袖閥管注漿工法

1、1袖閥管注漿工法袖閥管注漿工法是由法國(guó)Soletanche灌漿公司首創(chuàng)的一種注漿工法，因此該工法也稱索列坦休斯工法。由于該工法具有許多優(yōu)點(diǎn)，灌漿效果好，因此在國(guó)外被廣泛采用。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)此工法的研究及應(yīng)用較少。筆者采用該工法成功地完成了幾個(gè)工程的注漿加固、防滲、堵漏等工程難題，認(rèn)為該工法使用方便，應(yīng)用效果好，應(yīng)在國(guó)內(nèi)工程施工中大量推廣應(yīng)用。1.1 特點(diǎn)該工法同其它注漿工法相比，具有以下特點(diǎn)：(1)一般適用于50m以內(nèi)的地表注漿，經(jīng)我所深入研究，該工法已經(jīng)拓展到可以在洞內(nèi)進(jìn)行水平注漿。(2)具有上下2個(gè)阻塞器，能將漿液限定在注漿區(qū)域的任一段范圍內(nèi)進(jìn)行灌注，達(dá)到分段注漿的目的。(3)阻塞器在光滑的

2、袖閥管中可以自由移動(dòng)，可根據(jù)需要在注漿區(qū)域內(nèi)某一段反復(fù)注漿。(4)注漿前，不必設(shè)較厚的硅止?jié){巖墻；采取較大的注漿壓力時(shí)，發(fā)生冒漿和串漿的可能性小。(5)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，選用不同的注漿參數(shù)進(jìn)行注漿施工。(6)鉆孔、注漿可采取平行作業(yè)方式，提高工作效率。由于受注漿管材質(zhì)的影響，經(jīng)我所研究證明，采取鉆注平行作業(yè)時(shí)，鉆孔和注漿孔間隔距離一般宜6m否則可能會(huì)由于注漿作用，引起注漿管變形，而導(dǎo)致注漿管報(bào)廢。1.2 所需的機(jī)具設(shè)備及材料(1)鉆孔機(jī)械：采用100型或300型工程地質(zhì)鉆機(jī)，套管護(hù)壁(垂直鉆孔時(shí)采用)，或者采用跟管鉆機(jī)(套管，水平鉆孔時(shí)采用)進(jìn)行鉆孔。(2)注漿

3、機(jī)械：采用HFV5DKBY50/70型等雙液注漿泵，并配備高壓注漿管路系統(tǒng)和制漿設(shè)備。(3)袖閥注漿管及花管、心管：袖閥注漿管為每節(jié)長(zhǎng)333mm內(nèi)徑56mm外徑68mm的硬質(zhì)塑料管，它是由鈣塑聚丙烯制造而成。注漿管內(nèi)壁光滑，接頭有螺扣，端頭有斜口，外壁有加強(qiáng)筋以提高其抗折強(qiáng)度。注漿管分A、B兩種，A種注漿管上未開(kāi)設(shè)溢漿孔，B的溢漿孔6個(gè)，注漿管構(gòu)造如圖1所示。在B種注漿管有孔部位外面緊緊地套著抗爆破壓力為4.5MPa的橡膠套，橡膠套覆蓋著溢漿孔，這樣，注漿時(shí)，漿液可以通過(guò)溢漿孔進(jìn)入地層，而地層中的水和顆粒難以進(jìn)入注漿管中，從而達(dá)到注漿管的單向閥作用。的焊接鋼管加工，一般長(zhǎng)0.61m,其四周均勻

4、地布設(shè)1218的泄?jié){孔。花管兩端各加上34個(gè)止?jié){橡膠皮碗，以形成阻漿塞，起到止?jié){作用。焊接鋼管加工，每節(jié)長(zhǎng)2mo主要起輸送漿液作用，與注漿花管采取絲扣連接。1.3 工藝流程袖閥管注漿工法工藝流程如圖2所示。1.3.1 鉆孔采用套管護(hù)壁水沖法鉆進(jìn)成孔，鉆進(jìn)深度應(yīng)達(dá)到注漿固結(jié)段高度。在鉆孔過(guò)程中要做好記錄，以供注漿作業(yè)參考。1.3.2 下管根據(jù)注漿要求，在注漿部位下B型注漿管，非注漿部位下A型注漿管。首先在連接好的注漿管底部加下悶蓋，將注漿管下入注漿鉆孔中，要確保注漿管下到孔底，上部要高出地面，然后在最后在注漿管上注漿管中加滿水，利用重力作用，使注漿管不會(huì)浮起，之后將套管緩慢地提出，部蓋上悶蓋，以

