袖閥管注漿工法

1、1袖閥管注漿工法袖閥管注漿工法是由法國Soletanche灌漿公司首創(chuàng)的一種注漿工法，因此該工法也稱索列坦休斯工法。由于該工法具有許多優(yōu)點，灌漿效果好，因此在國外被廣泛采用。目前，國內(nèi)對此工法的研究及應用較少。筆者采用該工法成功地完成了幾個工程的注漿加固、防滲、堵漏等工程難題，認為該工法使用方便，應用效果好，應在國內(nèi)工程施工中大量推廣應用。1.1 特點該工法同其它注漿工法相比，具有以下特點：(1)一般適用于50m以內(nèi)的地表注漿，經(jīng)我所深入研究，該工法已經(jīng)拓展到可以在洞內(nèi)進行水平注漿。(2)具有上下2個阻塞器，能將漿液限定在注漿區(qū)域的任一段范圍內(nèi)進行灌注，達到分段注漿的目的。(3)阻塞器在光滑的

2、袖閥管中可以自由移動，可根據(jù)需要在注漿區(qū)域內(nèi)某一段反復注漿。(4)注漿前，不必設(shè)較厚的硅止?jié){巖墻；采取較大的注漿壓力時，發(fā)生冒漿和串漿的可能性小。(5)根據(jù)地層特點，可在一根注漿管內(nèi)采用不同的注漿材料，選用不同的注漿參數(shù)進行注漿施工。(6)鉆孔、注漿可采取平行作業(yè)方式，提高工作效率。由于受注漿管材質(zhì)的影響，經(jīng)我所研究證明，采取鉆注平行作業(yè)時，鉆孔和注漿孔間隔距離一般宜6m否則可能會由于注漿作用，引起注漿管變形，而導致注漿管報廢。1.2 所需的機具設(shè)備及材料(1)鉆孔機械：采用100型或300型工程地質(zhì)鉆機，套管護壁(垂直鉆孔時采用)，或者采用跟管鉆機(套管，水平鉆孔時采用)進行鉆孔。(2)注漿

3、機械：采用HFV5DKBY50/70型等雙液注漿泵，并配備高壓注漿管路系統(tǒng)和制漿設(shè)備。(3)袖閥注漿管及花管、心管：袖閥注漿管為每節(jié)長333mm內(nèi)徑56mm外徑68mm的硬質(zhì)塑料管，它是由鈣塑聚丙烯制造而成。注漿管內(nèi)壁光滑，接頭有螺扣，端頭有斜口，外壁有加強筋以提高其抗折強度。注漿管分A、B兩種，A種注漿管上未開設(shè)溢漿孔，B的溢漿孔6個，注漿管構(gòu)造如圖1所示。在B種注漿管有孔部位外面緊緊地套著抗爆破壓力為4.5MPa的橡膠套，橡膠套覆蓋著溢漿孔，這樣，注漿時，漿液可以通過溢漿孔進入地層，而地層中的水和顆粒難以進入注漿管中，從而達到注漿管的單向閥作用。的焊接鋼管加工，一般長0.61m,其四周均勻

4、地布設(shè)1218的泄?jié){孔?；ü軆啥烁骷由?4個止?jié){橡膠皮碗，以形成阻漿塞，起到止?jié){作用。焊接鋼管加工，每節(jié)長2mo主要起輸送漿液作用，與注漿花管采取絲扣連接。1.3 工藝流程袖閥管注漿工法工藝流程如圖2所示。1.3.1 鉆孔采用套管護壁水沖法鉆進成孔，鉆進深度應達到注漿固結(jié)段高度。在鉆孔過程中要做好記錄，以供注漿作業(yè)參考。1.3.2 下管根據(jù)注漿要求，在注漿部位下B型注漿管，非注漿部位下A型注漿管。首先在連接好的注漿管底部加下悶蓋，將注漿管下入注漿鉆孔中，要確保注漿管下到孔底，上部要高出地面，然后在最后在注漿管上注漿管中加滿水，利用重力作用，使注漿管不會浮起，之后將套管緩慢地提出，部蓋上悶蓋，以

