泵站礫卵石層地基處理中的注漿加固施工技術(shù)

黃銀穎

（廣東海納工程管理咨詢有限公司惠州分公司，廣東 惠州 516000）

0 引言

地層注漿加固施工中，袖閥管屬于常見的裝置，沿著鉆孔將注漿管下放至地層的指定深度處，而后以特定的壓力將制備的漿液灌注至其中，漿液有效填充待加固區(qū)域，隨著漿液的固結(jié)，地層由松散、失穩(wěn)轉(zhuǎn)變?yōu)橥暾?、穩(wěn)定的狀態(tài)。

1 工程概況

鱷湖防洪排澇工程及水質(zhì)改善工程，排澇站及防洪閘工程，建設(shè)1 座5m3/s 的排澇站，并設(shè)1 座防洪閘，用于防止區(qū)域內(nèi)的江水倒灌。通過截污納管、清淤、底泥置換、補(bǔ)水泵站及其配套管網(wǎng)、水生態(tài)修復(fù)多重措施的落實(shí)，共同構(gòu)筑水質(zhì)改善工程體系，以優(yōu)化區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)。其中，補(bǔ)水泵站基底持力層為卵石砂礫層，為保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，可采用袖閥管注漿的方法予以處理。

2 袖閥管注漿施工技術(shù)的原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 袖閥管注漿施工技術(shù)原理

以注漿泵為主要的施工裝置，連接合適管徑、合適長度的注漿管，在壓力作用下將漿液注入，從而有效覆蓋至地層加固施工范圍內(nèi)，在此過程中經(jīng)過充填、滲透、壓密等一系列施工步驟后，漿液在土體中逐步固結(jié)，形成結(jié)構(gòu)完整、受力穩(wěn)定可靠的固結(jié)體，地層的強(qiáng)度隨之提高，抗?jié)B性較之于原始狀態(tài)也得到顯著的改善，最終產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，為后續(xù)建設(shè)工作的開展創(chuàng)造良好的條件。

2.2 袖閥管注漿施工技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

袖閥管注漿作業(yè)借助壓力而實(shí)現(xiàn)，在壓力的推動(dòng)作用下，使?jié){液分布在巖土層中，起到全面加固的作用。注漿芯管內(nèi)設(shè)置阻塞器，依托于該裝置滿足分段、分層的注漿施工要求。在經(jīng)過循序漸進(jìn)的注漿施工后，原本松散、失穩(wěn)的地層由于漿液的固結(jié)而轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定可靠的狀態(tài)，地層加固效果良好，在此條件下可高效開展后續(xù)的工程建設(shè)工作，避免地層沉陷、上方建筑物傾倒等問題。總體來看，袖閥管注漿施工技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：（1）地層加固效果良好。在礫卵石等松散地層施工中，宜采用袖閥管注漿施工技術(shù)，在多點(diǎn)、定量、均衡的注漿方式下，有效提高地層的穩(wěn)定性。（2）靈活性強(qiáng)。適配2 個(gè)阻塞器，通過兩者的聯(lián)合應(yīng)用，可完成任一段的漿液灌注施工，滿足不同場(chǎng)景下的分段注漿施工要求；阻塞器設(shè)置在袖閥管內(nèi)，管壁光滑，因此可根據(jù)需求靈活地移動(dòng)，針對(duì)某特定區(qū)域重復(fù)注漿，增強(qiáng)加固效果。（3）施工便捷。無需設(shè)置過厚的止?jié){巖墻，精簡施工內(nèi)容，提升施工效率；此外，在統(tǒng)籌兼顧下，可實(shí)現(xiàn)鉆孔、注漿平行作業(yè)，進(jìn)一步提高效率（但此時(shí)需要控制鉆孔和注漿孔的距離，以6m 以上為宜，否則易在注漿壓力作用下迫使管材受損）。（4）安全可靠。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，靈活調(diào)控注漿壓力，避免冒漿、串漿問題。

3 注漿加固施工技術(shù)具體應(yīng)用

以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)，在指定區(qū)域用跟管鉆機(jī)鉆孔，成孔后檢測(cè)孔徑、孔深等參數(shù)，滿足要求則將袖閥式注漿管置入其中。按照自上而下的順序依次灌注漿液，在此期間，要加強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè)與控制，從而盡可能在源頭上規(guī)避異常狀況。