5、防止雜物進(jìn)入注漿管，影響注漿作業(yè)質(zhì)量。1.3.3 封孔套管拔出后，在地面1m處以下采用砂或碎石填充，在地面1m處以上至地面段和孔口周圍采用速凝水泥砂漿封堵，以防止注漿過(guò)程中冒漿現(xiàn)象發(fā)生。1.3.4 注漿采取分段式注漿，每段注漿長(zhǎng)度稱為注漿步距?；ü荛L(zhǎng)度為注漿步距長(zhǎng)度。注漿步距一般選取0.61m,這樣可以有效地減少地層不均一性對(duì)注漿效果的影響。對(duì)于砂層，注漿步距宜選用低值；對(duì)于砂卵石或破碎巖層，注漿步距宜選用高值。注漿過(guò)程中，每段注漿完成后，向上或向下移動(dòng)一個(gè)步距的心管長(zhǎng)度。宜采用提升設(shè)備移動(dòng)，或人工采用2個(gè)管鉗對(duì)稱夾住心管，兩側(cè)同時(shí)均勻用力，將心管移動(dòng)。每完成34m注漿長(zhǎng)度,要拆掉一節(jié)注漿心管

6、。注漿結(jié)束后，在注漿管上蓋上悶蓋，以便于復(fù)注施工。2在地層加固防滲中的應(yīng)用實(shí)例廣州地鐵楊體區(qū)間隧道位于廣州市中山路東端南側(cè)，西起梅花路口，向東橫穿楊箕涌，進(jìn)入天河居民區(qū)直至體育西路。隧道全長(zhǎng)1186.7m,斷面最大高度6.47m,最大寬度6.3m,其上覆土層厚816.2m。該區(qū)間隧道在丫(Z)DK14+020(030)13+969.1段穿越飽和動(dòng)態(tài)含水砂層。含水砂層為海陸交互相沖積層，地層分布極不均勻。地表以下地層依次為：硅路面厚0.150.35m黑色人工雜填土層厚0.53.3m(土中夾有磚塊、木屑等雜物)；砂層厚5.39.9m,分布十分混亂，無(wú)明顯規(guī)律，下限為地表以下9.813.3m,厚度變

7、化幅度大，中、粗、細(xì)砂交互出現(xiàn)，有灰色、灰黃色、黃色、紅色等多種顏色；砂層以下為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。該段地下水位位于地表以下2.032.84m。地下水流向自東向西并以楊箕涌為分水嶺。注漿前測(cè)試地層滲透系數(shù)為2.5X10-2cm/s,滲水性較強(qiáng)。地下水和珠江有水力聯(lián)系，受海潮影響。方案設(shè)計(jì)為達(dá)到固結(jié)砂層、防滲的目的，確保開(kāi)挖施工安全，在Y(Z)DK14+020(030)13(14)+993(003)段采取洞內(nèi)袖閥式長(zhǎng)管水平全斷面注漿和小導(dǎo)管全斷面補(bǔ)充注漿相結(jié)合方案進(jìn)行注漿施工；在Y(Z)DK13(14)+993(003)13+969.1段，采取地表袖閥管垂直注漿和洞內(nèi)小導(dǎo)管全斷面補(bǔ)充注漿相結(jié)合方案進(jìn)

8、行注漿施工。洞內(nèi)袖閥式長(zhǎng)管水平全斷面注漿采取極坐標(biāo)法布設(shè)注漿孔，孔距1.7m；地表袖閥管垂直注漿采取垂直布設(shè)注漿孔，注漿孔采取梅花型布置，孔距1.35m,排距1mo洞內(nèi)小導(dǎo)管全斷面補(bǔ)充注漿。注漿材料洞內(nèi)注漿采用超細(xì)水泥水玻璃雙液漿；洞外地表注漿單排孔采用普通水泥水玻璃雙液漿，雙排孔采用超細(xì)水泥水玻璃雙液漿。漿液配比如下：普通水泥水玻璃雙液漿(簡(jiǎn)稱CS漿)：WC=1：1,C：S=1：1,水玻璃7農(nóng)度為35Be'。超細(xì)水泥水玻璃雙液漿(簡(jiǎn)稱MCS):WMC=21,MC：S=1：1,水玻璃濃度為35Be'。注漿技術(shù)參數(shù)(見(jiàn)表1)表1加固防滲注漿技術(shù)參數(shù)注漿方式洞內(nèi)長(zhǎng)管注漿地表垂直注漿

