袖閥管注漿施工工法

1、袖閥管注漿加固既有建筑物施工工法一、前言自索列坦修工法發(fā)明問世以來, 在國內(nèi)外工程中得到了很好的推廣應(yīng)用. 中國引進(jìn)索列坦修工法后, 進(jìn)行了研究和開發(fā), 并稱此法為袖閥管注漿工法。該工法以分段注漿為主要工藝特點(diǎn), 可針對不同土層采用不同的注漿參數(shù)。廣州地鐵五號線穿過繁華鬧市區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，巖層上軟下硬，節(jié)理發(fā)育，地鐵周邊既有建筑物、構(gòu)筑物較多，對沉降反應(yīng)敏感。隧道采用礦山法施工， 掘進(jìn)時(shí)將不可避免的因應(yīng)力釋放，地下水流失，放炮震動等影響到相應(yīng)地面建筑物安全。通過對本區(qū)間隧道所經(jīng)區(qū)域的地面建（構(gòu)）筑物的實(shí)地調(diào)查，隧道開挖施工可能對其造成影響的地面建（構(gòu)）筑物有：假日酒店前人行天橋、區(qū)莊立交

2、橋、環(huán)市東路 386、388 （A5）, 396、398、400號民宅（H5、H6）等。施工中采用袖閥管注漿加固既有建筑物，通過地面預(yù)注漿的方法在既有建筑物基礎(chǔ)和隧道之間形成一道豎向止水帷幕，切斷基礎(chǔ)地基與隧道上方失水區(qū)域兩者之間的水流聯(lián)系， 同時(shí)擠密加固土體。使隧道施工可能造成的失水沉降，控制在帷幕的隧道一側(cè)，而不至于影響到既有建筑物基礎(chǔ)和地基。實(shí)現(xiàn)既有建筑物沉降不超標(biāo)，居民不搬遷，施工不進(jìn)入民房內(nèi)的效果。本工法是在廣州地鐵五號線Y（ Z） DK10+673.227 Y（ Z） DK11+600.000段施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來的。二、工法特點(diǎn)（一）灌漿過程具有可控性。具有上下兩個(gè)止?jié){塞

3、形成止?jié){系統(tǒng)，能將漿液限定在注漿區(qū)域的任一段范圍內(nèi)進(jìn)行注漿，達(dá)到分段注漿的目的。（二）止?jié){系統(tǒng)在光滑的袖閥管內(nèi)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(fù)注漿。（三）根據(jù)地層特點(diǎn)，可在一根注漿管內(nèi)采用不同的注漿材料，選用不同的注漿壓力進(jìn)行注漿施工。（四） 適用范圍較廣，即適于滲透性較好的土層，又適于滲透性較差的土體。（五）由于骨架效應(yīng)的存在，漿脈在土體中形成了復(fù)合結(jié)構(gòu)，更由于袖閥管在土體中的存在，使這種復(fù)合結(jié)構(gòu)猶如加筋土一般，效果更加明顯。（六）在場地狹窄（2X3m凈空高度小（2.2m）的情況下仍可進(jìn)行作業(yè)。三、適用范圍袖閥管注漿施工工藝是目前處理地基一種的比較先進(jìn)的方法。它能進(jìn)行定深、定量

4、、分度、分段、間歇、重復(fù)注漿，集中了劈裂注漿法、壓（擠）密注漿法和滲入注漿法的優(yōu)點(diǎn)。適用于地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層破碎地帶，富水地層地段，場地狹窄情況下的地基加固。四、工藝原理注漿加固地層是把具有充填和凝膠性能的漿液材料，通過配套的注漿機(jī)具壓入所需加固的地層中，經(jīng)過凝膠硬化后充填和堵塞地層中的空隙，減小注漿區(qū)地層滲水系數(shù)及坑道開挖時(shí)的滲漏水量，并能固結(jié)軟弱和松散巖體使地層強(qiáng)度和自穩(wěn)能力得到提高。袖閥管結(jié)構(gòu)如圖1 所示，一般采用PVC 塑料管作袖閥管，為了方便地進(jìn)行灌漿，在袖閥管上一般每隔 33cm-35cm鉆一組46mm或48mm的射漿孔，每組孔的縱向長度6cm-10cm,每米袖閥管上一般鉆2-3組