3.1 施工工藝流程

袖閥管注漿加固的施工工藝流程，如圖1 所示。

圖1 袖閥管注漿加固的施工工藝流程圖

3.2 蓋重混凝土澆筑

基礎(chǔ)開挖到位后，澆筑C15 蓋重混凝土。在現(xiàn)場(chǎng)適配6m3的混凝土攪拌車，利用該設(shè)備高效泵送入倉，安排施工人員平倉振搗，提高混凝土結(jié)構(gòu)的平整性與密實(shí)性，最終結(jié)構(gòu)成型厚度以50cm 為宜。待混凝土固結(jié)后，即可形成完整的平臺(tái)，于該處可以組織鉆孔、灌漿作業(yè)。

3.3 鉆進(jìn)成孔

孔徑110mm，孔深5.5m，用MD-80AG 跟管鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔?？组g距、排間距均按2.5m 予以控制，由專員按照規(guī)范鉆孔，檢測(cè)并記錄信息。

3.4 下放袖閥注漿管

袖閥注漿管選用的是硬質(zhì)塑料管，內(nèi)徑、外徑分別為56mm、68mm，各節(jié)段長度333mm。袖閥注漿管集多部分于一體，包含內(nèi)管、外管、密封圈等，具體結(jié)構(gòu)組成情況如圖2 所示。注漿管接頭有螺扣，端頭有斜口，于外壁處設(shè)置適量的加強(qiáng)筋，通過此類輔助材料的應(yīng)用，有利于提高管材的抗折強(qiáng)度。根據(jù)施工要求，將注漿管分為A 類、B 類注漿管，區(qū)別在于前者無溢漿孔，后者有6 個(gè)Φ8mm 溢漿孔。橡膠套覆蓋溢漿孔，漿液由該孔進(jìn)入待加固地層，而對(duì)于賦存在地層內(nèi)的顆粒以及水而言，均無法匯聚至注漿管內(nèi)，由此具有單向閥的作用，在此條件下，注漿不會(huì)受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的干擾。注漿花管以Φ20mm焊接鋼管為原材料制作而得，單節(jié)長度0.6～1m，設(shè)Φ8mm 泄?jié){孔。為滿足止?jié){要求，分別在花管兩端設(shè)止?jié){橡膠皮碗。注漿芯管的原材料為Φ22mm 焊接鋼管，根據(jù)要求加工為2m 長的節(jié)段，此部分管材的關(guān)鍵作用在于輸送漿液。

于注漿區(qū)域設(shè)置B 型注漿管，對(duì)于除此之外的其它區(qū)域（非注漿處），均設(shè)置無溢漿孔的A 型注漿管。實(shí)際操作中，將注漿管精準(zhǔn)下放至孔的內(nèi)部，使其觸碰孔底，管材上端超出地面的部分達(dá)到30cm 左右，而后向注漿管內(nèi)注水，加大管材的自重，維持注漿管的穩(wěn)定性；在此前提下，以緩慢的速度拔出套管；若無誤，則在管的上部蓋上悶蓋，形成防護(hù)屏障，以防外界雜物進(jìn)入其中。

圖2 閥管結(jié)構(gòu)示意圖

3.5 封孔

注漿管下放到位后，用套殼料封孔，增強(qiáng)孔的嚴(yán)密性，以免出現(xiàn)漿液流竄現(xiàn)象?？妆谂c袖閥管間存在縫隙，此部分用套殼料有效封堵，切實(shí)保證該部分的嚴(yán)密性。套殼料澆筑時(shí)，按照黏土∶水泥∶水=5∶5∶7（重量比）的要求制備混合料，并做到隨拌隨用。

3.6 注漿

套殼料澆筑7d 后，按照先Ⅰ序孔、后Ⅱ序孔的流程依次澆筑，注漿設(shè)備選用的是BW250-90 高壓注漿泵，以分段的方法施工，注漿壓力設(shè)定為0.3MPa。注漿時(shí)，先適度加大壓力，目的在于強(qiáng)有力地推動(dòng)漿液，從而擠破套殼料，此時(shí)在力的作用下劈裂土體，注入的漿液將沿著裂縫向周邊擴(kuò)散。從底部向上有序注漿，待實(shí)測(cè)注漿壓力達(dá)到要求后，提起一段再注漿，按照此方法重復(fù)操作，全面保證各部位的注漿效果。注漿管被拔出后，盡快插入錨固鋼筋，外露高度控制在90cm。

