袖閥管注漿技術在施工變形控制中的應用

盧家富/LU Jia-fu

(中鐵十六局集團第四工程有限公司，北京 101400)

城區(qū)主干道下面的地鐵施工，經(jīng)常會穿越建筑物、管線，同時也會對地表形變產生一定的影響。如何能夠在保證周邊環(huán)境安全的條件下快速進行地下結構開挖施工一直是工程界關注的焦點，而注漿在地層加固、周邊環(huán)境保護方面是比較通用的做法，婁吉宏等[1]采用袖閥管灌漿和筏板基礎成功地進行了地基的綜合托換施工；張振中等[2]總結袖閥管注漿施工經(jīng)驗，認為為有效預防注漿漏漿和塌孔，需要嚴格做好地質超前預報和量測監(jiān)控；帥建兵[3]為解決常規(guī)注漿串漿、跑漿嚴重的難題，提出了一種模袋袖閥管注漿技術；陳劍等[4]提出了一種采用3 根管分別注入水泥漿、水玻璃及套殼料的新型袖閥管注漿技術。

雖然袖閥管注漿技術已有很多案例，但是針對貴陽地區(qū)地層的案例較少，本文集合貴陽地鐵油榨街站袖閥管注漿加固地層施工案例，介紹了袖閥管注漿特點、施工工藝，并對施工效果進行了分析。

1 工程概況

貴陽市油榨街站為地下二層島式車站，標準段寬19.9m，車站總長219.2m，有效站臺長度120m。站址處屬巖溶槽谷地貌，現(xiàn)狀為硬化路面，地面高程1 058.39～1 061.51m，相對高差約0～4m，地勢總體呈東高西低，周邊既有建筑物較多，既有寶山南路車流量大。地下管線密集，工程環(huán)境復雜。

如圖1 所示，寶山南路管線西側從人行道向東側一次分布有貴州省委專用通訊光纜、雨污管道、電力管溝和燃氣主管。

圖1 管線分布示意圖

2 袖閥管注漿加固原理

袖閥管注漿施工技術是目前比較先進的地基處理方法[5]。該方法可根據(jù)需要進行間歇、分段、定深、定量、重復注漿，兼具劈裂、滲透、壓密注漿的優(yōu)點，適用于油榨街站拱頂為紅粘土層，巖層厚度低于2m，地面地質雷達掃描松散地段，注漿范圍為開挖輪廓線外3m，對靠近地面的松散點進行點式注漿（或砂漿）回填。

如圖2 所示，袖閥管注漿一般采用PVC 塑料管作為注漿管，更加注漿要求在塑料管周圍每隔一定的尺寸梅花形布置射漿孔。射漿孔一般4 個一組，孔徑6～8mm，每組孔縱向深度60?100mm，通常袖閥管每延米布置3組射漿孔。

為防止橡膠套上下錯位，橡膠套兩側必須用固定環(huán)固定。套筒閥管不應有大的彎曲，內壁必須光滑[6]。

圖2 袖閥管結構示意圖

3 關鍵施工技術

3.1 施工工藝流程（圖3）

圖3 袖閥管注漿施工工藝流程圖

3.2 注漿施工技術

3.2.1 鉆孔

地面注漿一般采用重量較輕的鉆機，鉆機安裝時，底座應水平，機身應平穩(wěn)可靠。鉆機就位后，應按要求調整鉆機的高度和垂直度，保證鉆桿、豎井、孔板管連接線的誤差在允許范圍內。同時利用有關設備確定豎井的傾角和方向。

在鉆孔施工過程中，采用性能優(yōu)良的薄泥漿護壁[7]。當?shù)貙硬缓脮r，采用套管鉆進。將套管材料注入孔內，在取出套管前安裝套管閥管。

由于寶山路上管線密集，對袖閥管的施工造成一定干擾，鉆孔布置注意避開管線，對管線密集部位采用斜向注漿的形式繞過地面管線。

3.2.2 安裝袖閥管、澆注套殼料及固管止?jié){

1）鉆至設計深度，用清水沖洗完孔后，立即用鉆桿將套管材料泵入孔底，自下而上灌注套管材料[8]，直至孔口溢出的泥漿濃度達到要求。

2）根據(jù)灌漿段配備的套筒閥花管、芯管依次下放[8]。

3）灌入即套殼料。套殼料主要材料為膨潤土，摻入一定量的水泥。合理利用套殼料可以有效地封閉袖閥管與鉆孔孔壁間的孔隙，防止灌漿時出現(xiàn)冒漿，在橡膠套和止?jié){塞的作用下，套殼料（即開口環(huán)）被迫在灌漿段內破裂進入地層。

套殼料灌注質量是保證注漿成功的關鍵。要求注漿時壓力可以壓開注漿環(huán)，保證橫向注漿效果，同時也要控制壓力不致使?jié){液沿孔壁或管壁流出地表。

3.2.3 開環(huán)灌漿

1）開環(huán) 注漿早期，采用較稀的泥漿，必要時可采用清水進行加壓開環(huán)，在整個過程中時刻關注壓力表變化，一旦壓力驟降和進漿量劇增[10]，表明開環(huán)已經(jīng)完成，然后迅速調整注漿參數(shù)，同時采用設計配比的漿液灌注。

2）灌漿 灌漿采用雙栓塞芯管，根據(jù)設計的注漿要求，每段取50cm 作為一個注漿段，按照先下后上的順序連續(xù)注漿。

3）漿液 根據(jù)地質情況和設計要求，結合施工經(jīng)驗，本項目采用42.5 級普通硅酸鹽水泥，注漿過程按照先稀后濃的順序逐步調整注漿配比[11]。通常開環(huán)壓力控制在0.35MPa 左右，正常注漿壓力控制在0.8MPa 以內，根據(jù)注漿段的深度逐步調整。間歇注漿第一遍注漿完成后，為保證注漿效果，待30min 后緊接著進行第二遍注漿。

3.2.4 終灌標準及監(jiān)測措施

1）當注漿壓力超過0.8MPa，或者持續(xù)20min吸漿量<2.5L/min時，可以考慮終止灌漿。

2）當監(jiān)測發(fā)現(xiàn)建筑物出現(xiàn)上臺或地表出現(xiàn)隆起時，需要立即停止注漿。

3）出現(xiàn)竄漿或者嚴重超過預算注漿量時需要立即停止注漿。

為時刻掌握注漿對周邊建筑物和地表的影響，需要密切監(jiān)測地面及建筑物變形情況，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)不利變形時，需要立即停注。

3.3 注漿效果監(jiān)測

根據(jù)施工需要，車站施工期間監(jiān)測的數(shù)據(jù)主要有地表沉降、管線位移、建筑物沉降等，其沉降歷時曲線如圖4～圖6 所示。

從圖中可以看出，采用袖閥管注漿處理之后，地表、建筑物和關系變形相對都比較穩(wěn)定，其中建筑物最大沉降量5mm、燃氣管線最大沉降量6.2mm、地表最大沉降量12.1mm，滿足規(guī)范對相關變形的控制要求，控制效果良好。

4 結語

根據(jù)油榨街站袖閥管注漿技術在開挖施工期間變形控制的施工過程，對袖閥管注漿在地鐵施工過程中的加固原理、施工工藝進行總結，并對施工后的監(jiān)測效果進行分析，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明注漿加固效果良好，可以在同類地質條件下推廣使用。

圖4 油榨街站建筑物沉降歷時曲線

圖5 油榨街站燃氣管線沉降歷時曲線

圖6 油榨街站附屬地表沉降時間變化曲線