章品杨
中铁二十五局集团第五工程有限公司
摘要：袖阀管地面注浆是处理地基的一种比较先进的施工方法。青岛地铁3号线河东站～万年泉路站区间隧道通过海尔立交桥群桩基础，根据隧道地质条件、施工方法及群桩的类型，选择袖阀管地面注浆进行桩基加固，在确保桩基安全的条件下，隧道顺利贯通。
关键词：袖阀管注浆；桥基加固；洞内加固；地铁隧道
1.工程概况
青岛地铁3号线河东站～万年泉路站区间隧道右线侧穿海尔路立交桥H型匝道桥约100m左右，H型匝道桥为3×25m预应力砼连续板，桩基全部为摩擦桩，建设年代为2001年。海尔立交桥车流量较大，隧道右线轮廓线距桥墩外缘最近处仅有4.6m，且摩擦桩基底标高为0.352m，仅与隧道轨道标高0.345m相差无几。
区间隧道过海尔立交桥段上覆地层以山前侵蚀堆积坡地为主，局部地段为剥蚀斜坡，且中等风化岩体节理密集发育，节理以压扭性为主。隧道开挖方法为上下台阶爆破施工，随着隧道掘进将不可避免的因应力释放、地下水流失、爆破震动等诸多因素导致土体固结沉降，桩侧产生负摩擦力，使得桩基产生不均匀沉降或倾斜，甚至裂缝而影响行车安全。为保证隧道施工期间海尔立交桥的安全，对离地铁隧道较近的摩擦桩采取地面静压注浆止水帷幕的方法来加固。
2.桥基加固
2.1袖阀管注浆工法
袖阀管注浆工法是由法国Soletanche注浆公司首创的一种注浆工法，因此该工法也称为索列坦休斯工法，该工法具有许多优点，注浆效果好，在国内外被广泛采用。它能进行定深、定量、分度、分段、间歇与重复注浆，集中了劈裂注浆法、压（挤）密注浆法和渗入注浆法的优点，适用于地质条件复杂，断层破碎地段，富水地层地段，场地狭窄情况下的地基加固。该工法与其它工法相比，具有以下特点：
⑴一般适用于50m以内的地表注浆，具有上下两个止浆塞形成止浆系统，能将浆液限定在注浆区域的任一段范围内进行注浆，达到分段注浆的目的。
⑵止浆系统在光滑的袖阀管内可以自由移动，可根据需要在注浆区域内某一段反复注浆。
⑶根据地层特点，可在一根注浆管内采用不同的注浆材料、不同的注浆压力进行注浆施工。
⑷注浆前不必设较厚的砼止浆墙，采取较大注浆压力时，发生冒浆的可能性小。
⑸适用范围较广，既适于渗透性较好的土层，又适于渗透性较差的土体。
2.2所需的机具设备及材料
⑴钻孔设备：采用回转式钻机，套筒护壁（垂直钻孔时采用，Φ108mm）进行钻孔。
⑵注浆设备：注套壳料的设备为TBY型液压注浆机或HJB-2型挤压式注浆机；注双液浆的设备为HFV-5D或KBY-50/70型双液注浆泵，并配备W-2.8/5型空压机和制浆设备。
⑶袖阀注浆管及花管、心管：袖阀管一般采用PVC塑料管材，为了方便注浆，在袖阀管上每隔330mm钻一组4Φ5的射浆孔，在每组射浆孔外部都包裹一层橡胶套，橡胶套长度为10cm，厚2mm。在把袖阀管放入钻孔中时，橡胶套的作用是防止钻孔的泥浆或套壳料进入管内；注浆时橡皮套在压力的作用下被浆液冲开，使浆液进入地层，并且可保证按要求分清层次，形成劈裂；而当停止注浆时，橡胶套又弹回并紧裹袖阀管，防止管外浆液流回管内，起到逆止阀的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
注浆花管采用Φ22mm焊接钢管加工，一般长0.6～1m，其四周均匀地布设12～18个Φ8mm的泄浆孔，两端各加上3～4个止浆胶皮碗，以形成阻浆塞，起到止浆作用。
注浆心管采用Φ22mm焊接钢管加工，每节长2m，主要起到输送浆液的作用，与注浆花管采取丝扣连接。
2.3 袖阀管布置
袖阀管注浆孔沿条形基础周边布置，设计为2排Φ50×3.5地面注浆形成止水帷幕，袖阀管距承台边缘2.5m，注浆孔眼间距为0.4m，注浆终孔直径0.6m，地面注浆孔底伸入隧道底板以下3m，单根长26.6m，共计174根。
2.4工艺流程
2.4.1钻孔：
采用回转式钻机，孔径90mm，孔斜小于1%，采用优质泥浆护壁。
2.4.2插入袖阀管：
