袖閥管深孔注漿技術(shù)在地下管線保護(hù)工程中的應(yīng)用

單生彪

（南昌軌道交通集團(tuán)有限公司地鐵項(xiàng)目管理分公司，江西 南昌 330038）

0 引言

在地鐵工程建設(shè)過程中，因施工場地常位于人口密集區(qū)，地上地下遍布各種建筑設(shè)施，尤其是地下埋藏各類管線。周邊建筑物和地下管線的沉降，是決定施工能否順利開展的重要因素。施工單位在施工前期，應(yīng)充分調(diào)查周邊環(huán)境，對(duì)地上構(gòu)筑物和地下管線現(xiàn)狀進(jìn)行摸排，研究可行的加固保護(hù)方案，以保證市政管線及建筑物安全。深孔注漿技術(shù)施工工藝較為成熟，適用于多種地層，對(duì)于砂卵石地層中的管線及構(gòu)筑物保護(hù)尤為實(shí)用[1]。本文以實(shí)際工程為例，分析袖閥管深孔注漿工藝的特點(diǎn)以及施工流程等，通過加固地層，減小地層變形和保護(hù)其中的管線。

1 對(duì)袖閥管注漿加固技術(shù)的研究

許多學(xué)者對(duì)袖閥管注漿加固技術(shù)做了大量研究。其中，龔松柏[2]依托汕湛高速公路云浮至湛江段巖溶路基處理工程，對(duì)膜袋袖閥管注漿技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究。首先對(duì)膜袋袖閥管注漿技術(shù)的原理及工藝流程進(jìn)行了介紹，而后針對(duì)該方法在巖溶路基處理中的應(yīng)用及施工質(zhì)量控制難點(diǎn)，提出了一系列簡而有效的實(shí)施方法。盧家富[3]介紹了袖閥管注漿加固原理和袖閥管注漿施工工藝及施工技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)貴陽地鐵袖閥管注漿控制變形施工技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。劉妍等[4]通過對(duì)某民用建筑地基進(jìn)行袖閥管注漿現(xiàn)場試驗(yàn)，得到注漿后粉土層地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值有了顯著提升，平面注漿影響半徑為0.5～1.0m；在壓力為0.1～0.3MPa、水灰比為0.8～1.2注漿條件下，土體改性主要通過滲透作用與充填作用；在壓力為0.4MPa、水灰比為1.4注漿條件下，土體改性主要通過壓密作用與劈裂作用。建議對(duì)地基粉土層進(jìn)行整體袖閥管注漿加固。張學(xué)進(jìn)[5]依托西安地鐵4號(hào)線火車站暗挖工程，進(jìn)行室內(nèi)黃土力學(xué)性能和現(xiàn)場注漿試驗(yàn)，研究含水率對(duì)黃土強(qiáng)度特性的影響，分析黃土劈裂注漿漿液擴(kuò)散的基本規(guī)律及劈裂機(jī)理，并總結(jié)現(xiàn)場隧道圍巖注漿加固參數(shù)。李延貴[6]以蘭州地鐵1號(hào)線東崗站后配線區(qū)間單洞雙線隧道為依托，為保證施工安全及后期運(yùn)營安全，采用水泥-水玻璃雙液漿進(jìn)行地基加固處理，同時(shí)采用增加交通疏解、增加排水井、給水管管箍等綜合治理措施，證明注漿加固方案的可行性和有效性，對(duì)類似工程有一定的借鑒價(jià)值。

2 工程概況

2.1 管線分布情況

該工程地鐵車站的出入口暗挖隧道采用CRD法施工，工程地質(zhì)自上而下為填土層、粉質(zhì)黏土層與中砂層，隧道開挖范圍內(nèi)未達(dá)到地下水位。暗挖上覆土體中存在一根DN500混凝土污水管、一根DN1500混凝土雨水管與一根DN800鑄鐵給水管。三條管線只能承受極小的地層變形，上部地表為路面需承擔(dān)正常交通功能。管線具體分布情況如圖1所示。

