南寧地區富水圓礫層袖閥管注漿加固技術

魏晨亮，王玉卿，唐高洪

(中鐵隧道股份有限公司，河南 鄭州 450000)

南寧地區富水圓礫層袖閥管注漿加固技術

魏晨亮，王玉卿，唐高洪

(中鐵隧道股份有限公司，河南 鄭州 450000)

為了解決南寧地區富水圓礫地層袖閥管注漿加固過程中漿液擴散難以控制、加固效果難以保證的問題，通過室內試驗和現場實踐，從工藝參數、漿液配合比等方面進行優化改進，總結得出在制漿過程中，通過添加外摻料形成能提高漿液抗分散能力的復合漿液，并采取低壓慢注相結合的注漿新工藝，從而提高富水圓礫層注漿加固的可靠性。

南寧軌道交通；富水圓礫層；袖閥管注漿；復合漿液；低壓慢注

0 引言

南寧軌道交通1號線已全面開工，2號線部分車站也已開工建設，2條線土建施工過程中均存在特殊地層——富水圓礫層。目前，富水圓礫層始發接收端頭、聯絡通道加固以及建構筑物保護基本采用袖閥管注漿加固。前期施工中發現，富水圓礫地層袖閥管注漿加固采用水泥單液漿存在漿液擴散大、流失嚴重、無法形成有效填充等問題。

袖閥管注漿工藝是被廣泛采用的成熟工藝，國內學者和技術人員對其進行了一系列研究。文獻[1-7]總結分析了不同領域袖閥管注漿工藝施工的關鍵技術和保證措施；文獻[8-10]重點介紹了袖閥管注漿在砂卵石地層中的應用，并對該技術的優越性進行了分析和探討；文獻[11]總結了袖閥管雙漿液注漿施工技術，并基于實例和定額注漿材料消耗量組成分析進行費用測算。在諸多針對圓礫地層袖閥管注漿施工研究中，大多采用現場操作要求高、造價高的化學漿液，而能否在保護環境、控制造價、便于現場操作的前提下優化注漿材料和注漿工藝亟待解決。

本文針對南寧地區富水圓礫地層袖閥管注漿加固過程中出現的難題，在控制成本的前提下，從控制漿液注入壓力、降低漿液擴散速度等方面，利用試驗研究對比、現場實踐等手段，提出了低壓慢注、復合漿液的新思路；形成了富水條件下圓礫地層袖閥管注漿以復合漿液為主，普通水泥單液漿與普通水泥-水玻璃雙液漿為輔的注漿加固新模式，并成功地運用于現場施工，取得了較好的效果。

1 工程概況

軌道交通1號線火車站站長265 m，標準段寬44.7 m，平均開挖深度為21.53 m，為地下3層4線換乘車站。既有建筑銀河大酒店位于車站結構東側，其基礎與車站基坑連續墻外邊緣的最小距離為1.71 m，車站圍護結構施工前對其進行袖閥管注漿加固。

1.1 工程地質與水文地質

就拿診后服務來說，門診患者服務中心的熱線電話涵蓋診后咨詢、解難答疑等就醫相關服務，如有特殊需求的患者，還可提供醫護人員專業上門服務。同時，利用門診微信公眾號，定時向患者推送門診信息，包括患者健康宣教、門診動態、社區醫療等，每月開展一次健康知識小講堂活動，對群眾關注的熱點、常見病等進行宣教，提高群眾預防保健意識，促進健康。

加固區域地層主要以圓礫層為主，呈灰、灰白、黃色，稍密至中密，飽和，以礫石為主，有少部分卵石；粒徑為2～20 mm的顆粒平均含量為57.7%，粒徑大于20 mm的顆粒平均含量為31.1%，最大粒徑在50～70 mm，粒間充填中、粗砂為主，屬不連續級配；滲透系數為85 m/d，屬于富含水、強滲透性地層。