5、防止雜物進入注漿管，影響注漿作業(yè)質(zhì)量。1.3.3 封孔套管拔出后，在地面1m處以下采用砂或碎石填充，在地面1m處以上至地面段和孔口周圍采用速凝水泥砂漿封堵，以防止注漿過程中冒漿現(xiàn)象發(fā)生。1.3.4 注漿采取分段式注漿，每段注漿長度稱為注漿步距?；ü荛L度為注漿步距長度。注漿步距一般選取0.61m,這樣可以有效地減少地層不均一性對注漿效果的影響。對于砂層，注漿步距宜選用低值；對于砂卵石或破碎巖層，注漿步距宜選用高值。注漿過程中，每段注漿完成后，向上或向下移動一個步距的心管長度。宜采用提升設(shè)備移動，或人工采用2個管鉗對稱夾住心管，兩側(cè)同時均勻用力，將心管移動。每完成34m注漿長度,要拆掉一節(jié)注漿心管

6、。注漿結(jié)束后，在注漿管上蓋上悶蓋，以便于復注施工。2在地層加固防滲中的應用實例廣州地鐵楊體區(qū)間隧道位于廣州市中山路東端南側(cè)，西起梅花路口，向東橫穿楊箕涌，進入天河居民區(qū)直至體育西路。隧道全長1186.7m,斷面最大高度6.47m,最大寬度6.3m,其上覆土層厚816.2m。該區(qū)間隧道在丫(Z)DK14+020(030)13+969.1段穿越飽和動態(tài)含水砂層。含水砂層為海陸交互相沖積層，地層分布極不均勻。地表以下地層依次為：硅路面厚0.150.35m黑色人工雜填土層厚0.53.3m(土中夾有磚塊、木屑等雜物)；砂層厚5.39.9m,分布十分混亂，無明顯規(guī)律，下限為地表以下9.813.3m,厚度變

7、化幅度大，中、粗、細砂交互出現(xiàn)，有灰色、灰黃色、黃色、紅色等多種顏色；砂層以下為強風化泥質(zhì)砂巖。該段地下水位位于地表以下2.032.84m。地下水流向自東向西并以楊箕涌為分水嶺。注漿前測試地層滲透系數(shù)為2.5X10-2cm/s,滲水性較強。地下水和珠江有水力聯(lián)系，受海潮影響。方案設(shè)計為達到固結(jié)砂層、防滲的目的，確保開挖施工安全，在Y(Z)DK14+020(030)13(14)+993(003)段采取洞內(nèi)袖閥式長管水平全斷面注漿和小導管全斷面補充注漿相結(jié)合方案進行注漿施工；在Y(Z)DK13(14)+993(003)13+969.1段，采取地表袖閥管垂直注漿和洞內(nèi)小導管全斷面補充注漿相結(jié)合方案進

8、行注漿施工。洞內(nèi)袖閥式長管水平全斷面注漿采取極坐標法布設(shè)注漿孔，孔距1.7m；地表袖閥管垂直注漿采取垂直布設(shè)注漿孔，注漿孔采取梅花型布置，孔距1.35m,排距1mo洞內(nèi)小導管全斷面補充注漿。注漿材料洞內(nèi)注漿采用超細水泥水玻璃雙液漿；洞外地表注漿單排孔采用普通水泥水玻璃雙液漿，雙排孔采用超細水泥水玻璃雙液漿。漿液配比如下：普通水泥水玻璃雙液漿(簡稱CS漿)：WC=1：1,C：S=1：1,水玻璃7農(nóng)度為35Be'。超細水泥水玻璃雙液漿(簡稱MCS):WMC=21,MC：S=1：1,水玻璃濃度為35Be'。注漿技術(shù)參數(shù)(見表1)表1加固防滲注漿技術(shù)參數(shù)注漿方式洞內(nèi)長管注漿地表垂直注漿

