袖閥管注漿技術(shù)在施工變形控制中的應(yīng)用

盧家富/LU Jia-fu

(中鐵十六局集團(tuán)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(shí)也會對地表形變產(chǎn)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(jìn)行地下結(jié)構(gòu)開挖施工一直是工程界關(guān)注的焦點(diǎn)，而注漿在地層加固、周邊環(huán)境保護(hù)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(chǔ)成功地進(jìn)行了地基的綜合托換施工；張振中等[2]總結(jié)袖閥管注漿施工經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為為有效預(yù)防注漿漏漿和塌孔，需要嚴(yán)格做好地質(zhì)超前預(yù)報(bào)和量測監(jiān)控；帥建兵[3]為解決常規(guī)注漿串漿、跑漿嚴(yán)重的難題，提出了一種模袋袖閥管注漿技術(shù)；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(shù)。

雖然袖閥管注漿技術(shù)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(diǎn)、施工工藝，并對施工效果進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(fù)雜。

如圖1 所示，寶山南路管線西側(cè)從人行道向東側(cè)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?xì)庵鞴堋?/p>

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(shù)是目前比較先進(jìn)的地基處理方法[5]。該方法可根據(jù)需要進(jìn)行間歇、分段、定深、定量、重復(fù)注漿，兼具劈裂、滲透、壓密注漿的優(yōu)點(diǎn)，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(zhì)雷達(dá)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(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)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(gè)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(cuò)位，橡膠套兩側(cè)必須用固定環(huán)固定。套筒閥管不應(yīng)有大的彎曲，內(nèi)壁必須光滑[6]。

圖2 袖閥管結(jié)構(gòu)示意圖

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

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(shù)

3.2.1 鉆孔

地面注漿一般采用重量較輕的鉆機(jī)，鉆機(jī)安裝時(shí)，底座應(yīng)水平，機(jī)身應(yīng)平穩(wěn)可靠。鉆機(jī)就位后，應(yīng)按要求調(diào)整鉆機(jī)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(nèi)。同時(shí)利用有關(guān)設(shè)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(hù)壁[7]。當(dāng)?shù)貙硬缓脮r(shí)，采用套管鉆進(jìn)。將套管材料注入孔內(nèi)，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(shè)計(jì)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(dá)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(shí)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(nèi)破裂進(jìn)入地層。

套殼料灌注質(zhì)量是保證注漿成功的關(guān)鍵。要求注漿時(shí)壓力可以壓開注漿環(huán)，保證橫向注漿效果，同時(shí)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(shí)可采用清水進(jìn)行加壓開環(huán)，在整個(gè)過程中時(shí)刻關(guān)注壓力表變化，一旦壓力驟降和進(jìn)漿量劇增[10]，表明開環(huán)已經(jīng)完成，然后迅速調(diào)整注漿參數(shù)，同時(shí)采用設(shè)計(jì)配比的漿液灌注。

2）灌漿 灌漿采用雙栓塞芯管，根據(jù)設(shè)計(jì)的注漿要求，每段取50cm 作為一個(gè)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(zhì)情況和設(shè)計(jì)要求，結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)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(diào)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(nèi)，根據(jù)注漿段的深度逐步調(diào)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(jìn)行第二遍注漿。

3.2.4 終灌標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測措施

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

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

3）出現(xiàn)竄漿或者嚴(yán)重超過預(yù)算注漿量時(shí)需要立即停止注漿。

為時(shí)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(shí)，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(shí)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(guān)系變形相對都比較穩(wěn)定，其中建筑物最大沉降量5mm、燃?xì)夤芫€最大沉降量6.2mm、地表最大沉降量12.1mm，滿足規(guī)范對相關(guān)變形的控制要求，控制效果良好。

4 結(jié)語

根據(jù)油榨街站袖閥管注漿技術(shù)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(jìn)行總結(jié)，并對施工后的監(jiān)測效果進(jìn)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(zhì)條件下推廣使用。

圖4 油榨街站建筑物沉降歷時(shí)曲線

圖5 油榨街站燃?xì)夤芫€沉降歷時(shí)曲線

圖6 油榨街站附屬地表沉降時(shí)間變化曲線