9、洞內(nèi)短管補(bǔ)充注漿擴(kuò)散半徑/m10.80.4凝膠時(shí)間/s3535(MCS)55(CS)35注漿速度/(L.min-1)304030403040注漿終壓/MPa1.01.21.20.5單段注漿量/m30.520.4250.14注漿步距/m0.60.60.62.4注漿效果(1)注漿后，采取取心檢查，巖心采取率為47.8%92.6%,巖心加固優(yōu)良率71.5%96.6%(2)采取注水試驗(yàn)測(cè)試注漿后砂層滲透系數(shù)為5.2X10-43.7X10-5cm/s,和注漿前相比較,地層滲透系數(shù)降低了23個(gè)數(shù)量級(jí)，已基本達(dá)到了隧道安全開(kāi)挖的防滲要求。(3)取樣測(cè)試固砂體單軸無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為0.391.39MPa。(4)

10、經(jīng)檢查，孔中無(wú)涌水、涌砂現(xiàn)象發(fā)生。(5)開(kāi)挖過(guò)程中，洞內(nèi)未出現(xiàn)大量的涌水、涌砂，砂層加固效果較好，滿足安全開(kāi)挖的施工要3在地層防滲中的應(yīng)用實(shí)例武漢長(zhǎng)江廣場(chǎng)位于江漢一橋與漢陽(yáng)琴臺(tái)之間，距漢江近百米，距月湖僅50m,長(zhǎng)江廣場(chǎng)包括4棟28層四角上的塔樓和5層裙房，地下1層，開(kāi)挖深度7m左右，占地面積1200m2,總建筑面積10萬(wàn)余m2。根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)，整個(gè)場(chǎng)區(qū)的地層構(gòu)造從上到下可分為8層，其中對(duì)開(kāi)挖施工影響最大的是最上一層雜填土層。雜填土層厚69m,上部以磚塊、灰渣等建筑垃圾為主，中部25m主要是鐵礦渣、煤渣；下部為約1m厚的淤泥質(zhì)土。由于中、上部雜填土中混有許多磚塊、鋼渣、煤渣，又是自然回填，未經(jīng)夯

11、實(shí)，造成了該層土透水性極強(qiáng)。地下水與附近50m遠(yuǎn)的月湖相通，補(bǔ)給源極其豐富，因此，降低該地層的滲透性是保證基坑安全開(kāi)挖的關(guān)鍵。該防滲工程施工采取袖閥管注漿工法，采取分段后退式注漿。方案設(shè)計(jì)注漿孔為垂直孔，布設(shè)在周邊護(hù)坡樁外側(cè)，位于兩個(gè)護(hù)坡樁之間，距周邊開(kāi)挖護(hù)坡樁中心線40cm,孑L距120cm,孑L深10cm。注漿材料根據(jù)地層特點(diǎn)，注漿采用普通水泥水玻璃雙液漿。漿液配比：WC=0.8：1,C:S=1：1,水玻璃濃度為35Be',緩凝劑摻量為水泥質(zhì)量的1%注漿技術(shù)參數(shù)凝膠時(shí)間40s,擴(kuò)散半徑0.7m,注漿速度50L/min,注漿壓力1.2MPa,單孔注漿量3.66m3,注漿步距66cm。

12、注漿效果經(jīng)過(guò)注漿后，地層滲透系數(shù)由原來(lái)的6.07x10-3cm/s降為3.7x10-4cm/s,基坑開(kāi)挖過(guò)程中未出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，保證了基坑的正常開(kāi)挖。4在工程堵漏中的應(yīng)用實(shí)例1996年10月16日8時(shí)45分，廣州地鐵楊箕站東端頭右側(cè)YDK13+969.1處，地面下13m左右圍護(hù)樁間三角帶處突發(fā)涌水、涌砂?，F(xiàn)場(chǎng)采取“插管引水，封閉管周，上法蘭盤”措施，13時(shí)涌水、涌砂得到控制。13時(shí)30分左側(cè)ZDK13+969.1處，地面下12m左右圍護(hù)樁間同樣發(fā)生突發(fā)性涌水、涌砂，如前方案，控制了涌水、涌砂。此次涌水，僅右側(cè)就隨水帶出砂約300m3,使楊箕站東端圍墻東側(cè)地層砂層嚴(yán)重流失，造成地面南北約18m東西約5m范圍整體急劇下沉，最深達(dá)1.5m。圍墻裂塌，通往居民區(qū)道路中斷。為了使楊箕站開(kāi)挖工作得以繼續(xù)進(jìn)行，保證安全施工，在楊箕站東端頭采取袖閥管注漿工藝，采取地表垂直注漿方案，進(jìn)行堵漏注漿施工。方案設(shè)計(jì)在楊箕站東端頭鉆孔樁外側(cè)施作3排，南北兩側(cè)各施作2排垂直注漿孔，采用袖閥管進(jìn)行注漿充填地層，形成止水帷幕，達(dá)到堵水目的。注漿孔孔距1.35m,排距1m鉆孔深度進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化砂巖1.5mo注漿段由