袖阀管注浆工法在隧道浅埋段加固中的应用

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摘要：袖阀管注浆工法由于能较好地控制注浆范围和注浆压力，可进行重复注浆，且发生冒浆与串浆的可能性很小等特点，因此在工程中得到较广泛的应用。本文结合鹅公山隧道浅埋段地表加固的实际应用，介绍袖阀管注浆工法的主要的技术要点和施工工艺流程。

关键词：袖阀管注浆 隧道浅埋段 地表加固

1、前言

袖阀管注浆工法是由法国Soletanche灌浆公司首创的一种注浆工法，因此该工法也称索列坦休斯工法。由于该工法具有许多优点，注浆效果好，因此在国外被广泛采用。

该工法同其它注浆工法相比，有以下的特点：（1）、适用于50 m以内的地表注浆，该工法已经拓展可以在洞内进行水平注浆。（2）、具有上下2个阻塞器，能将浆液限定在注浆区域的任一段范围内进行灌注，达到分段注浆的目的。（3）、阻塞器在光滑的袖阀管中可以自由移动，可根据需要在注浆区域内某一段反复注浆。（4）、注浆前，不必设较厚的砼止浆岩墙；采取较大的注浆压力时，发生冒浆和串浆的可能性小。（5）、根据地层特点，可在一根注浆管内采用不同的注浆材料，选用不同的注浆参数进行注浆施工，采取钻注平行作业时，钻孔和孔间隔距离一般宜大于6米，否则可能会由于注浆作用，引起注浆管变性，而导致注浆管报废。（6）、钻孔、注浆可采取平行作业方式，提高工作效率。由于受注浆管材质的影响，

2、工程概况

江门市丰乐路北延线工程位于江门市滨江新区，道路全长3.179km，道路红线宽42m，双向八车道（隧道段双向六车道），其中，鹅公山隧道位于丘陵与山前冲淤积地带。左线起讫里程为ZK1+615～ZK1+983，全长368m；右线起讫里程为YK1+590～YK1+990，长度400m；为小净距双线隧道。左线位于R=1700m的曲线上，右线位于R=1300m的曲线上。左右线纵坡均为0.3%的上坡。隧道最大宽度15.84m，最大高度11.52m。

隧道出口段围岩主要为粉质粘土、全风化片岩和强风化片岩组成，围岩等级为Ⅴ级，其围岩易坍塌，开挖稳定性差，无自稳能力，浅埋时易地表下沉。

隧道左线出口段ZK1+840～ZK1+900范围内地表有冲沟，埋深较浅，地质条件差，在此区域内需进行地表注浆加固。地表注浆处坡度较缓，地表长满杂草树木，有岩石，往大里程方向160m为篁边村乡村公路（Y109），交通便利。

经过现场的考察和数据的分析，针对本工程的特点和本项目部的技术条件，专家们一致建议采用注浆效果好的袖阀管注浆工法进行施工。

3、方案设计

为隧道出口浅埋段的土层能保持稳定，确保隧道开挖过程中的施工安全，在ZK1+840～ZK1+900范围内进行地表注浆加固，该段加固水平范围为开挖横断面轮廓线外各5m内，深度由地表至隧道拱脚处。袖花管采用φ42mm袖花管，前端设注浆孔，注浆管平均长度为12.8m，间距1.2×1.2m，梅花型布置。

注浆施工前应进行现场注浆试验，合理确定注浆压力、浆液配比、单位注浆量等相关参数，确定停止注浆条件等。

4、施工设备与材料

1、钻机机械：采用100型地质钻机，钻孔时套管护壁，或者采用履带式跟管钻机进行钻孔。

2、注浆机械：采用KBY50/70型双液注浆机，并配有高压注浆管路系统和制浆设备。

3、袖阀注浆管及花管：袖阀注浆管为每节长33cm ，内径42 mm，外径56mm的聚丙烯硬质塑料管，它是由钙塑聚丙烯制造而成。管内壁光滑，每节之间设有射浆孔，外包橡胶套，各段注浆管带有内螺纹的接头连接。注浆花管采用φ22mm的焊接钢管加工，花管长度一般为0.6～1m，其四周均匀的分布着12～18个泄浆孔，花管两端各加上3～4个止浆橡胶皮碗，以形成止浆塞，起到止浆作用。注浆心管采用φ22mm焊接钢管加工，每节长2 m，主要起输送浆液作用，与注浆花管采取丝扣连接。

