地表深孔袖閥管注漿技術在地鐵中的應用

摘 要：筆者結合曾參與過的一個工程實例，即大連地鐵一期工程207標段東緯路站至春光街站區間工程的溶洞處理，具體闡述了地表深孔袖閥管注漿技術的實際應用，以期能對業界的同行們在處理類似情況時提供一定參考和借鑒。

關鍵詞：地表深孔；袖閥管；注漿技術；承壓水巖溶；發育區

1、工程概況

該工程設計里程為DK10+592.673～DK11+666.35，全線長1073.677m。地勢起伏不小，高出地面15.66～16.98m，隧道拱頂覆土11.7～20.4m。工程所處區間是承壓水巖溶的發育區，地質較為復雜，在聽取各位專家的建議后，筆者就暗挖施工要遵循的原則進行深入研究，以保證施工順利進行。

2、袖閥管注漿原理

袖閥管注漿是指對進入注漿泵里的漿液進行加壓后，使用連通管使之匯集至袖閥管注漿管段。要求連通管是直徑在6㎜的PVC管，因為這樣會受到壓力作用而將管外的橡膠圈和套殼料擠碎。壓力超限時，經過加壓后的漿液會順著地質結構而自由流動，如果這時的進漿量>供漿量，那么壓力自動恢復初始的平衡態，而后續漿液則會受壓力作用不斷沿著地質結構自由延伸，流到土體中的漿液最終變成固態，既增加了地層厚度與硬度，也降低了地層的滲透性，可謂一舉兩得。

添置橡膠圈是為了在孔內加壓注漿時，脹開的橡膠圈會使漿液自行流入地層；在孔內停止注漿時，橡膠圈受外力作用會自行封閉漿液的流出洞口。套殼料則會對袖閥管進行強有力的保護，尤其是在孔內加壓注漿時，漿液雖然擠碎了孔部位的套殼料，但上下部分的仍能起到很好的保護作用，絲毫不影響阻止漿液的垂直流動，如此一來，水平流動的漿液使地層的加固半徑有所增加。雙塞管是為了保證增壓，在漿液經注漿內管進入到雙塞管時，會看到注漿內管上4㎝處有噴薄而出的漿液；當受壓力影響的漿液在袖閥管與雙塞管之間游離時，會將橡皮帽頂起，當壓力超限后，袖閥管的橡膠圈脹開，套殼料破碎，由此漿液順利進入地層。

3、地表深孔袖閥管注漿技術

3.1鉆孔

地質情況不同，選用的鉆頭類型與護壁方式自然也有所不同。該工程選用XY-1A型鉆機成孔設備。合金三葉型鉆頭因不用抽芯適用于淤泥質、粘性土及全風化泥灰巖地層；巖芯管配用金剛石鉆頭因在鉆取過程中需要抽芯而適用于強-中風化泥灰巖及石灰巖地層。在安裝鉆機的過程中，保證放置于孔口關內的鉆具底座水平，機身穩固，適時地對其高度進行相應調整并校正孔位，確保孔口管、立軸和鉆桿水平。護壁使用的泥漿質量要上乘。當砂層有一定厚度且孔內有塌陷時，使用φ108mm套管護孔，等孔內的套殼料被擠碎且漿液進入袖閥管后再將其提出。在鉆孔進行前，要將地質勘探情況與鉆孔深度這二者有機結合起來，使孔的深度在溶洞洞底部一米為宜。

3.2袖閥管安裝

當鉆孔達到規定標準后，結合鉆孔中記錄的相關數據信息，依次將袖閥花管與直管插入洞內，保證最終花管的位置與溶洞的處理位置一一對應。在將花管插入洞內的同時，要及時添加清水，以減小內浮力的影響，使下管順利。套殼料經一定比例的水泥、粘土配制而成（水泥：粘土：水=1：1.5：1.88），將其增長速度的凝固時間控制在2到5日。在袖閥外花管的管材——φ48的聚氯乙烯塑料管上，每30㎝處鉆大概3～4個直徑為6㎜左右的孔眼，之后用厚約2㎜的橡皮筋將這些孔眼固定住。袖閥花管與孔壁之間會產生間隙，此時在離孔口上方2m處加入用速凝水泥漿制成的止漿固管料，此外也可用Na2SiO3或CaCl2作速凝劑，且要等孔口出的漿料成固體后再進行注漿，等待時間一般為2到5日。

3.3注漿設備的選型與漿液攪拌、輸送和計量

施工現場選用BW150型注漿泵，經三通管路設備運行，有利于實現單、雙液漿的注漿施工。BW150型注漿泵中有溢流閥門與回漿管路，確保規定范圍內能夠實現注漿壓力與功率的實時調節。當壓力超限時，溢流閥門打開，油缸不再工作，此時進入安保模式。BW150型注漿泵擁有多個檔位，以實現流速不同情況下的注漿施工。在對漿液進行攪拌的過程中，選用轉速在250r/min、單筒制漿量為6m3/h、容量在800L的快速攪拌筒。施工現場要放置兩個專供水泥漿配制使用的攪拌桶，攪拌水泥漿的水灰比為一比一。攪拌完成立刻放入存漿池，再用BW150型注漿泵將其送到每個注漿孔內。施工現場要放置兩個專制Na2SiO3的配制桶，配制完20Be的Na2SiO3后也要即刻放入存漿池。要注意的是，水泥漿與Na2SiO3都是通過特殊制成的三通管最終到達注漿管內的。

3.4注漿施工流程

①開環。該階段為灌漿的前期階段，此時使用到的是稀漿或清水。②灌漿。此階段用到的是雙塞管，按照注漿參數表規定，注漿由下往上進行，灌漿段的劃分是以每3～4個孔眼為一單位，長約為100㎝左右。在注入以42.5普硅水泥或3.25級復合硅酸鹽水泥為原料的注漿液時，本著“先稀后濃”的原則對水灰比進行相應調整，保證開環壓力、注漿壓力與終止壓力都在正常范圍內波動，且依據注漿液體的流動情況合理增加或減小，具體情況具體調整。③注漿次序。在進行注漿時，并非每個孔都會用到，因為要保證漿液初凝時間，所以一般是隔一個孔后依次進行。④間歇注漿。當整個注漿過程結束后，第二次注漿與第一次注漿之間要有兩小時以上的時間間隔；當注漿壓力達到規范標準后便可停止，當發生下列情況時也要立即停止：竄漿或漏漿等。

3.5注漿的過程控制與抬動監測

在進行注漿的過程中，要時刻監測沉降情況，關于地面的，關于建筑物的。一旦發現建筑物出現上升趨勢，要立刻停止注漿行動，并且對建筑物上升前后的高度嚴格控制在2㎜之內。在進行注漿的過程中，如果單孔的注漿量過大，則壓力很難達標，此時可使用間歇注漿法，注入雙液漿，并將時間控制在10到30分鐘內。如果發生竄漿或漏漿等情況，要具體問題具體分析，是采用嵌縫處理，還是采用表面封堵處理；是采用低壓濃漿處理，還是采用限流限量處理，這些都需要考慮周全。在進行注漿的過程中，地面受注漿壓力影響會上升也在所難免，如此一來，路面很容易出現開裂、變形等安全隱患，所以定期檢測勢在必行。路面貼上反射片，之后在三次注漿過沖中都要用水準儀與全站儀對影響范圍內的測點進行監測。根據檢測結果，確定下次的不會對地面及建筑物產生破壞影響的注漿施工技術。

參考文獻

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