9、洞內(nèi)短管補充注漿擴散半徑/m10.80.4凝膠時間/s3535(MCS)55(CS)35注漿速度/(L.min-1)304030403040注漿終壓/MPa1.01.21.20.5單段注漿量/m30.520.4250.14注漿步距/m0.60.60.62.4注漿效果(1)注漿后，采取取心檢查，巖心采取率為47.8%92.6%,巖心加固優(yōu)良率71.5%96.6%(2)采取注水試驗測試注漿后砂層滲透系數(shù)為5.2X10-43.7X10-5cm/s,和注漿前相比較,地層滲透系數(shù)降低了23個數(shù)量級，已基本達到了隧道安全開挖的防滲要求。(3)取樣測試固砂體單軸無側(cè)限抗壓強度為0.391.39MPa。(4)

10、經(jīng)檢查，孔中無涌水、涌砂現(xiàn)象發(fā)生。(5)開挖過程中，洞內(nèi)未出現(xiàn)大量的涌水、涌砂，砂層加固效果較好，滿足安全開挖的施工要3在地層防滲中的應用實例武漢長江廣場位于江漢一橋與漢陽琴臺之間，距漢江近百米，距月湖僅50m,長江廣場包括4棟28層四角上的塔樓和5層裙房，地下1層，開挖深度7m左右，占地面積1200m2,總建筑面積10萬余m2。根據(jù)地質(zhì)勘測，整個場區(qū)的地層構(gòu)造從上到下可分為8層，其中對開挖施工影響最大的是最上一層雜填土層。雜填土層厚69m,上部以磚塊、灰渣等建筑垃圾為主，中部25m主要是鐵礦渣、煤渣；下部為約1m厚的淤泥質(zhì)土。由于中、上部雜填土中混有許多磚塊、鋼渣、煤渣，又是自然回填，未經(jīng)夯

11、實，造成了該層土透水性極強。地下水與附近50m遠的月湖相通，補給源極其豐富，因此，降低該地層的滲透性是保證基坑安全開挖的關(guān)鍵。該防滲工程施工采取袖閥管注漿工法，采取分段后退式注漿。方案設(shè)計注漿孔為垂直孔，布設(shè)在周邊護坡樁外側(cè)，位于兩個護坡樁之間，距周邊開挖護坡樁中心線40cm,孑L距120cm,孑L深10cm。注漿材料根據(jù)地層特點，注漿采用普通水泥水玻璃雙液漿。漿液配比：WC=0.8：1,C:S=1：1,水玻璃濃度為35Be',緩凝劑摻量為水泥質(zhì)量的1%注漿技術(shù)參數(shù)凝膠時間40s,擴散半徑0.7m,注漿速度50L/min,注漿壓力1.2MPa,單孔注漿量3.66m3,注漿步距66cm。

12、注漿效果經(jīng)過注漿后，地層滲透系數(shù)由原來的6.07x10-3cm/s降為3.7x10-4cm/s,基坑開挖過程中未出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，保證了基坑的正常開挖。4在工程堵漏中的應用實例1996年10月16日8時45分，廣州地鐵楊箕站東端頭右側(cè)YDK13+969.1處，地面下13m左右圍護樁間三角帶處突發(fā)涌水、涌砂?，F(xiàn)場采取“插管引水，封閉管周，上法蘭盤”措施，13時涌水、涌砂得到控制。13時30分左側(cè)ZDK13+969.1處，地面下12m左右圍護樁間同樣發(fā)生突發(fā)性涌水、涌砂，如前方案，控制了涌水、涌砂。此次涌水，僅右側(cè)就隨水帶出砂約300m3,使楊箕站東端圍墻東側(cè)地層砂層嚴重流失，造成地面南北約18m東西約5m范圍整體急劇下沉，最深達1.5m。圍墻裂塌，通往居民區(qū)道路中斷。為了使楊箕站開挖工作得以繼續(xù)進行，保證安全施工，在楊箕站東端頭采取袖閥管注漿工藝，采取地表垂直注漿方案，進行堵漏注漿施工。方案設(shè)計在楊箕站東端頭鉆孔樁外側(cè)施作3排，南北兩側(cè)各施作2排垂直注漿孔，采用袖閥管進行注漿充填地層，形成止水帷幕，達到堵水目的。注漿孔孔距1.35m,排距1m鉆孔深度進入強風化砂巖1.5mo注漿段由