淺談塌陷區(qū)地表注漿施工工藝

趙福龍

【摘? 要】文章主要介紹了軌道工程地表注漿的三種方法，袖閥管注漿、WSS無收縮注漿和高壓旋噴樁注漿。在局部塌陷區(qū)并含有大量的粉質(zhì)性黃黏土地質(zhì)中，進(jìn)行地表注漿加固處理。

【關(guān)鍵詞】地表注漿加固;袖閥管注漿;WSS無收縮注漿;高壓旋噴樁注漿

引言

現(xiàn)如今，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐步加快，人們的生活質(zhì)量越來越高，平均一家能有一輛車，因此交通擁擠在所難免，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成的污染也逐步顯露出來。為了減輕交通壓力，同時(shí)對(duì)環(huán)境加以保護(hù)，軌道交通工程的發(fā)展壯大迫在眉睫。然而，軌道交通工程也存在很多不穩(wěn)定因素，其中工程地質(zhì)和水文地質(zhì)便首當(dāng)其沖的進(jìn)入我們的視野。我們采取的措施就是實(shí)地勘探工程地質(zhì)和水文地質(zhì)，根據(jù)勘探報(bào)告，決定采用何種注漿工藝。在這里，我來淺談一下袖閥管注漿、WSS注漿和高壓旋噴樁注漿的理解。

1. 工程概況

本段軌道工程，位于市區(qū)一條街道旁，埋深20m。在軌道施工前，由于雨水過大，導(dǎo)致局部塌陷，坍塌體主要采用砼、加氣磚、河砂、袋裝水泥、格柵鋼架、鋼管、沙袋等進(jìn)行回填。根據(jù)地勘單位補(bǔ)勘資料顯示，坍塌體中心處，回填砼最下部距離地面約11m，呈拋物線形狀，最上部呈現(xiàn)不規(guī)則長方形，約14m*17m。

2. 施工工藝及過程分析

2.1 袖閥管注漿施工工藝

（1）孔位布置。根據(jù)現(xiàn)場塌陷回填情況，孔位布設(shè)采用梅花型，間距設(shè)定為60cm。施工場地整平完畢，注漿范圍明確，直接采用人工拉線，外加5m卷尺測量定位即可。確定孔位后，打入木樁做好標(biāo)記，同時(shí)對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行編號(hào)，便于現(xiàn)場管理和記錄。

（2）引孔及注套殼料。鉆機(jī)移動(dòng)至孔位處，對(duì)準(zhǔn)孔位，固定好鉆機(jī)，并且保持鉆桿的垂直度，控制導(dǎo)向架的垂直度要小于5‰，鉆孔深度定為21m，如果遇到微風(fēng)化巖層，深入其0.5m，便可結(jié)束鉆孔，即終孔。及時(shí)將用于泥漿循環(huán)的管接入到注漿機(jī)上，套殼料受到外部壓力，通過鉆桿被擠壓到鉆孔最低處，套殼料的進(jìn)去，排斥了孔內(nèi)泥漿，使其向地面返回，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地表孔口出現(xiàn)的漿液中，含有套殼料時(shí)，便可以停止套殼料的注入。套殼料由P.0 42.5水泥、膨脹土和水組成，按照重量的比例為1：1.5：2。

（3）安裝袖閥管及封口。套殼料封閉好所鉆孔的內(nèi)壁之后，立即插入φ50袖閥管。袖閥管每一節(jié)長度為4m，連接處使用PVC套管，外加U-PVC膠合劑進(jìn)行連接。袖閥管在插入之前，使用堵頭封閉好下放的袖閥管端口，同時(shí)注入清水，如此便可以保證袖閥管在下放過程中仍然處于筆直狀態(tài)，其次要保證袖閥管盡量不要發(fā)生偏移，爭取處于鉆孔中心的位置。下放完畢后，袖閥管上端頭用套頭將其封閉，防止泥漿、碎石等雜物進(jìn)入，造成管內(nèi)堵塞。為了防止注漿過程發(fā)生冒漿現(xiàn)象，我們采用快硬水泥進(jìn)行封堵。

（4）注漿。待第二天，套殼料達(dá)到要求的強(qiáng)度時(shí)，便可以進(jìn)行后退式分段注漿施工。注漿過程中，漿液自下而上注入，每段長度定為30cm-40cm，每注完一段，便上提一次袖閥管，進(jìn)行下一段的注漿施工，如此反復(fù)，直到注漿結(jié)束。袖閥管注漿施工工序如下圖所示。