地下水屬于孔隙松散巖類水，具承壓性，與邕江江水聯系密切。

1.2 注漿加固目的

主要選取7個方面的指標：取材環保性、材料加工環保性、施工簡易性、施工期水土流失程度、施工期水生生物受干擾度、后期維護便利性、造價經濟性。

從表1可知，國內創客教育研究排名前9位的關鍵詞是：創客教育(159)、創客(39)、創客空間(31)、創客運動(12)、創新創業教育(9)、STEM教育(9)、美國(8)、創新能力(7)、創新(7)。說明目前我國創客教育研究熱點主要集中在：①研究創客教育與創客、創客運動和創客空間之間的關系，即創客教育的發展歷程；②研究創客教育的實施，包含創新創業教育、STEM教育等內容，培養學生創新能力和創新思維；③研究國外的創客教育發展現狀，尤其是美國。

通過對建筑物與基坑圍護結構之間的區域進行注漿固結，切斷該處的水力聯系，改良地層，減小基坑圍護結構成槽及開挖施工對建筑物的影響，從而保證建筑物的安全和穩定。

2 試驗過程

2.1 注漿孔設計

2.2.2 注漿參數控制

圖1 基坑周邊注漿孔布設平面圖(單位：mm)Fig.1 Plan layout of grouting holes surrounding foundation pit (mm)

2.2 注漿加固過程中遇到的問題及處理對策

注漿過程中出現了漿液流失較大、注漿壓力基本無變化、注漿漿液無法形成有效填充等問題。針對上述問題及時分析原因，通過不斷改進施工工藝和施工參數，使上述問題得到切實解決。

2.2.1 注漿漿液參數

常用注漿工藝采用的試注漿漿材為普通水泥單液漿，注漿過程中發現漿液流失非常大，漿液的大量流失導致地層加固達不到預期效果。通過專題分析，調整注漿漿液配合比，較好地完成了注漿加固工作。

2.2.1.1 第1階段：普通水泥單液漿

第1階段注漿試注10個孔，注漿過程中以壓力控制為主，注漿量控制為輔。試驗過程中發現延米平均注入量極大，超出設計量3倍以上，但注漿壓力基本為0，漿液隨水稀釋流失，無法達到預期的注漿加固效果。

4)注漿順序控制[12]。①先施作靠近建筑物的一排注漿孔，再施作靠近圍護結構的一排注漿孔，最后施作中間排孔；②同一排注漿孔采用跳孔作業方式施工。

2.2.1.2 第2階段：普通水泥-水玻璃雙液漿

第2階段注漿試注10個孔，調整注漿加固控制方式為注漿壓力與注漿量雙向控制。注漿過程中通過不斷調整2種漿液的比例，從而調整注漿凝結時間與結石強度。不同配合比的漿液特性見表1。

表1 雙液漿室內配合比試驗表Table 1 Indoor tests on mixing ratio of two-component grout

雙液漿注漿試驗表明：注漿壓力可以達到設計注漿壓力，注漿量可控，但漿液同樣存在被水稀釋的問題；漿液被水稀釋后，強度大大降低，雖與地層有一定膠結，但基本無強度，取芯效果不理想，很難起到加固的目的。

2.2.1.3 第3階段：復合漿液

人事檔案是事業單位各項人事信息的真實客觀記錄，是事業單位人才儲備與發展的基礎。優化人事檔案管理水平和質量，對于人力資源配置的優化配置意義重大。當前事業單位人事檔案管理中存在著比較突出的問題，具體包括如下方面：

財政部要求各地繼續支持深入推進貧困縣涉農資金整合工作，開展貧困縣涉農資金整合試點的省區市，安排貧困縣的資金增幅不得低于該項資金平均增幅。分配給貧困縣的資金一律采取“切塊下達”，資金項目審批權限完全下放到縣，不得指定具體項目或提出與脫貧攻堅無關的任務要求。各地要提前謀劃，切實管好用好財政專項扶貧資金，確保資金精準高效使用。

表2 復合型注漿材料室內配合比試驗表Table 2 Indoor tests on mixing ratio of composite grout

根據現場注漿及后續取芯檢查情況，漿液抗分散性較好，能夠和地層較好地膠結，且強度較高，能夠起到加固的目的。

2.2.1.4 分析總結

通過上述3個階段的試驗，對富水圓礫層注漿加固漿液種類及參數形成了較為系統的認識。后續注漿加固施工中，形成了以復合漿液為主，普通水泥單液漿與普通水泥-水玻璃雙液漿為輔的注漿材料選擇模式。經過不斷優化，初步總結出富水動水圓礫層注漿加固的3種漿液配合比，如表3所示。