5、射漿孔。在每組射漿孔外部都包裹有一層橡膠套，橡膠套長度比每組射漿孔長度略長，以包裹住射漿 孔為原則。在把袖閥管放入鉆孔時(shí)，橡膠套的作用是防止鉆孔泥漿或套殼料進(jìn)入 管內(nèi)；灌漿時(shí)橡皮套在壓力作用下被漿液沖開， 使?jié){液進(jìn)入地層，并且可保證按 要求分清層次，形成劈裂，而當(dāng)停止灌漿時(shí)，橡膠套又彈回并裹緊袖閥管，防止 管外流體進(jìn)入管內(nèi)，起到逆止閥門的作業(yè)。為防止橡膠套上下錯(cuò)位，須在橡膠套 兩側(cè)用固定環(huán)固定。袖閥管不應(yīng)有較大的彎曲，內(nèi)壁必須光滑。閥管上的每組射漿孔，即為一個(gè)灌漿段，灌漿頭由雙塞系統(tǒng)止?jié){塞和灌漿芯 組成（如圖二），每一次灌漿頭在袖閥管中上下移動灌漿時(shí)，只包含一個(gè)灌漿段，亦即抽漿頭移動距離與每組

6、射漿孔間距相同。Eud063聚氯乙烯如料管孔眼侔圖一袖閥管結(jié)構(gòu)示意圖圖二注漿芯管結(jié)構(gòu)圖五、施工工藝流程及操作要點(diǎn)(一)施工工藝流程圖圖三袖閥管注漿施工工藝流程圖(二)袖閥管注漿施工方法1、鉆孔(1)成孔設(shè)備和鉆進(jìn)方法的選擇：地面注漿選用XY-100型鉆機(jī)，針對較軟土層采用合金鉆具回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法成孔；針對硬土層和破碎巖層采用風(fēng)動潛孔錘沖擊鉆進(jìn)，該鉆機(jī)重量輕，利于遷移,并有較高的鉆進(jìn)效率。(2)鉆機(jī)安裝：底座水平，機(jī)身穩(wěn)固可靠。調(diào)整鉆機(jī)高度，立軸對正孔位，將鉆具放入孔口 管內(nèi)，使孔口管、立軸和鉆桿在一條直線上，用羅盤、水平尺和輔助線檢測立軸 方向和傾斜角度。(3)鉆孔護(hù)壁：采用優(yōu)質(zhì)稀泥漿護(hù)壁。當(dāng)砂層

7、較厚、孔內(nèi)塌孔時(shí)，用小 108mm套管護(hù)孔，待 孔內(nèi)注入套殼料并下入袖閥管后，才將小108mm套管提出孔外。（4）注意事項(xiàng)：鉆孔布置注意避開管線，并不得破壞既有的基礎(chǔ)。2、安裝袖閥管、澆注套殼料及固管止?jié){（1）鉆孔至設(shè)計(jì)深度并采用清水洗孔后，立即將套殼料通過鉆桿泵送至孔底， 自下而上灌注套殼料至孔口溢出符合濃度要求的原漿液為止。（2）依次下入按注漿段配備的袖閥花管和芯管，下管時(shí)及時(shí)向管內(nèi)加入清水， 克服孔內(nèi)浮力，順暢下入至孔底。灌入封閉泥漿（即套殼料）套殼料一般以膨潤土為主，水泥為輔組成，主要用于封閉袖閥管與鉆孔孔壁 之間的環(huán)狀空間，防止灌漿時(shí)漿液到處流竄，在橡膠套和止?jié){塞的作用下，迫使 在灌

8、漿段范圍內(nèi)擠破套殼料（即開環(huán)）而進(jìn)入地層。套殼料澆注的好壞是保證注漿是保證注漿成功與否的關(guān)鍵，它要求既能在一定的壓力下，壓開填料進(jìn)行橫向注漿，又能在高壓注漿時(shí)，阻止?jié){液沿孔壁或管 壁流出地表。套殼料要求其脆性較高，收縮性要小，力學(xué)強(qiáng)度適宜，即要防止申 漿又要兼顧開環(huán)。套殼料采用粘土和水泥配制，配比范圍為水泥：粘土：水 =1:1.5:1.88,漿液 比重約為1.5,漏斗粘度24-26s；實(shí)際施工時(shí)應(yīng)通過多組室內(nèi)及現(xiàn)場試驗(yàn)，選取 最佳配比。根據(jù)工程中的要求，套殼料凝固時(shí)間和強(qiáng)度增長速率應(yīng)控制在2-5d內(nèi)可灌漿。套殼用量（m3） =1.3X冗X R （鉆孔半徑2-袖閥管半徑2） XH注漿段高度。套殼