2.2 袖閥管注漿施工分析

對(duì)于本段地表注漿加固工程，袖閥管注漿要求注漿壓力控制在0.5MPa以內(nèi)，因此只能采用滲透注漿法，但是注漿效果不理想。其一，因?yàn)榈貙又泻写罅糠圪|(zhì)性黃黏土，而粉質(zhì)性黃黏土透水性差，在0.5MPa的注漿壓力下，無法深入到粉質(zhì)性黃黏土的空隙內(nèi)，僅僅只能在表面掛上一點(diǎn)點(diǎn)漿液，導(dǎo)致20m的注漿深度，注漿量僅僅1m3，達(dá)不到預(yù)期的效果。其二，在地層中存在流動(dòng)水，孔位正好位于流動(dòng)水處時(shí)，單液漿漿液注射進(jìn)入，便隨著流動(dòng)水流出塌陷區(qū)域，注漿量高達(dá)100m3，仍不見飽和跡象。因此，我們停止了袖閥管注漿，同時(shí)排除單液漿注漿工藝，改成雙液漿注漿工藝。

2.3 WSS無收縮注漿施工工藝

（1）孔位布置。孔位布置同上，不再重復(fù)，只是將孔位間距擴(kuò)大至1m，即WSS無收縮注漿漿液擴(kuò)散半徑設(shè)定為55cm，樁與樁咬合10cm。

（2）引孔及漿液配置。鉆機(jī)就位，同上，不再重復(fù)。施工時(shí)，特別要注意的是：孔內(nèi)砂子、小石子特別多，很容易堵塞注漿管，因此注漿管要時(shí)刻保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，管內(nèi)清水不間斷供應(yīng)，從而大大減少注漿管堵管的情況出現(xiàn)。原裝水玻璃粘結(jié)性較強(qiáng)，不適合直接使用，因此將其稀釋到百分之五十方可使用。配置漿液配合比：水泥漿水灰比1：0.7，水泥漿與水玻璃按照體積比1：1。

（3）注漿。防止地面隆起，壓力保持在0.5MPa以內(nèi)，在孔底注漿到壓力上升至0.7MPa時(shí)，提升注漿管30cm-40cm，讓壓力重新恢復(fù)到0.5MPa以內(nèi)繼續(xù)注漿，循環(huán)操作，直至注漿完成。WSS無收縮注漿施工工序如下圖所示。

2.4 WSS無收縮注漿施工分析

WSS無收縮雙液注漿首先進(jìn)行外邊緣孔位注漿，主要是為了封堵局部四周，防止外部水源再次進(jìn)入，同時(shí)防止注漿區(qū)域外的路面隆起。但是實(shí)踐證明，此方法仍然不夠理想，三臺(tái)注漿機(jī)同時(shí)作業(yè)，從地表監(jiān)測控制點(diǎn)變化數(shù)據(jù)可以了解到，地表存在不同程度的隆起，偶爾還會(huì)超過2mm，達(dá)到預(yù)警提示的上限。停止作業(yè)之后，地表還會(huì)稍微回隆些許，地表隆起成為了此次注漿加固最大的難題。WSS無收縮雙液注漿的優(yōu)勢不能忽略，漿液在出管口的一瞬間速凝，達(dá)到止水的效果，同時(shí)也避免了因地下水流動(dòng)，沖走漿液的現(xiàn)象，但是，同樣由于粉質(zhì)性黃黏土以及注漿壓力過小的緣故，漿液不能達(dá)到預(yù)計(jì)55cm的擴(kuò)散效果。

3. 結(jié)束語

袖閥管注漿簡單輕便，方便施工，本段采用的滲透注漿法，適合在城市街道、住房等重要場所附近施工，但是由于壓力小，不適合在粉質(zhì)性黃黏土等透水性差的土層中注漿。因?yàn)闊o法往土體中注入漿液，導(dǎo)致土體仍然有很多空隙，在軌道施工中，容易發(fā)生塌陷的隱患。WSS無收縮注漿雖然可以速凝，但是漿液也僅僅只能停留在土體表面，而且對(duì)范圍以外的影響不受控制，導(dǎo)致地表經(jīng)常出現(xiàn)預(yù)警提示，引起有關(guān)部門的注意，對(duì)我們的施工進(jìn)度不利。反觀高壓旋噴樁注漿工藝，機(jī)械臺(tái)車雖然體積龐大，但是對(duì)施工范圍以外的地表變化影響甚微，同時(shí)在漿液和土體結(jié)合方面更加密實(shí)、穩(wěn)固，大大滿足了我們的需求，為后期軌道工程的施工排除了隱患。最終，本段塌陷區(qū)地表注漿加固工程采用高壓旋噴樁注漿施工工藝圓滿完成。

參考文獻(xiàn)

[1]王巖，薛煒，付春青，薛建領(lǐng)，王賀旺，劉軍偉.北京地鐵某工程雜填土地層地面注漿加固技術(shù)及應(yīng)用[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2016，53（03）：183-188.