浅谈袖阀管灌注施工技术

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摘要: 袖阀管灌注施工技术作为一种新的施工方法，对于解决城市地铁施工中地质条件比较特殊的地基加固提供了一种全新的方式。本文首先介绍了袖阀管的结构、原理、特点以及使用范围，接着讨论了该技术所需的设备和材料以及施工工艺顺序、在施工过程中如何进行质量控制等，最后以一个工程实例来说明了袖阀管灌注施工技术确实具有很好的应用价值。

关键词：袖阀管灌注；结构原理；特点；工艺顺序；质量控制

1.引言

地铁通常建设在城市较为密集的地区内。在以往的城市规划中，设计者没有考虑到地铁网的设置布局，从而导致了地铁施工下穿有密集的建筑物时有发生。针对该问题，怎样处理地铁隧道和建筑物的空间位置关系以及如何保护施工安全问题，成了工程实施的难点。特别是当隧道设计路线要横穿建筑物时，就要对地基采取加固，这样才能保证地铁隧道和既有建筑两者的安全。目前袖阀管灌注施工技术在地铁隧道施工中应用较为广泛，根据隧道和建筑物的具体情况，对建筑物采取必要的措施；当建筑物荷载大、变形要求严格时，必须采取相应措施来解决地基基础承载力不足或沉降失控的问题。因此本文介绍了一种新的施工技术―袖阀管灌注施工技术。

2.袖阀管灌注施工技术介绍

2.1结构和原理

袖阀管灌浆法是通过注浆的方法来加固的。袖阀管的结构如图1所示，注浆是要在注浆管轴限制的范围内进行，注浆管设置了两个栓塞，栓塞间的距离为33～50cm，这样就使得注浆材料可以从栓塞中间向管外渗出来。水泥浆液通过挤压密实、相互渗透以及劈裂等作用，通过足够时间的充分结合形成了强度高的水泥土固结体和像树枝状的水泥网脉体，这就是加固地基土的基本原理。

2.2特点以及使用范围

袖阀管灌注施工技术是一种结合压密注浆、劈裂注浆等现代注浆理论而发展的新型地表垂直深层注浆加固方法。目前应用比较广泛，特别是在地质结构比较复杂的情况下应用更多，该技术有很好的应用效果，下面简单介绍其特点以及使用范围。

袖阀管灌注施工技术的特点如下：

（1）由于袖阀管结构中包含了两个阻塞器，并且所处位置为上下关系，能够保证注浆时将浆液限定在任意区域内，从而具有分段注浆的特点。

（2）袖阀管中的阻塞器能够自由移动。因此在实际运用时，可根据需求进行反复注浆。

（3）由于不同地层所具有的特性不一样，即使对于同一袖阀，可以选择不同注浆参数和注浆材料来进行注浆。

（4）施工机械设备主要有地质钻机、压力灌浆机械、水泥搅拌机等，这些设备比较简单，一般不需要吊装设备。

（5）施工机械在施工时所需场地比较小，在平面尺寸1.0m ×1.5m和净空高度2.5m的空间即可施工，机械设备移动方便，震动也很小。

（6）桩孔直径小，对原有结构破坏小。

（7）为了确保每个灌浆段有较高的注浆压力，保证浆液渗透到地层中，要把每个灌浆段做成固定值为330～500 mm长度。袖阀管灌浆与普通花管灌浆最大的区别就是可进行二次灌浆，这样不仅可以避免浆液流失太快，还能保证较高的充填率。

它的适用范围比较广，例如房屋建筑、市政建设、公路铁路建设等领域，主要应用有如下几个方面：

（1）防止深基坑附近的渗透，可进行预防和控制。

（2）对路基进行加固，以防出现裂缝；对已出现的裂缝可防止其因沉降而扩大。

（3）盾构机在始发或到达时容易对洞门造成影响，可利用该技术进行加固。

（4）对于结构比较松散的地层可进行加固。

（5）对于过度挖掘的地层，容易出现空洞或碎带，通过该技术来降低土层或者岩层的压缩性，从而来防止地层周边的房屋或其他建筑物的变形、沉降。

3．袖阀管灌注施工材料、设备以及工艺顺序

3.1施工材料和设备

施工材料主要是注浆材料，浆液有两种，分别是双液浆和单液浆，不同液浆其配置比例不一样。两者都采用的是32.5级普通硅酸盐水泥，然而双液浆采用的水灰比是1：1~2：1，而单液浆的水灰比为0.5：1~1：1，另外双液浆还需要另加2%的水玻璃。