9、料澆注方法：成孔后，將鉆桿下到孔底，用泥漿泵將拌好的套殼料經(jīng)鉆 桿注入孔內(nèi)注漿段。（3）固管止?jié){：在袖閥管外花管與孔壁之間的環(huán)狀間隙處下入注漿管，在孔 口上部2米孔段壓入止?jié){固管料，直至孔口返止?jié)鉂{為止。止?jié){固管料采用速凝 水泥漿，水：水泥=1: 1.5?？刹捎盟ＡЩ蚵然}作速凝劑。3、待凝要待孔口段止?jié){料凝固后才能灌漿。待凝時(shí)間控制在25天以內(nèi)。4、開環(huán)灌漿 開環(huán)：灌漿的前期階段，使用稀漿（或清水）加壓開環(huán)。在加壓過程中， 一旦出現(xiàn)壓力突降，進(jìn)漿量劇增，表示已經(jīng)“開環(huán)”。開環(huán)后即按設(shè)計(jì)配比開始 正式注漿。 灌漿：采用雙栓塞芯管進(jìn)行灌漿。根據(jù)各組注漿參數(shù)表要求，從孔底自下而上進(jìn)行注漿，每排孔

10、眼作為一個(gè)灌漿段，其段長為50cm。 注漿液采用32.5普硅水泥，注漿時(shí)按先灌入稀漿后灌入濃漿的原則逐漸 調(diào)整水灰比。開環(huán)壓力為0.35mpa左右，具體數(shù)值根據(jù)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)調(diào)整。正常注漿 壓力為0.4-0.8Mpa。注漿壓力控制在1.0MPa以內(nèi)，并由下而上逐漸減小，視具 體情況分別采用或作適當(dāng)調(diào)整。 注漿次序：每次都必須跳開一個(gè)孔進(jìn)行注漿，以防止發(fā)生竄漿現(xiàn)象。 間歇注漿：全孔段注漿完成后，間歇一段時(shí)間再進(jìn)行第二次注漿，間歇 時(shí)間控制在1030min之內(nèi)。5、終灌標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)注漿壓力1.0Mpa,吸漿量2.5L/min ,穩(wěn)定時(shí)間25 min。 發(fā)現(xiàn)被加固建筑物有上抬的趨勢時(shí)，立即停止注漿。 發(fā)生竄漿

11、或漿液漏失嚴(yán)重時(shí)，立即停止注漿。6、后備注漿措施每孔注完漿后，用小20水管插入袖閥管內(nèi)，泵入清水把袖閥管內(nèi)殘留水泥漿 沖洗干凈，以備復(fù)注。漿管口用膠布封上，以備在以后開挖過程中，地面出現(xiàn)沉 降時(shí)，進(jìn)行重復(fù)注漿。7、壓力注漿時(shí)的監(jiān)測措施在注漿過程中，要密切監(jiān)測地面及建筑物的沉降情況，如發(fā)現(xiàn)被加固建筑物 有上抬的趨勢，立即停止注漿，嚴(yán)格控制注漿前后建筑物的上抬量不得超過2mm。8、灌注材料及配比用32.5R普通硅酸鹽水泥作灌注主料，確定各種灌注材料的合理配比，在施 工中使用的材料配比（重量比）如下： 袖閥管套殼料：水泥：粘土：水 1: 1.5: 1.88 （重量比，配方由現(xiàn)場試驗(yàn)最后確定）； 固管

12、料為單液水泥漿，配比為水：水泥1: 1.5; 袖閥管注漿的漿液配比水泥：水一一1: 10.6: 1,先稀漿后稠漿。如注漿效果較差時(shí)根據(jù)實(shí)據(jù)情況 采用雙液漿或超細(xì)水泥漿液。 速凝劑：如發(fā)現(xiàn)地下有水流通道，孔內(nèi)漏漿嚴(yán)重時(shí)，可摻入適量的的水玻璃作為速凝 劑。水泥漿與水玻璃體積比 C:S=1:（0.51）,其中：水玻璃：濃度為45Be" 模數(shù)n=2.42.8六、勞動力組織注漿施工人員一覽表工作類別配備人數(shù)備注施工隊(duì)長1專業(yè)技術(shù)人員2材料員2電工1焊工2鉆孔班4人/機(jī)，共16人注漿班6人/班，共18人施工平臺搭建6人雜工5人合計(jì)53人七、材料與設(shè)備注漿設(shè)備一覽表設(shè)備名稱型號規(guī)格主要性能數(shù)量備注