5、工艺流程

袖阀管注浆工法工艺流程如下：测量放样——钻机就位——调整钻机角度——钻孔——下管——注浆——注浆结束——清洗机械。

1、测量定位：开钻前，准备的把各个钻孔位置定位，并安排钻机就位。

2、钻孔：采用管套护壁钻进成孔，钻进深度应达到设计要求。在钻孔过程中要做好记录，为注浆作业提供参考。

3、下管：首先要确保袖阀管底部封闭，然后将袖阀管下入注浆钻孔中，要确保注浆管下到孔底，上部要高出地面，并且在管中加满清水，利用重力作用，使袖阀管不会浮起，之后将管套缓慢地提出，最后在袖阀管上部盖上盖子，以防止杂物落入管中，影响注浆的效果。

4、封孔：套管拔出后，在地面以下采用砂或者碎石填充，在地面处采用速凝水泥砂浆封堵，以防止注浆过程中冒浆现象发生。

5、注浆：采用分段式注浆，每段注浆长度称为注浆步距。注浆步距一般选取0.6～1m，这样可以有效的减少地层不均一对注浆效果的影响。对于砂层，注浆步距宜选小值；对于砂卵石或者破碎岩层，注浆步距宜选用大值。注浆过程中，每段注浆完成后，向上或向下移动一个步距的心管长度。宜采用提升设备移动，或人工采用2个管钳对称夹住心管，两侧同时均匀用力，将心管移动，每完成3-4m注浆长度，要拆掉一节注浆心管。注浆结束后，在袖阀管上封盖，以便于复注。

6、施工与效果

根据本工程的地质情况，注浆浆液采用水泥浆液，注浆用的水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥标号为PO42.5，水灰比=0.8：1～1：1。初凝时间为60～80s，终凝时间为1～2小时。扩散半径为0.7m，注浆速度为45L/min，注浆压力一般岩层控制在0.1～0.3MPa，土层中为0.2～0.5 Mpa，最大压力不超过1.5Mpa。注浆量为69.56m3/延米，注浆步距为0.7m。

施工注意事项：1、施管工人员必需按技术交底和作业指导书组织施工。 2、在注浆施工中应通过现场试验对布孔方式、注浆参数及浆液配比作进一步试验调整，并在以后注浆施工过程中根据现场实际情况进行适当调整，以确保注浆效果。3、如出现堵管，堵管的处理要快速及时，不能慌乱，要按顺序一步步尽快处理。4、注浆过程中要采取相应的措施来防止堵管，如多做试验选定合理的凝结时间，注意压力的变化，如压力升高要及时提升锌管。5、水泥浆液若发生沉淀、离析现象，应进行二次搅拌。 6、施工过程中做好注浆施工的各种记录，及时了解注浆压力和流量变化情况并进行综合分析，判断注浆效果是否满足设计要求，注浆作业时，每500 mm记录一次注浆参数。

注浆结束后，结合本工程注浆的目的及特点，采取了分析法、取芯观察法和注水试验法等手段对注浆效果进行了检验及评价，结论如下：岩芯中可明显观察到灰褐色浆液扩散脉分布，无侧限抗压强度大于0.8MPa；通过注浆区域及未注浆区域注水试验对比分析，注浆后地层渗透系数达到10-5cm/s。

综上所述，隧道浅埋段地表通过袖阀管注浆，其密实度和自稳能力有了较大的提高，能满足隧道开挖作业时的施工要求。

参考文献

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[2]元松亮，袖阀管注浆在宜万铁路石院子隧道地表加固中的应用[J]；城市道桥与防洪；2009年

[3]余朝阳；；袖阀管压密注浆在浅埋隧道施工中的应用[J]；采矿技术；2011年04期