袖閥管注漿技術在非開槽鋪設曲線段排水管道中的應用

劉杰

（廣東冠粵路橋有限公司）

袖閥管注漿技術已成熟應用于地基處理工程，該方法可有效地減少注漿壓力的損失，控制注漿范圍，確保注漿效果；并能夠進行重復注漿，可有效地避免串漿、冒漿等現象，減少對周邊環境的污染。

公路或城市道路中，排水管道采用非開槽施工后,需對孔壁與排水管道之間的空隙采用袖閥管注漿技術進行注漿處理以減少工后沉降。地基處理注漿一般都是垂直注漿，而水平定向鉆施工完成后留下來的孔道空隙是水平向、非直線的，傳統的袖閥管注漿難以進行注漿。針對這一情況，需要對注漿技術進行改良，使其應用于水平曲線段注漿施工。

1 工程背景

國道207 至疏港大道連接線（遂溪大道）工程是湛江市遂溪縣境內建設的一條一級公路兼城市主干道，公路全長6.757km，走向為南北向，排水管網系統隨公路一起建設。其中排水管道在樁號K3+904.973 處穿越G15 沈海高速，該段管道采用水平定向鉆法施工，管道長為143m，管道埋深為3.51m，管徑為500mm，管材采用聚乙烯PE100 管。北側拖管井距離沈海高速紅線的垂直距離為35.4m，水平夾角為73°，南側拖管井距離高速紅線垂直距離為34.2m，水平夾角為107°。見圖1。

圖1 穿越高速排水管道縱斷面示意圖

本工程排水管道穿越高速公路，非開槽鋪設管道水平投影長度為143m，其中管道一端30.7m 長設計成曲線線型，非開槽鋪管施工完成后留下來的孔道空隙采用袖閥管注漿技術進行注漿處理，以控制工后沉降量。

2 傳統袖閥管改良

傳統袖閥管的注漿芯管采用硬質塑料管或鋼管。芯管采用硬質塑料管無法進行較大的彎折，而芯管采用鋼管，則無法進行彎折。因此采用傳統袖閥管無法對曲線段進行注漿。對傳統的袖閥管進行改良，改良的主旨思想是將難以彎折的硬質塑料管和無法彎折的鋼管更換為可以進行較大彎折的PE100 管，使袖閥管能夠適應空隙的線型變化。

本次注漿管采用的是聚乙烯PE100 管，管外徑為63mm，管內徑為51.4mm，能夠產生較大的彎折，適用于水平向、非直線段注漿。注漿管內壁光滑，管壁上沿長度每隔400mm 進行開孔，環向布置4 個注漿孔，注漿孔呈梅花型布置，注漿孔的直徑為8mm，在注漿孔部位緊緊覆蓋橡皮套。注漿過程中，橡皮套在壓力作用下向外開啟，漿液從注漿管內注入周邊空隙；停止注漿后，周邊空隙內漿液產生的液體壓力將橡皮套壓在注漿孔上，防止漿液回流至注漿管內，從而形成單向閥。見圖2。

圖2 單向閥橡皮套作用原理

注漿芯管同樣采用聚乙烯PE100 管，外徑為32mm，壁厚為3mm 一端端頭用橡膠熱熔封堵，并在該端頭1m范圍內均勻布設18 個射漿孔，射漿孔的直徑為5mm，另一端開口用于注漿。射漿孔兩端各安裝1 個橡膠圈作為止漿活塞，限定漿液在一定范圍內注入周邊空隙。止漿活塞固定在注漿芯管上，可隨注漿芯管共同在注漿管內來回移動，達到重復注漿的要求。見圖3。

圖3 袖閥注漿管示意圖

3 注漿施工工藝

在水平定向鉆施工最后一次擴孔時，將PE100 排水管道連接在擴孔器上進行回拖，回拖前將袖閥注漿管固定于排水管道上隨之一起拖動，見圖4。為確保注漿充分，排水管道四周布置四根袖閥注漿管。采用橡膠通過熱熔方式將袖閥注漿管牢牢固定在排水管道上，熱熔橡膠間距為1m。

圖4 袖閥注漿管固定示意圖

注漿液采用水玻璃與水泥的混合液，其中水玻璃的摻入量為水泥用量的4%，水泥采用強度等級為32.5 的普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.5，使用0.4MPa 注漿壓力注入，注漿量應大于泥漿量，從而將全部的觸變泥漿液置換。

袖閥注漿管隨排水管道回拖到位后，將袖閥注漿管內的注漿芯管兩端連接在拉管機上，便于注漿芯管來回拖動。制備好注漿液后，在注漿芯管開口端連接注漿設備開始注漿，邊注漿邊拖動注漿芯管，注漿芯管拖動速度控制在1m/min 以內。注漿芯管的封閉端從一端拖至另一端后，再進行回拖補充注漿，直至注漿量大于泥漿量為止。見圖5。

圖5 袖閥注漿管注漿示意圖

4 沉降監測

排水管道穿越G15 沈海高速，高速公路路面寬度為28m。為控制高速路面沉降值，便于及時采取有效措施，施工期間需對被穿越的高速公路路面進行沉降監測，所有監測點須在拖管施工前進行埋設、布置。以排水管道軸線為中心，兩側各5m 的范圍內，沿高速公路路面全寬布設監測點。平行排水管道軸線的方向按2.5m 的間距進行布點，共布設5 行，平行高速公路中心線方向按2m的間距進行布點，布設14 列，共計70 個監測點。見圖6。

圖6 監測點布置示意圖

監測儀器采用DS05 高精度自動安平水準儀，施工前測得各監測點穩定的初始值。監測頻率：施工期間每天一次，其中施工期為5 天，施工結束后繼續監測一個月，每2 天一次，監測次數總計20 次。根據設計文件及監測相關規范要求，施工期間每次監測的沉降值應小于5mm，沉降速率應低于1.5mm/d，累計沉降值應小于2cm。見圖7。

從監測點的累計沉降值觀測結果來看，位于排水管道軸線上的監測點的累計沉降值高于其他監測點，其中第33 號監測點累計沉降值為9.93mm，為所有監測點累計沉降值的最大值，小于20mm。見圖8。

由于排水管道軸線上的監測點沉降速率大于其他監測點，因此僅對排水管道軸線上的14 個監測點的沉降值和沉降速率進行分析，來判斷最大沉降值和沉降速率。從其觀測結果可知，第38 號監測點監測到的沉降值最大，其值為1.22mm；該點該次監測的沉降速率也最大，為1.22mm/d，這兩個值均低于其相應的報警值。

5 結語

袖閥注漿管技術優點是可以分段、重復注漿，能夠有效利用注漿壓力，確保注漿密實，不會出現漏注漿情況。通過對傳統的袖閥注漿管進行改進，使之用于曲線段空隙內注漿，從取得的實際效果來看，應用取得了成功。排水管道外側空隙內的泥漿液置換效果良好，結構物的沉降值得到了有效地控制。