施工设备包括注浆管、注浆设备以及引孔设备。注浆管结构如图2所示。注浆设备有多种型号可供使用，比如KBY50/7型双液注浆泵、HFV5D型双液注浆泵、ZBSB-70-11/5-7.5型注浆泵。引孔设备可用跟管钻机或者工程地质钻机，其型号有300型和100型。

1)定位

首先根据工程图对场地进行修整，然后用经纬仪测放出各施工区的注浆孔位，找出注浆空位后用钢筋或者木桩作标记并对其进行编号，这样可以方便后续工作顺利的进行。

(2)钻孔

一般采用钻机来打孔，在钻孔过程中，工作人员要认真注意观察孔内返浆的变化，及时对其进行调整，从而确保钻孔的顺利进行。一般来说钻孔的深度要比设计深度多20～30cm。在钻孔的同时要对每个孔认真、详细地做好原始施工记录。

(3)清孔

清孔就是把做好的孔清洗干净，连接注浆管，用注浆泵向孔内泵送大量清水，大量的清水可以将孔内的泥浆和沉渣冲出孔外，直到孔口流出清水即可。

(4)浇注套壳料

套壳料具有收缩性小，较高的脆性和稳定性、粘度较低、析水率较小以及强度高强度等特点，由于具有这些特性，套壳料能够固定袖阀管并可以封填管外空隙，这样能避免浆液上冒。套壳料浇注方法：通过钻杆下到孔底或导管下到孔底，用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆或导管注入孔内。

(5)安设袖阀管

袖阀管开直径约5mm的孔眼，孔眼是用来出浆的，用橡胶皮可以封死孔眼。放置袖阀管时，下端要用锥形堵头封闭好，上顶端要用保护帽套住。

(6)注浆

等到套壳料达到一定强度后，在袖阀管内放入带有双塞的灌浆管，然后向管内进行注浆；根据地层情况进行施工，注浆一般是分多次进行的。

4.质量控制

（1）对于过期水泥、受潮水泥或其他任何不合格的材料和设备，不应使用。

（2）在进行测量放样时，要做到孔位的场地平整。

（3）保证灌注孔口的止浆率>90%。

（4）浆液的制作要严格按照所选材料的规格比例进行配置。

（5）时刻控制注浆的含量以及压力，防止出现异常。如出现异常要即刻停止，并进行检查维修。

（6）注浆时以防堵管，需要采取一定措施来保证其正常运行，比如说压力的控制、凝结时间的合理选择等。

（7）浆液配比、布孔方式要根据实际情况进行适当调整。

5.工程实例

该实例就是采用袖阀管灌浆技术对深圳地铁进行地表加固，该隧道SK13+720~SK13+750段因地质岩层变化较大、土体层次比较明显、地质情况复杂。并且在SK13+736处有一处高角度的逆断层，在做隧道衬砌时，发现边墙和隧道拱顶之间有位移和裂缝，同时有水渗透。经过专家组意见，确定了采用注浆加固的方法来进行地表加固。通过分析后确定了注浆设计的各项参数，注浆压力选取的是0.2~0.5MPa的低灌注压力，其单峰压力小于1.2Mpa，采用KB80412型的钻孔机进行钻孔，并且按要求把孔位距离布设为2.0m×2.0m的间距，先后中央，先同排后隔排的顺序进行灌注。为了减少因地层的不均匀而引起注浆效果不佳，所选取的注浆步距为0.6m-1m。在效果评价时，抽取了钻孔长度的10.06%。通过分析法、注水实验法、取芯观察法以及重力触探法等手段进行效果检测，结果显示其利用注浆加固区域比未加固区域其触探锤击系数高出一倍多。而且未注浆地层利用注水实验法进行检测时，发现其水位并不是很稳定，而加固地区其地层渗透系数达到了1.017×10-4cm/s，并且岩芯具有很好的强度。可见，袖阀管灌注施工技术对特殊地质条件下的地基加固有很好的稳定效果，并且对围岩的密实度有明显的提高，达到了注浆加固的目的。

6.总结

目前，袖阀管灌注施工技术已在多项工程中运用，从运用效果可知袖阀管灌注施工技术作为地铁工程建设中的一项重要技术，能很好地改善地基稳定性、提高土体的性能以及增加抗压变形能力，对防漏、防渗、岩溶的处理也有很好的效果。因此，该技术值得在工程施工中大力推广。

参考文献

[1] 金宝.袖阀管注浆技术在广州地铁某桥基加固中的应用[J].施工技术铁道工程学报,2010(11).

[2] 滕扬.袖阀管注浆在广州地铁岩溶处理中的应用[J],中国高新技术企业,2008(7).

作者简介：

杨勇：（1976-），男，河南洛阳，1996年毕业于西南交通大学土木工程专业。

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