圖1 管線分布圖

2.2 施工前期調(diào)查

在工程施工前，加強(qiáng)對(duì)施工區(qū)域管線的調(diào)查工作，將工作做在前面，防患于未然。首先從技術(shù)上引起重視，項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人在制定施工組織設(shè)計(jì)方案時(shí)，從現(xiàn)狀管線保護(hù)角度考慮方案的可操作性和安全性，從方案上保證管線安全；其次重視施工每個(gè)過程，在施工前，首先走訪各產(chǎn)權(quán)單位。根據(jù)管線物探圖，進(jìn)行現(xiàn)場物探，查清現(xiàn)狀各管線的管位、走向、埋深等信息，在暗挖通道內(nèi)懸掛管線標(biāo)識(shí)牌，標(biāo)明管線名稱、埋深、管位等。

2.3 管道保護(hù)措施

由于交通疏解較困難，施工作業(yè)面狹窄，且管道內(nèi)均有排水，無法進(jìn)行雨污水內(nèi)襯保護(hù)施工。建議采用以下措施對(duì)管道進(jìn)行保護(hù)，控制土體下沉變形：（1）采用“截+排”方式截?cái)?、抽排管道?nèi)水流；（2）堵流；（3）注漿加固；（4）降低上部荷載；（5）路面鋪設(shè)鋼板；（6）加密初期支護(hù)；（7）加強(qiáng)監(jiān)測；（8）暗挖上半洞室開挖支護(hù)，通過該管道1m后，立即封閉掌子面，利用拱頂預(yù)埋注漿管回填注漿，并視管線沉降情況采用跟蹤注漿。

2.4 土體沉降與塌方控制

暗挖通道橫穿一條國道，道路寬度7.9m，為單向兩車道，日均車流量大。既有道路路基層暫時(shí)保持穩(wěn)定，但地表部分有沉降跡象。通道拱頂土層主要為粉質(zhì)黏土層，屬Ⅴ級(jí)圍巖，穩(wěn)定性較差，極難形成自然拱。綜上兩個(gè)因素，施工過程中容易產(chǎn)生坍塌、沉降過大等風(fēng)險(xiǎn)。

經(jīng)評(píng)估后采取以下措施防止土體坍塌：對(duì)通道及周圍一定范圍內(nèi)土體進(jìn)行超前預(yù)注漿加固；短進(jìn)尺循環(huán)開挖，上部洞室開挖預(yù)留核心土，各洞室開挖支護(hù)保持安全施工距離，各洞室開挖循環(huán)進(jìn)尺盡早封閉成環(huán)，加強(qiáng)管線及其附近支護(hù)，降低通道開挖塌方風(fēng)險(xiǎn)；施工區(qū)域影響范圍內(nèi)的道路路面應(yīng)鋪設(shè)鋼板且與路面進(jìn)行固定，以減少車輛行進(jìn)時(shí)集中荷載對(duì)結(jié)構(gòu)帶來的擾動(dòng)；通道開挖支護(hù)至臨近道路2m時(shí)，開始交通分流施工；加強(qiáng)監(jiān)控量測，對(duì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行沉降、傾斜及裂縫監(jiān)測，及時(shí)反饋信息；通道初期支護(hù)完成后，及時(shí)進(jìn)行二次襯砌施工，以減少地表沉降。

拱頂覆土約為4.2m，多為強(qiáng)度較低的填土與粉質(zhì)黏土，保障在暗挖施工與地面交通荷載共同作用下管線的安全性難度極大，因此，有必要采取一種有效可靠的加固手段以保障工程的順利進(jìn)行?？紤]到土層加固與管線保護(hù)等要求，袖閥管深孔注漿加固法無疑是最合理有效的手段。

3 袖閥管深孔注漿加固地層的特點(diǎn)

