袖閥管注漿施工技術在北京地鐵暗挖區間施工中的應用

牛志國

北京城建勘測設計研究院有限責任公司，北京 100101

0 引言

袖閥管注漿是在漿液經過注漿泵加壓后，通過連接管進入注漿管，聚集到袖閥管注漿管段，然后通過直徑6mm的泄漿孔的PVC管（即袖閥管），在壓力作用下，將包裹在PVC管外的橡膠圈脹開。當壓力逐漸增大到一定程度，被加壓的漿液就會沿著地層結構產生填充、滲透、壓密、劈裂流動，漿液在地層中形成固結體，從而達到增加地層強度，降低地層滲透性的目的。北京地鐵十四號線右安門外站-北京南站暗挖區間成功地利用了這一技術，在區間正線導洞施工過程中對地層進行超前加固、止水，為暗挖施工提供了安全保障。

1 工程概況

區間自右安門外站沿涼水河北岸向東，穿越開陽里西巷、開陽里東巷、開陽路與北京南站預留工程對接。根據隧道斷面的變換，分別采用了臺階法、CRD法、雙側壁導坑法施工，區間全長628.953m，結構頂覆土厚度為12m～15m主要穿越砂土層、粉土層、卵石層。施工難度集中在下面幾點：1）區間側穿涼水河；2）區間下穿老舊平房區；3）結構頂以上土層內有φ1200上水管線、φ1800雨水管線、φ1750mm污水管線等18條風險較大的地下管線。

為了確保施工的安全和進度，改良土體、有效的控制地下水滲漏，區間正線導洞在施工過程中采用了袖閥管注漿加固的施工工藝。

2 區間袖閥管施工過程

2.1 施工前準備情況

1）材料準備：水泥：PO.42.5級普通硅酸鹽水泥，存放3個月后必須滿足試驗要求。水玻璃：40Be'～45Be'；2）配合比要求：水泥漿水灰比為0.8:1； 水泥～水玻璃雙液漿W:C=0.8～1:1（重量比）、C:S=1:1（體積比），水玻璃濃度30Be'～35Be'；3）主要機具：ZDY-1500型鉆機，KBY-50/70型雙液注漿泵，高壓管路和攪拌系統。

2.2 袖閥管鉆孔施工實施過程

袖閥管鉆孔施工包括放樣定位、鉆機鉆孔、插入袖閥管等。

2.2.1 放樣定位

根據隧道拱部中心激光在掌子面標出隧道中心線、起拱線上1.5m線作為定位布點坐標XY軸，再通過這些坐標點，采用拉線和卷尺量測的方法定出鉆孔孔位。

2.2.2 鉆機鉆孔

1）利用地質鉆機采用φ89的鉆頭鉆孔，鉆孔豎向平面誤差≤5cm，鉆孔角度≤±1度；2）鉆機就位后，應使鉆機平臺平整穩固，在開鉆前根據深孔注漿參數中加固范圍定出每排鉆孔角度，并在鉆進2m時及以后每加一節鉆桿均需對鉆機調平校正；3）圓礫、卵石層中為防止鉆孔的塌孔，采用套管跟進鉆孔，完成鉆孔后，安設注漿管后，將套管拔出；4）為保證鉆孔質量，應注意：在鉆孔時，保證轉速均勻；在換鉆桿時，鉆桿提升和放下應保持垂直，以免擴孔。

2.2.3 安設袖閥管

在鉆孔結束后立即插入袖閥管，袖閥管每節3m，通過螺紋的接頭連接，管端加悶蓋封閉，管接頭密封可靠。袖閥管每節連接好后，依次下放到鉆孔中，直到孔底，下放時盡量保證袖閥管的中心與鉆孔中心重合。保證袖閥管的上端頭露出掌子面10cm～20cm，再用套頭套牢，防止雜物進入管內。

2.2.4 清孔

袖閥管安裝好并堵頭，對管中注入清水，根據現場溢漿孔長度（30cm/段），分段檢查袖閥管泄漿孔是否暢通。

2.3 袖閥管注漿施工實施過程

區間采用KBY-50/70雙液注漿泵和SYB-60/160單液注漿泵分別對不同的地層進行注漿作業。注漿方式采用后退式分段注漿，注漿過程中做好詳細的注漿記錄。現場注漿的工藝為：

1）將內管和雙塞管連接好放到袖閥管底部；2）將內管頂部和液壓注漿泵的出漿端連接，中間接有壓力表；3）通過攪拌機配制水泥漿，把配制好的水泥漿注入到塑料容器中；4）在另一塑料容器中，調制水玻璃溶液，使得溶液的濃度在 30 Be'～35Be'之間；5）把液壓注漿泵的進漿端分別放到水泥漿和水玻璃溶液中；6）開啟液壓注漿泵進行注漿，水泥漿和水玻璃的體積比為 1：1；7）注漿壓力達到1.5MPa范圍內持續5min后，外拔注漿內管，退管長度控制在50cm以內。

2.4 袖閥管注漿結束標準及效果檢查

2.4.1 注漿結束標準

深孔注漿結束控制，采用注漿量和注漿壓力雙控方法，以漿液注入量控制為主，泵送終止壓力控制為輔。一方面每節（0.5m）注漿量控制在0.1m3～0.2m3；另一方面注漿壓力達到設計控制值1.5MPa，持續穩定壓力5min，壓力不低于1.0MPa。

2.4.2 效果檢查

注漿效果檢查主要包括土體粘結力檢查和滲水檢查。土體粘結力檢查通過地質鉆機取芯，報送試驗室檢查注漿體強度是否達到設計值。

3 地面沉降監測

通過對沉降數據的采集，分析利用袖閥管注漿對地層加固，減少施工及環境安全的效果。監測數據分析顯示，平房區沉降量最大值為-5.9mm、管線沉降量最大值為-5.4mm、地表沉降量最大值為-12mm，而且沉降速率比較均勻，控制在1mm/d以內。說明袖閥管注漿方法對地下水的控制、地層加固、控制沉降量具有良好的效果。

4 結論

右安門外站-北京南站暗挖區間水文地質條件較為復雜，區間正線存在兩層地下水（上層滯水、潛水），結構頂板主要位于中砂⑥層。為了更好的控制由于施工引起的沉降量，區間隧道正線導洞施工采用袖閥管注漿工藝。現場施工情況證明，利用袖閥管注漿工藝，對加固掌子面前方土體、提高地層剛度效果明顯，對地下水的防滲、堵漏能夠起到明顯的控制作用，能有效地降低暗挖施工的風險。

[1]劉長生.袖閥管注漿法在公路路基病害處治中的應用[J].山西建筑，2008(13).

[2]陳志良.袖閥管注漿工藝在深圳地鐵基礎加固中的應用.鐵道標準設計，2005(12).