表3 漿液配合比參數表Table 3 Parameters of mixing ratio of different grouts

基坑周邊注漿孔布設如圖1所示。

根據現場統計，注漿加固356.5 m3的圓礫層土體的注漿量為134.2 m3，由Q=Vnα(1+β)反算圓礫層地層的漿液填充率。

新媒體有一個獨有的優勢特點，那就是 “即時反饋”，對于新聞爆點能做到根據相應的點擊率、轉發量、評論數等，快速地判斷出某條新聞線索有無報道的價值，大大避免了錯漏，或者看似平常卻在網上引發很大關注的事件。當然，相對于傳統的紙媒來說，新媒體發布的消息易流于片面、媚俗、獵奇、標題黨、主觀，甚至是虛假的現象。因此，傳統紙媒在新媒體上尋求爆點時不能一味追求點擊量、評論量、關注度等，對于報紙編輯要切實具有去偽存真的眼光，披沙揀金的能力，不能過于為了博人眼球而放棄職業操守，這點正是很多媒體欠缺的原因所在。

黨的十九大報告指出，現階段我國社會的主要矛盾已經轉化為“人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾”，具體到養老領域，則較大程度地體現為老年群眾日益增長的美好老年生活需要與養老機構不平衡不充分發展之間的矛盾，這一矛盾在廣西也同樣突出地存在著。隨著廣西人民收入水平的提高，老年群眾的養老能力也不斷提高，如表1所示，廣西城鎮居民的可支配收入水平在不斷提高。

1)注漿壓力控制。根據現場注漿試驗，確定在圓礫層的注漿壓力為0.5～0.8 MPa。

2)注漿量及注漿速度控制。注漿過程采取低壓慢注，在圓礫層中每延米注漿量控制在0.4～0.6 m3，注漿速度控制在10～50 L/min。

3)擴散半徑。注漿孔間距為1 m，注漿孔排距為0.8～1 m，漿液擴散半徑為0.75 m。

在單液漿里添加了減水劑、絮凝劑等外加劑，注漿壓力有所上升，但非常緩慢，漿液流失仍然比較大，與地層很難形成致密的膠結體。通過取芯檢驗顯示，芯樣不成形，未見明顯的漿液固結體。

3 圓礫層注漿試驗效果評價

采用復合漿液注漿結束后，通過采取檢查孔觀察法、分析法以及后續施工過程情況驗證，對注漿效果進行評價。

為驗證方法的可靠性，對采集的1號樣品和2號樣品的Cr降塵總量進行了加標回收實驗，對每個樣品加入5μg的Cr，按照樣品加工和樣品制備的方法制備好樣品，并按照測試方法測試其降塵總量，計算其回收率，得到結果見表6。

3.1 檢查孔觀察法

注漿完成后，在注漿區域各鉆5個直徑為108 mm的檢查孔。成孔過程中未出現坍孔、涌水、涌砂現象，利用檢查孔進行注水試驗，測定加固后圓礫地層的滲透系數降至8.1 m/d，效果評定滿足加固土體、降低滲透性的要求。

3.2 分析法

2017年，在某石化公司的制氫裝置緩沖罐接管、催化裝置油漿換熱器配管、催化裝置增壓機入口管線的施工中，按照上述的方法對法蘭偏口進行矯形處理，得到理想的效果，避免焊口重新組對、焊接的工序，保證了施工的質量。

通過把結構化與非結構化的信息數據統一格式、統一基準并空間化，導入到分布式文件系統HDFS中，導入完成后分布式文件系統自動觸發檔案內容提取流程，將辦公文檔、pdf、圖片、視頻等非結構化數據中的內容提取出來，按照特定的約束方式存到HBase構建的內容庫中，同時將結構化數據發布到GIS服務集群中，供數據管理層提取和訪問[3]。

