淺談隧道淺埋段袖閥管注漿施工技術(shù)

1、淺談隧道淺埋段袖閥管注漿施工技術(shù) 摘要：針對傳統(tǒng)的袖閥管注漿法跑漿串漿的情況，在地基中會出現(xiàn)明顯的擠土效應(yīng)等問題，文章對袖閥管注漿法進(jìn)行了分析。文章結(jié)合了隧道淺埋段施工的具體技術(shù)和過程，對該技術(shù)實施帶來的相關(guān)影響進(jìn)行了探討。 關(guān)鍵詞：隧道工程；淺埋段袖閥管；注漿施工技術(shù)；跑漿串漿；擠土效應(yīng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 中圖分類號：u231 文章編號：1009-2374（2016）17-0110-03 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2016.17.053 袖閥管注漿法是由法國soletanche基礎(chǔ)建筑公司在20世紀(jì)50年代所發(fā)明的，該方法是一種十分先進(jìn)的注漿施工工藝，在發(fā)明后被廣泛應(yīng)

2、用在世界范圍內(nèi)的土木工程施工中。這種方法有較強的實用性，在砂性土、淤泥以及粉土等施工的底層加固中有著良好的應(yīng)用效果。在用袖閥管注漿法對道路軟基進(jìn)行處理，如碎石樁、換填法等地基的處理在工期、造價、技術(shù)和機械上均存在明顯優(yōu)勢，并且該方法對環(huán)境造成的不良影響較小。對此，袖閥管注漿法在道路施工的處理中應(yīng)用較為普遍。但是袖閥管注漿法中同樣存在一些問題，如在施工中漿液的擴(kuò)散不能準(zhǔn)確地預(yù)料造成了控制上出現(xiàn)了較多困難，施工中必須注漿壓力對地基產(chǎn)生超孔隙水壓，進(jìn)而出現(xiàn)明顯的擠土效應(yīng)，可以破壞地基或是鄰近建筑物的安全。 1 施工技術(shù)要點分析 在高速鐵路的施工過程，采取較大面積的開挖和地基復(fù)合處理在經(jīng)濟(jì)效益上不夠合

3、理，對此最終選擇袖閥管注漿法，實現(xiàn)對該段的軟弱土層實行加固處理，依據(jù)該工程，筆者采取了改進(jìn)方式的袖閥管注漿法，實行地基加固方案設(shè)計，并檢驗了該方法的效果。為了防止出現(xiàn)注漿擠土對鄰近建筑物產(chǎn)生推移作用，注漿順序?qū)⒀刂欢ǚ较蛲七M(jìn)，并采取隔行跳孔、分層次注漿的方式進(jìn)行施工，嚴(yán)禁完成全部鉆孔后再實行集中注漿。 2 工程基本概況和施工重點 2.1 工程地質(zhì)以及水文地質(zhì) 馬鞍梁隧道idk743+440+620段為級圍巖，下穿淺埋沖溝，最淺埋深11m（實測），上部溝谷富水，地表水及地下水發(fā)育，隧道洞身通過地層主要為第四系全新統(tǒng)（q4）沖洪積黏質(zhì)黃土、礫砂、細(xì)圓礫土、粗圓礫土，地下水滲透性極強。 此處地表水

4、特點為：馬鞍梁隧道進(jìn)口附近的五龍溝內(nèi)為常年流水，枯水期流量約4675m3/d。地下水特點為：馬鞍梁隧道五龍溝淺埋段地下水類型主要為第四系松散層孔隙潛水，主要接受大氣降水補給，含水層為細(xì)、粗圓礫土，富水性較好。 五龍溝溝谷地帶第四系細(xì)、粗圓礫土含水層滲透系數(shù)k值達(dá)到10.013.74m/d，滲透性較強，補給較充足；設(shè)計預(yù)測idk743+440+620淺埋段正常涌水量約16167m3/d，最大涌水量約24251m3/d，涌水量較大。 2.2 注漿加固的目的 借助對建筑物和基坑圍護(hù)的結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域?qū)嵭凶{固結(jié)，將該處的水利聯(lián)系進(jìn)行切斷，改良地層，縮小基坑的維護(hù)結(jié)構(gòu)成槽和開挖施工對建筑物造成的影響，保