首先在连接好的注浆管底部加上闷盖，将注浆管下到钻空中，要确保注浆管下到孔底，上部要高出地面，然后在注浆管中加满水，利用重力作用，使注浆管不会浮起来，之后将套管缓慢的拔出，最后在注浆管上部盖上闷盖，以防止杂物进入注浆管，影响注浆作业质量。
2.4.3浇注套壳料：
一般配比为水泥：粉质粘土：水=1：1.5：2，根据现场试验调整为0.8：1.5：2。
2.4.4注浆：
待套壳料养护5～7天具有一定强度（0.3～0.5Mpa）后，在袖阀管内放入双塞的注浆管进行退后式分段注浆，注浆采用间隔注浆，由于场地狭窄及工期紧等因素设计院同意袖阀管全部下完后统一注浆，注浆先从外圈开始，完成后再注内圈，这样可以对外圈的注浆体作进一步的补充，有利于提高注浆效果。每次上提长度为30～50cm，这样可以有效地减少地层不均性对注浆效果的影响。对于砂层，上提长度选用宜较小值，对于砂卵石或破碎岩层，上提长度选用宜较大值。
2.5 注浆材料及技术参数
（1）注浆材料：结合工程现状，根据加固要求，注浆采用普通水泥-水玻璃双浆液，水泥与水玻璃体积比1：0.5，水灰比1：1，水玻璃浓度：30～35Be’，水玻璃模数2.4。
（2）技术参数：注浆压力0.5～1.5Mpa，充填影响半径0.6m，注浆速度40L/min，单孔注浆量4.97m3 。
3.洞内加固
3.1 加固措施
在地面采用注浆加固基础后，可以有效地减少因失水和爆破引起的基础沉降，增强基础整体的刚度及装侧摩擦力。根据最新勘探钻孔可知，穿海尔立交桥段的区间隧道局部拱顶开挖线进入破碎带，该部位围岩强风化，且地下水丰富，隧道本身开挖引起的塌落拱效应会使隧道拱顶地层产生下沉，进而影响到桩基础，因此需要在隧道洞内采取超前注浆止水的措施。具体措施为隧道拱部150°范围内通过长、短管结合的办法将拱部开挖轮廓线以外3m范围进行超前注浆加固，拱部及边墙采用超前小导管进行注浆，每次掌子面封闭注浆时，需预留出2根管作为排水孔。长管注浆每3m一个循环止浆墙厚度大于2.0m，长管采用Φ50×3.5钢花管L=5m；长管注浆遗留的空隙由短管注浆替补，短管采用Φ42×3.5，L=3m钢花管形成止水帷幕体。
掌子面封闭注浆孔采用梅花形布置，沿掌子面垂直钻孔，孔径100mm，横向间距500mm，竖向间距350mm，通过注水泥-水玻璃双浆液对掌子面砂层进行止水加固。
3.2 注浆参数的确定
水泥、水玻璃体积比1：0.5； 水泥浆水灰比：1：1；
水玻璃浓度：30～35Be’；水玻璃模数：2.4；注浆压力0.5～1.5Mpa.
3.3 注浆结束标准和效果评定
注浆压力逐步升高达到设计终压并继续注浆10分钟以上，结束注浆，每一循环注浆结束后采用钻孔取芯或物探等方法进行效果评定，不合格及时补孔加强。并且注浆要进行注浆压力试验，保证长管注浆终孔直径达到1.5m。
4.注意事项
（1）在注浆过程中，要密切监测地面及及其桥基的沉降情况，如发现被加固桥基有上抬的趋势，立即停止注浆。如发现孔内漏浆严重时，可掺入适量的水玻璃作为速凝剂。
（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出进一步调整，以确保注浆效果。
（3）注浆过程中要采取相应措施来防止堵管，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心管等。若出现堵管现象，处理要快速及时，不要慌乱，按顺序一步步尽快处理。
（4）隧道施工在到达立交桥之前注意观察地层变化情况，加强地面观测，由于地下工程的不可预测性，一些抢险物资的准备也是必需的。
5.结语
通过袖阀管注浆加固，保证隧道施工在通过立交桥基础段时的安全与进度，为我单位工程按期贯通奠定良好的基础，其综合的经济效益和社会效益十分明显，值得在类似的工程中借鉴与推广。
论文作者:章品杨
论文发表刊物:《基层建设》2015年3期供稿
论文发表时间:2015/9/6
标签：注浆论文; 隧道论文; 水玻璃论文; 浆液论文; 钻孔论文; 海尔论文; 地层论文; 《基层建设》2015年3期供稿论文;