第3階段注漿試注30個孔，參照雙液漿注漿經驗，調整膨潤土摻入比例，使注漿壓力達到設計注漿壓力或注漿量。摻入膨潤土作為漿液的穩定劑，在水灰質量比一定的情況下，隨著膨潤土摻量的增加，漿液的黏度增大，析水率降低，保水性能提高，觸變性能變好，使漿液具有較好的穩定性。不同配合比下的漿液特性見表2。

查詢有關資料得圓礫層孔隙率n約為33%，漿液損失率β取20%，反算圓礫地層注漿加固的填充率α為95%。借鑒文獻[13]中利用漿液填充率反算法評定注漿效果的標準(當地層富含水時，漿液填充率應達到80%以上)，對比說明圓礫層注漿效果達到了填充加固的目的。

3.3 施工過程驗證

目前，火車站基坑圍護結構施工已完成，圍護結構地下連續墻施工過程中未出現塌槽現象，實際澆筑混凝土方量超出設計方量5%左右，屬正常范疇。施工過程中，注漿加固區域監測數據穩定，建筑物累計沉降8～10 mm。

4 結論與討論

1)富水圓礫層采用袖閥管注漿加固的方式可以達到降低地層滲透系數和加固地層的目的。

2)針對地層中含水量、流水流速及孔隙率的不同，選擇不同的注漿材料，根據南寧地區圓礫層滲透系數較大等特點，建議選用復合漿液。

3)富水圓礫地層袖閥管注漿加固本著降低滲透系數和加固土層的目的，效果檢驗方法建議采用檢查孔觀察法。

(6)與將全部約束方程納入誤差模型的建模方式相比，未將全部約束方程納入誤差模型的建模方式，結構誤差辨識精度低，考慮測量誤差時辨識出的結構誤差與給定值差值最大值達到1.13 mm，大于0.1 mm，如圖5b所示。

黨的十九大報告明確指出，我們要建設的現代化是人與自然和諧共生的現代化，既要創造更多物質財富和精神財富以滿足人民日益增長的美好生活需要，也要提供更多優質生態產品以滿足人民日益增長的優美生態環境需要。交通運輸是導致氣候變化、環境污染的重要原因之一，測試工況與實際工況下的排放差異，表明傳統的計算方法不再適用，需要有效地建立城市交通排放治理機制和實現達峰的愿景，需根據實際工況建立科學、客觀的移動源MRV排放測量標準，來量化每一次交通出行行為的環境影響，從而更合理的制定城市道理交通規劃與相應政策，推進城市環境的優化。

[1]魏祥.淺談長沙營盤路湘江隧道地表加固施工技術[J].山西建筑，2010(12):341-343.(WEI Xiang.Discussion on the construction technique of the surface strengthening of Xiangjiang tunnel at Yingpan road of Changsha city [J].Shanxi Architecture,2010(12):341-343.(in Chinese))

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世界最大尺寸矩形頂管掘進機在國內完成首推

由上海城建隧道股份公司設計研發的超大矩形頂管掘進機在鄭州緯四路下穿中州大道隧道接收井準確進洞，圓滿完成我國自主知識產權超大頂管裝備在中原大地的“處女航”。鄭州緯四路下穿中州大道，隧道位于鄭州市鄭東新區和中心城區分界線中州大道下方，采用矩形頂管機施工，施工過程中存在著大斷面、長距離頂管頂進等技術難題，并且在頂進過程中還將穿越各類復雜的地下管線，工程難度較大、風險較高。

值得一提的是，此次擔任隧道掘進任務的矩形頂管掘進機“中州一號”尺寸為世界之最，已申請多項國家專利和發明專利，或將推動我國城市地下空間開發技術再上新臺階。

方腦袋大智慧——自主研發超大地下工程設備啟航

“中州一號”外徑達7.5 m×10.4 m，上海城建隧道股份在“中州一號”的設計中借鑒了許多大型盾構的設計理念，使得它能夠應對開挖面積和配套設備能力的幾何級數增長。