5、證建筑物的安全與穩(wěn)定。 3 馬鞍梁隧道進(jìn)口淺埋段的注漿施工設(shè)計 3.1 施工前準(zhǔn)備計劃 3.1.1 平整地形。idk743+430+522段的淺埋下穿沖溝，地形趨勢平緩，地表高10511060；idk743+522+566段在坡面的前方，地表高程為10611069。為了實現(xiàn)注漿作業(yè)更加便利，需要根據(jù)地形條件實現(xiàn)對沖溝內(nèi)的清方，idk743+430+522段92m場地經(jīng)過平整后最終的地面標(biāo)高為1053.03m，idk743+522+566段的44m場地經(jīng)過平整后標(biāo)高達(dá)到了1061m。 3.1.2 地表水過渡。施工沖溝的地表實施混凝土鋪砌，沖溝段內(nèi)的地表注漿施工期間要對地表水進(jìn)行引排，在線路上游5

6、0m位置建筑水壩集水，采用直徑為150cmpvc管將地表流水引入或排至線路的下游，截止到洞內(nèi)施工襯砌通過該段。 3.1.3 注漿材料。充分考慮到地層屬于含水層，為了對漿液的擴(kuò)散區(qū)域?qū)嵭杏行Э刂?，需要保證注漿材料在地層中的凝膠化性能或是漿液凝膠的時效性，材料選擇快硬硫鋁酸鹽水泥單液漿，選擇普通水泥的水玻璃雙液漿作為輔助性注漿材料，雙液漿的漿液凝膠時間需要控制在1040sec內(nèi)，進(jìn)而達(dá)到可控域注漿的目的。 注漿水泥為po42.5普通的硅酸鹽水泥，細(xì)度需要經(jīng)過80m的孔篩篩余量小于5%；快硬硫鋁酸鹽水泥。 注漿使用的水泥必須要符合一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不能使用受潮結(jié)塊的水泥。存放時間不宜過久，出廠日期超過

7、三個月的水泥不能使用。 注漿所用的水要符合拌制水泥混凝土的用水標(biāo)準(zhǔn)，拌漿水溫度低于40。 本次工程施工中所用的水泥主要為：快硬硫鋁酸鹽水泥、po42.5普通的硅酸鹽水泥，4550be水玻璃（m=1.73.1）。 3.2 分區(qū)段地表注漿 為了對注漿加固范圍的控制并保證注漿效果，需要采取分段注漿，縱向長度小于20m，為控域注漿提供便利。 袖閥管注漿，所用漿塞為655pvc袖閥管和雙向皮碗式，借助25鍍鋅鋼管作為芯管分段實行注漿，注漿材料主要為硫酸鋁酸鹽水泥作為單液漿，輔助材料為普通硅酸鹽水泥和水玻璃液雙液漿，縱向分段周邊兩排孔分別采用普通水泥-水玻璃雙漿液為主，其他的孔則采用硫鋁酸鹽單液漿。 3.

8、2.1 注漿的范圍和順序。注漿的范圍如圖2和圖3所示： 注漿孔橫向隧道開挖的輪廓線外為5m，也就是寬度為24.8m；注漿深度是隧道拱頂開挖輪廓線上的5m，隧底開挖輪廓線下部2m，也就是19.68m；鉆孔利用等邊三角形布置，間距為1.5m1.5m。漿液的有效擴(kuò)散半徑為1m。采用直徑為655pvc袖閥管以及雙向皮碗式止?jié){塞，利用直徑為25的鍍鋅鋼管作為芯管實行分段注漿。 此次注漿施工中，將注漿孔劃分為周邊和中間兩種，周邊是注雙液孔漿，中間孔為注單液漿孔，注漿順序在原則上為由外到內(nèi)約束的發(fā)散性方式。需要對地層的加固進(jìn)行考慮，先對周邊孔進(jìn)行注漿，隨后延伸至內(nèi)圈孔，最終形成約束，實現(xiàn)地層注漿的逐步擠壓密