13、鉆機(jī)XY-100鉆深100 m4臺用于地面注漿、注漿泵BW-150壓力4.5MPa2臺7.5KW注漿泵FBY-80/45壓力4.5MPa2臺15 KW泥漿泵BW-50壓力2MPa1臺4.5 KW攪漿機(jī)200L快速型5臺4.5 KW八、質(zhì)量控制制定技術(shù)管理制度和崗位制度，加強(qiáng)全面質(zhì)量管理，建立健全全面質(zhì)量檢查 監(jiān)督機(jī)制和施工過程質(zhì)量保證體系，采用“信息管理、動態(tài)施工”的科學(xué)施工方 法，確保工程保質(zhì)、保量，按時(shí)完成。按施工方案做好各項(xiàng)施工前的準(zhǔn)備工作；做好技術(shù)交底工作。工程項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人對施工員、機(jī)組隊(duì)長進(jìn)行技術(shù)交 底，確保施工按方案要求進(jìn)行；做好各種施工機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)、 檢修工作，保證施工過程中

14、機(jī)械設(shè)備的正 常運(yùn)轉(zhuǎn)；按方案提供的控制軸線和控制點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙測放出注漿孔位，開工前 專人復(fù)核檢查注漿孔位；袖閥管套殼料配方由現(xiàn)場試驗(yàn)最后確定，應(yīng)嚴(yán)格控制，套殼料施工質(zhì)量 的高低決定注漿施工的成敗。鉆孔機(jī)對準(zhǔn)孔位，調(diào)整垂直度，保證垂直鉆孔機(jī)對準(zhǔn)孔位，調(diào)整垂直度，保證垂直成孔；嚴(yán)格控制注漿壓力，開環(huán)壓力為0.35mpa左右，正常注漿壓力為 0.4-0.8Mpa。注漿壓力控制在1.0MPa以內(nèi)，并由下而上逐漸減小，注漿壓力過 小則效果不明顯，注漿壓力過大則造成漿液浪費(fèi)。九、安全措施1、進(jìn)場施工人員必須配戴安全帽。按規(guī)定配齊其他安全防護(hù)裝置。嚴(yán)格按 照操作規(guī)程和安全規(guī)程進(jìn)行施工，確保施工安全。2、

15、每日收工時(shí)必須清理好現(xiàn)場，施工工具要擺放整齊，施工機(jī)械要及時(shí)消 洗和檢修，盡力搞好文明施工。3、搞好消防安全。努力協(xié)調(diào)好場地周圍相關(guān)單位的關(guān)系等。4、做好工人的安全教育工作，安全員要經(jīng)常檢查執(zhí)行措施，做好事故預(yù)防 性工作，保障施工工作順利進(jìn)行。5、對注漿泵及鉆機(jī)應(yīng)專人負(fù)責(zé)使用及保養(yǎng)，防止危害他人。6、經(jīng)常檢查所有電源線路，杜絕漏電觸電事故發(fā)生。搞好夜間施工照明。十、環(huán)保措施1、樁基周圍挖、砌施工溝（槽），護(hù)筒埋設(shè)嚴(yán)密、不漏漿，用鐵桶制作泥漿 池循環(huán)利用，集中運(yùn)出，防止施工過程中廢漿橫流。2、施工中的多余泥漿應(yīng)集中堆放管理， 每天進(jìn)行清理，嚴(yán)禁泥漿任意排放3、車輛離開施工現(xiàn)場前，必須做好清洗工作