有別于盾構掘進技術，頂管技術是指頂管機頭切削土體，后方由千斤頂頂進管節，頂進一定距離后，千斤頂回縮，在工作井內裝入新的管節，再頂進，如此重復，直到機頭到達接收井。相比圓形隧道，矩形隧道具有空間利用率高的優勢，特別適用于下穿隧道和出入口通道等工程。上海城建隧道股份作為國內首個采用矩形頂管施工的企業，曾采用自行研制的土壓平衡矩形頂管打通我國首條矩形隧道——上海地鐵二號線陸家嘴站5號出入口工程，在矩形隧道施工領域具有極為超前的技術與豐富的經驗。

作業周期更可控、施工面積大瘦身——未來成為中國隧道工程新裝備

正當安文浩準備洗耳恭聽，看看是什么事能讓董事長伯虎都欲言又止的時候，沒成想，他聽到伯虎說了這樣一句話——

中州大道工程是國內第一次采用大斷面頂管進行長距離頂進，對施工過程中地面沉降控制、頂管姿態控制和頂管頂力控制提出了新的挑戰，得到了鄭州市政府的高度重視和支持。

為了提升掘進效率、降低施工風險，此臺頂管采用了1個主心大刀盤外加4個偏心刀盤的創新組合方式，形成全斷面切削，使刀盤切削泥土的效率大幅提升，并減小了對地面的擾動。同時，還采用了自動壓注減阻泥漿等一系列舉措，確保頂管的順利頂進，優質、安全、快速地完成了建設工期節點。

矩形斷面能節約35%以上的地下空間，還可以大大減小隧道的埋深，提高淺層地下空間的利用率。此外，矩形頂管技術不需要進行大面積的開挖作業，大大減少了施工占地面積。所以，雖然鄭州中州大道的底下正進行世界上最大、最長的矩形隧道工程，但地面上的交通仍然暢通無阻。

隧道建成后將疏解金水路、黃河路和農業路東西方向的交通壓力，解決目前鄭東新區與中心城區之間連接通道較少的瓶頸問題，分流鄭州各路段道路交通量，完善區域交通網絡結構，改善區域整體交通環境，有效推動鄭州市社會、經濟綜合發展。

讓城市生活更美好——中國地下工程建設能力上新臺階

矩形頂管技術可廣泛應用于城市地下立交、地下快速路主線及其匝道、過街人行通道和地下共同管溝、小區地下車庫等地下空間利用項目，甚至可以期待通過一些輔助措施，實現地鐵車站本體的非開挖建設。

從技術發展趨勢看，矩形盾構由于具有較強的曲線施工能力、更好的淺覆土適應能力，矩形頂管技術也可以作為矩形盾構的有益補充，上海城建隧道股份正在上海市國資委和經信委的強力支持下推進系統化技術研究。

據悉，“中州一號”設計時就考慮過改裝為矩形盾構，只要隧道襯砌設計理論成熟，在短時間內即可改裝完畢。屆時，地下工程大斷面非開挖技術將登上一個新的臺階，城市建設“大開挖”的現象將會減少，城市生活將變得更美好。

(摘自 隧道及地下工程分會 http://www.cces-tuwb.com/shownews.asp?id=788 2014-04-16)

CaseStudyonConsolidationofWater-richCobbleGroundinNanningbymeansofSoletancheGrouting

WEI Chenliang,WANG Yuqing,TANG Gaohong

(ChinaRailwayTunnelStockCo.,Ltd.,Zhengzhou450000,Henan,China)

During the consolidation of the water-rich cobble ground in Nanning by means of Soletanche grouting,it is difficult to control the spreading of the grout and it is difficult to guarantee the consolidation effect.In order to solve these problems,the grouting parameters and the mixing ratio of the grout are optimized on basis of the indoor test results and the field test results,composite grout that has high anti-diffusion capacity is obtained by adding additives,and slow grouting is executed under low pressure.In the end,the reliability of the grouting for the water-rich cobble ground is improved.

Nanning rail transit project; water-rich cobble ground; Soletanche grouting; composite grout; grouting slowly under low pressure

2013-11-18;

2014-04-09

魏晨亮(1981—)，男，吉林長春人，2004年畢業于華東交通大學，土木工程專業，本科，工程師，從事地下工程技術管理工作。

10.3973/j.issn.1672-741X.2014.05.017

U 45

B

1672-741X(2014)05-0499-04