9、實，對三個周邊實行注漿，在中間部位的水流方向上形成約束，保留一個邊成為水排流的出口，注漿過程中要逐漸將水排出，提升整體注漿效果，對漿液的擴(kuò)散區(qū)域?qū)嵭杏行Э刂?，保證注漿后可以形成較為完整的注漿加固體。 3.2.2 注漿參數(shù)和鉆孔。施工中，硫鋁酸鹽單漿液與水灰的比值為wc=0.81；水泥-水玻璃雙液漿與水灰的比值為wc=0.81；水泥-水玻璃體積比cs=11，水玻璃波美度：3338be。注漿參數(shù)詳情見表1： 在鉆孔過程中要對注漿孔的孔位實行測量放線；采用工程地質(zhì)鉆機根據(jù)標(biāo)識的孔位實行鉆孔。在鉆孔過程中要采用套管進(jìn)行定位，泥漿循環(huán)護(hù)壁成孔，在成孔后需要及時采取清理。在鉆孔過程中要做好鉆孔的記錄，對鉆

10、孔的地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)描述，這樣對下一步的注漿作業(yè)施工比較有利。按照設(shè)計要求完成鉆孔，在安裝好袖閥管注漿管后，拔出套管。 3.2.3 安裝袖閥注漿管。在不注漿的部位下a型袖閥注漿管，在注漿的部位下b型袖閥管注漿，底部要加上悶蓋。b管是有孔管，且覆蓋了一層橡膠套。在下管前必須要在最下端b管上增加下悶蓋，利用絲口和下一根b管進(jìn)行連接，直至連接到注漿段長度。隨后，開始和a管進(jìn)行連接，a管連接至鉆孔深度，并且要求露出地面10cm。 由于鉆孔具有較深的特點，在下管中可以將連接好的袖閥注漿管分為三段，實行依次下孔，上端在即將完成時，再在空口連接下一段的袖閥注漿管，指導(dǎo)袖閥注漿管的下管作業(yè)被完成。 在袖閥注漿管沿

11、著套管內(nèi)壁下至鉆孔底部后，在頂部位置加上悶蓋，隨后將套管拔出實施封孔作業(yè)。在孔底到地面距離為3m時采用粗砂或是礫石實現(xiàn)密實性填充，在地表下3m的位置到孔口部位采用速凝水泥砂漿實行填充封孔，避免出現(xiàn)注漿中返漿的情況。 3.2.4 施工操作。注漿作業(yè)中的設(shè)備主要為注漿泵，注漿方式為后退式分段注漿，利用止?jié){系統(tǒng)，在注漿帶內(nèi)通過孔底實行注漿，每次注漿的長度為0.51m。在第一段注漿段注完后，將注漿芯管以及止?jié){系統(tǒng)采用管箝上提升到第二段的注漿段，實行第二次注漿段的注漿，從此往下，指導(dǎo)完成注漿帶。在注漿過程中要做好注漿記錄，并測定注漿液的凝膠時間，保證收到良好的注漿施工效果。注漿最終的孔膠圈如圖4 所示： 4 結(jié)語 本文對隧道淺埋段的袖閥管注漿施工技術(shù)結(jié)合筆者所經(jīng)歷的具體工程項目開展相應(yīng)的探討。本公司在馬鞍梁隧道淺埋段中主要采用了袖閥管地表注漿施工，在大量的實驗及測量數(shù)據(jù)中，實現(xiàn)了反復(fù)總結(jié)和論證，最終成功地將淺埋隧道軟弱圍巖地表注漿實現(xiàn)了具體實踐，經(jīng)過驗證得出，袖閥管注