注漿技術的研究主要集中在注漿材料配比的優化、同步注漿施工工藝革新、注漿壓力和注漿量對周邊環境影響的評價、注漿效果的檢測等方面。
2.5 頂管減摩注漿
長距離頂管施工注漿，既可以起潤滑作用，減小頂進時的摩擦阻力；又可以起填補和支撐作用，填補施工時管道與土體間產生的空隙，能減小土體變形，防止土體坍塌，使隧洞更穩定。隨著頂管推進，注漿的效果將明顯下降，因而要對后面的管段不斷補漿，以防止摩擦阻力增大。該項注漿技術在頂管施工中的應用越來越多，研究也不斷深入：李萬才對注漿減摩原理、注糊料的性質及注漿工藝進行了較為系統的研究／對頂管工程的施工具有積極的參考價值；魏綱等研究了頂管注漿材料的組成及其性能，并對注漿過程中漿液與管道以及周圍土體之間的相互作用機理進行了分析，探討了漿液在土體中的滲流以及注漿對土層移動的影響。實踐證明，根據不同的工程及土質條件，配制相應的潤滑漿液并通過完善注漿工藝，減摩效果可達到 50 ％以上。