袖閥管注漿工法是由法國Soletanche灌漿公司首創(chuàng)的一種注漿工法，因此該工法也稱為索列坦休斯工法。由于該工法具有灌漿效果好等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外被廣泛采用，張民慶等[7]等很早就用該工法完成了工程注漿加固、防滲、堵漏等難題，認(rèn)為該工法使用方便，應(yīng)用效果好，在國內(nèi)工程施工中值得大量推廣應(yīng)用。袖閥管注漿加固比起其它注漿方式在黏土與粉土等地層中效果更為理想，漿液通過可控的壓力在不同的地層中進(jìn)行更加均勻地?cái)U(kuò)散，應(yīng)用范圍更廣。深孔注漿表現(xiàn)出來的加固效果更加穩(wěn)定，而且可以通過鉆孔探查，若是未達(dá)標(biāo)，后期也可以進(jìn)行多次注漿。袖閥管深孔注漿周期穩(wěn)定，一次可加固大范圍土體，保證其穩(wěn)定性。

4 袖閥管深孔注漿關(guān)鍵技術(shù)

4.1 袖閥管注漿加固設(shè)計(jì)

（1）注漿袖閥管：柔性塑膠Ф76袖閥管；

（2）注漿材料：水泥-水玻璃雙液漿，水泥采用超細(xì)水泥，水灰比1∶1～1∶1.2；

（3）注漿壓力：注漿壓力0.5～1.5MPa，管線范圍減小注漿壓力，確保地下管線的安全；

（4）注漿范圍及鉆孔布置（見圖2）：加固區(qū)注漿范圍為拱頂開挖線以外0.5～2.5m。鉆孔成梅花型布置，鉆孔中心間距800mm，漿液擴(kuò)散半徑500mm，采用跳序作業(yè)。

圖2 注漿范圍及鉆孔布置

4.2 袖閥管注漿加固施工

（1）使用XY-100型鉆機(jī)，按照規(guī)范操作成孔后，使用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁；

（2）注套殼料和安裝袖閥管；

（3）等待孔口段止?jié){材料凝固（一般為2～5d）后注漿；

（4）使用稀漿或清水加壓開環(huán)，采用間歇跳孔自上而下進(jìn)行注漿；

（5）當(dāng)注漿持續(xù)15～20min，保持注漿壓力1.0～1.5MPa和注漿量≤2.0L/min、路面隆起變形量＞5mm，竄漿和漏漿嚴(yán)重時(shí)應(yīng)停止注漿。

注漿加固施工流程如圖3所示。

圖3 注漿加固施工流程圖

4.3 施工注意事項(xiàng)

（1）現(xiàn)場試驗(yàn)確定套殼料最優(yōu)施工配合比，嚴(yán)格控制套殼料施工質(zhì)量；

（2）鉆孔施工前應(yīng)先探明地下管（道）線的位置及埋深等情況，在管線范圍減小注漿壓力和調(diào)整鉆孔成孔的角度，確保地下管線的安全，避免施工造成管線的破壞；

（3）注漿壓力長時(shí)間不上升（20min以上），應(yīng)立即采取措施，防止?jié){液繼續(xù)流失造成浪費(fèi)；

（4）為防止竄漿，必須跳孔進(jìn)行注漿，注漿時(shí)要控制注漿壓力，注漿壓力應(yīng)由現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行合理確定，以防止地面隆起或者漿液流失過多的現(xiàn)象；

（5）注漿效果檢查：一個(gè)注漿段的注漿孔全部注完后，在分析資料的基礎(chǔ)上，在注漿薄弱處采用鉆孔取芯法對(duì)注漿效果進(jìn)行檢查，取芯檢查漿液擴(kuò)散、固結(jié)情況。注漿加固后，要求28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu≥1MPa；

（6）按控制軸線和控制點(diǎn)，根據(jù)技術(shù)交底進(jìn)行注漿孔位的放樣，開鉆前專人復(fù)核檢查注漿孔位；

（7）嚴(yán)格控制好水泥、水玻璃和外加劑用量，注漿施工時(shí)，應(yīng)盡量保證各孔注漿量均衡。

5 結(jié)束語

地鐵工程建設(shè)過程中如何確保周邊建筑設(shè)施及地下管線安全，是一個(gè)不斷研究、改進(jìn)與創(chuàng)新的方向。該工程通過應(yīng)用袖閥管深孔注漿這一可靠有效的加固措施，不但使管線的安全與工程順利進(jìn)行得到保障，還避免了因管線改遷給群眾帶來的生活與交通上的不便，更降低了工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)成本。