在注漿施工環(huán)節(jié)，材料選擇的是粉煤灰水泥漿。原材料及用量組成方面，水泥選用的是P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，其與粉煤灰之比為1∶2，在確定基礎(chǔ)材料的用量后，進(jìn)一步根據(jù)“干料∶水=1∶2”的要求控制水的用量，進(jìn)而做充分的攪拌，以保證材料混合的均勻性。必要時(shí)摻入速凝劑或其它外加材料，用于優(yōu)化漿液的性能。注漿時(shí)，需注意以下兩點(diǎn)：（1）嚴(yán)格控制注漿壓力。外部孔施工環(huán)節(jié)，首先以低壓的狀態(tài)壓注濃漿，而后調(diào)節(jié)壓力，在高壓條件下灌注稀漿。各級(jí)壓力的控制具有靈活性，主要根據(jù)鉆孔漏風(fēng)排渣情況而定。（2）單孔終灌標(biāo)準(zhǔn)。遵循“雙控原則”，即注漿壓力和注漿量均要滿足要求，并且注漿壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值后穩(wěn)壓3～5min，以保證注漿的飽滿性。

4 注漿加固施工注意事項(xiàng)

（1）鉆孔環(huán)節(jié)，以施工布置圖為準(zhǔn)，在指定位置準(zhǔn)確布置孔位，再以此為基準(zhǔn)，將鉆機(jī)安裝至指定位置，先調(diào)整、后固定，使鉆機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。正式鉆孔時(shí)，加強(qiáng)對(duì)實(shí)際情況的觀察，若有涌水狀況，隨即暫停鉆孔，安排注漿止水，待涌水問題得到有效的處理后，恢復(fù)正常注漿施工狀態(tài)[1-5]。

（2）漿液的性能會(huì)直接影響注漿施工效果，因此合理制備漿液至關(guān)重要。在本項(xiàng)目中，采用水泥-水玻璃雙液漿，根據(jù)預(yù)先確定的配合比控制原材料的用量，予以充分的拌和。

（3）注漿時(shí)，嚴(yán)格控制各段的注漿壓力，通常該值以0.5～1MPa 較為合適。遇注漿壓力異常上升、跑漿等問題時(shí)，隨即暫停作業(yè)，查明原因并處理，否則不允許繼續(xù)注漿。正常情況下，在完成注漿后，不存在溢漿、跑漿情況。

（4）注漿施工應(yīng)具有靈活性，以現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)，動(dòng)態(tài)調(diào)整布孔方式、注漿參數(shù)、漿液配比等，使注漿方法以及具體的參數(shù)適應(yīng)于最新的環(huán)境，進(jìn)而保證注漿效果。

（5）注漿時(shí)，及時(shí)組織試驗(yàn)，用于確定合適的凝結(jié)時(shí)間，有效保證施工質(zhì)量。加強(qiáng)對(duì)壓力的檢測(cè)與控制，若有異常升高的跡象，則隨即向上提升芯管。

（6）加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量的控制，如結(jié)塊等不達(dá)標(biāo)材料均必須不予以使用。

（7）在漿液制備過程中，嚴(yán)格控制水灰比，不可超出許可范圍；此外，做充分的拌和，保證漿液的均勻性。

（8）遇異常情況時(shí)，隨即暫停灌注施工，分析原因并采取處理措施。對(duì)于注漿施工中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，均要得到完整的記錄；在此方式下，隨著工程建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，逐步生成完善的數(shù)據(jù)資料，作為質(zhì)量分析的參考依據(jù)。

（9）遵循“循序漸進(jìn)”的基本原則，在確保本道工序的施工質(zhì)量滿足要求后，方可根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃施工下一道工序，以此類推，最終完成所有的地層注漿加固作業(yè)。

5 結(jié)束語

綜上所述，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大之下，工程所遇的地質(zhì)條件更為復(fù)雜。其中，礫卵石地層較為常見，其普遍呈松散狀，缺乏足夠的穩(wěn)定性，若直接于該處施工，將加劇地層的變形，甚至影響上方建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)此，通過注漿加固技術(shù)的應(yīng)用，在漿液的固結(jié)作用下，可改善地層的狀態(tài)，切實(shí)提高穩(wěn)定性，從而為工程后續(xù)建設(shè)工作的開展夯實(shí)基礎(chǔ)。