16、，以防將泥土帶到公路上。十一、效益分析袖閥管注漿項(xiàng)目成本單價(jià)分析見下表：袖閥管注漿項(xiàng)目成本單價(jià)分析表（延米）項(xiàng)目名稱延米費(fèi)用（兀）所占比例（衿人工費(fèi)3.163.9材料費(fèi)注漿材料56.1869.58PVCt閥管78.6機(jī)械費(fèi)成孔1012.38注漿4.45.4合計(jì)80.74100由以上單價(jià)分析來看，采用袖閥管注漿，影響工程成本的主要因素為注漿材料費(fèi)、成孔費(fèi)，二者的費(fèi)用合計(jì)占到總注漿費(fèi)用的 81.96%,而上述兩項(xiàng)費(fèi)用 在傳統(tǒng)的花管注漿中也要發(fā)生；但袖閥管注漿能夠多次重復(fù)進(jìn)行補(bǔ)償注漿， 同時(shí) 又能根據(jù)需要分段注漿，克服了傳統(tǒng)注漿工藝的兩大缺點(diǎn)，其價(jià)值的提高是十分 顯著的。采用本技術(shù)，施工效率高，一臺

17、鉆機(jī)每天可成孔120米，成孔后可根據(jù)不同地層和施工需要注漿，避免不必要的浪費(fèi)，注漿效果明顯；同時(shí)，地面操作施 工方便，避免與洞內(nèi)施工交叉作業(yè)，加快了施工進(jìn)度，其綜合的經(jīng)濟(jì)效益和社會 效益十分明顯。十二、工程實(shí)例（一）、加固區(qū)莊立交橋廣州地鐵五號線淘區(qū)區(qū)間土建工程在 YDK11+310 YDK11+400段穿過區(qū) 莊立交橋，該段地質(zhì)條件較差，處于黃花崗地層和三元里地層分界處，節(jié)理發(fā)育， 地層破碎。原計(jì)劃采用長大管棚施工，實(shí)際施工中采用袖閥管注漿加固地基。 注 漿從地面開始鉆孔，注漿段在隧道頂部支撐結(jié)構(gòu)面之上，進(jìn)入中風(fēng)化層1米以上， 寬度保證基礎(chǔ)兩側(cè)不少于 2ml主要是通過劈裂加密注漿加固全風(fēng)化砂

18、巖、全風(fēng) 化泥質(zhì)粉砂巖或裂隙發(fā)育地層等，提高地層承載力。通過對6、7、8、9、10五個(gè)月（7月份及8月份上半月停工）沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，表明加固后沉降數(shù)據(jù)已 收斂，截止11月10日隧道已全部通過區(qū)莊立交。橋基沉降控制在設(shè)計(jì)允許范圍 內(nèi)，得到了業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位的認(rèn)可。（二）加固危房廣州市環(huán)市東路382388號樓房1 4層建于1964年，房屋結(jié)構(gòu)為五層磚 混結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)采用6米長打入式鋼管樁，100#素混凝土條型基礎(chǔ)，樁底標(biāo)高為 7.5m,磚墻承重，預(yù)制樓板。距右線隧道拱頂最小豎直距離約6ml樓房對應(yīng)于右線隧道里程為 YDK10+957YDK10+996樓房距右線隧道邊距在 9.9m6.7m 之間

19、，樓房中部距右線隧道邊距8.1m。2006 年 7 月 12 日至 8 月 11 日，施工 YDK10+956.33卜YDK10+996.131 段存車線大斷面，采用人工開挖，由于施工段地質(zhì)條件較差，拱頂上部為全風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，遇水液化，極易坍塌。造成附近沉降觀測點(diǎn)沉降加速，沉降速率為0.8MM慶，結(jié)構(gòu)上開始出現(xiàn)微小的裂紋。經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理四方討論論證，自9 月 23 日到 10 月 12 日，對上述地段進(jìn)行袖閥管注漿，在20 天的時(shí)間內(nèi)，共打入袖閥管126 根，鉆孔深度共 1134 米，注入水泥量為98.5 噸。注漿后從隧道內(nèi)失水分析，注漿完成以后洞內(nèi)失水明顯減少，注漿前隧道內(nèi)滲水處較多，滲水量較大，并且局部有水流，注漿完成以后局部水流消失，滲水的地方也減少很多，YDK10+964YDK11+00儂日出水量由注漿前的30余方減少到 10 余方。 從該房屋結(jié)構(gòu)分析，進(jìn)入8 月份開始結(jié)構(gòu)上開始出現(xiàn)微小的裂紋，至9月底該裂紋已擴(kuò)大到2.5mm左右，即擴(kuò)大速率為1.25mm/M,注漿完成以后 至