摘要：随着社会经济的快速发展，地铁建设的总公里数不断增加，盾构法不断的应用在地铁建设中，盾构始发时车站端头处土体加固在其中尤为重要。以呼市地铁为例，将袖阀管注浆技术应用到车站始发端头加固中，使用袖阀管分层分段注浆，使得松散的地层和较密实的地层均得到很好的注浆加固效果，避免了以往的注浆工艺在松散地层和较密实地层同时存在时，注浆量大、较密实地层注不进浆的现象的发生。使盾构机始发和接受的安全性大大提高。
关键词：袖阀管；分段注浆：社会效益
1.工程概述
喇嘛营站为呼和浩特市轨道交通2号线一期工程的第二个车站。车站位于金桥路与规划兴安南路的交叉路口东侧，沿金桥路东西向布置。车站向东至阿尔山路站，向西至帅家营站，两个区间均为盾构区间，喇嘛营站东西端头均为盾构始发端头。车站总长203m，有效站台长118m，左右线间距16m。标准段主体结构采用双柱三跨双层框架结构，纵向柱距8.5m，标准段宽度21.7m。车站中心里程处标准段坑深约为16.96m，顶板覆土约为3.4m。根据地质详勘资料显示本段沿线地层自上而下依次为第四系全新统人工填土，全新统-上更新统冲湖积粉质黏土、粉土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、圆砾，中更新统湖积粉质黏土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂，地层综合渗透系数K=70m/d。车站周边地质条件较复杂，地下水位较高，水源丰富，地层层位比较复杂，隔水层中存在粉砂和细砂等土层交错变化，不利隔水。
2.工艺特点
2.1一般用于50m以内的地表注浆，垂直和水平注浆均可；
2.2灌浆过程具有可控性。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；
2.3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反复注浆；
2.4可根据地层特点，在同一袖阀管内采用不同的注浆材料，选用不同的注浆参数进行注浆；
2.5适用范围较广，即适于渗透性较好的土层，又适于渗透性较差的土体；
2.6由于骨架效应的存在，浆脉在土体中形成了复合结构，更由于袖阀管在土体中的存在，使这种复合结构犹如加筋土一般，效果更加明显；
2.7在场地狭窄（2×3m）净空高度小（2.2m）的情况下仍可进行作业。
3.适用范围
该技术适用于地质条件复杂，断层破碎地带，富水地层地段，场地狭窄情况下的地基加固，主要应用于：
1）对松散，成分以粉质粘土、建筑垃圾为主，含少量碎石及块石片的杂填土层或砂层、卵石层等松散地层的土体加固；
2）盾构机始发、到达时对洞门的加固；
3）弥补旋喷桩、搅拌桩局部没有咬合或成桩效果不好所产生的空隙；
4）充填矿区因过分开挖使地层出现破碎带或空洞，降低岩、土层的可压缩性，以减小周边建筑物的沉降和变形；
5）阻止路基产生的裂缝或沉降变大而进行的加固；
6）在深基坑周围做防渗处理等。
4.工艺原理
袖阀管注浆工法是通过较大的压力将浆液注（压）入岩土层中，注浆芯管上下的阻塞器可实现分段分层注浆，可由施工需要选择联系或跳段注浆。此工艺在需要在全程注浆的施工中，通过分段注浆，使得松散的地层和较密实的地层均得到很好的注浆加固效果，避免了以往的注浆工艺在松散地层和较密实地层同时存在时，松散地层注浆量大、较密实地层注不进浆的现象的发生。
袖阀管结构如图1所示，一般采用PVC塑料管作袖阀管，为了方便地进行灌浆，在袖阀管上一般每隔33cm-35cm钻一组4Φ6mm或4Φ8mm的射浆孔，每组孔的纵向长度6cm-10cm，每米袖阀管上一般钻2-3组射浆孔。在每组射浆孔外部都包裹有一层橡胶套，橡胶套长度比每组射浆孔长度略长，以包裹住射浆孔为原则。在把袖阀管放入钻孔时，橡胶套的作用是防止钻孔泥浆或套壳料进入管内；灌浆时橡皮套在压力作用下被浆液冲开，使浆液进入地层，并且可保证按要求分清层次，形成劈裂，而当停止灌浆时，橡胶套又弹回并裹紧袖阀管，防止管外流体进入管内，起到逆止阀门的作业。为防止橡胶套上下错位，须在橡胶套两侧用固定环固定。袖阀管不应有较大的弯曲，内壁必须光滑。
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阀管上的每组射浆孔，即为一个灌浆段，灌浆头由双塞系统止浆塞和灌浆芯组成（如图二），每一次灌浆头在袖阀管中上下移动灌浆时，只包含一个灌浆段，亦即灌浆头移动距离与每组射浆孔间距相同。
5.工艺流程
工艺流程：施工准备→测量定位→钻孔→下套壳料→安设袖阀管→配置浆液→注浆作业→注浆完成→进入下一个循环。
6.操作要点
6.1 施工准备
熟悉、审查施工图纸和有关的设计资料，对管线原始资料进行调查分析，编制施工方案。
6.2 测量放线
根据已布设好的控制点坐标，计算引孔的坐标位置，使用全站仪放出孔位，用水准仪测量地面高程，确定引孔深度。
6.3 下管
首先根据引孔深度连接袖阀管，袖阀管上口露出地面20cm，将连接好的袖阀管下口用尖底封好；然后，将袖阀管下入孔中，要确保袖阀管下到孔底。
6.4 洗孔
用高压水对孔内进行清洗，减少孔内沉渣和泥浆比重；
6.5 封口
在孔口周围的地面到地面一下1m的距离范围内采用速凝水泥砂浆封堵，以防止注浆过程中冒浆现象的发生。
6.6 注浆
采取分段式注浆，每段注浆长度成为注浆步距。开口钢管长度为注浆步距长度。注浆步距一般选取0.6～1m，这样可以有效地减少地层不均一性对注浆效果的影响。对于砂层，注浆步距宜采用低值；对卵石或破碎岩层，注浆步距宜采用高值。注浆过程中，每段注浆完成后，向上或向下移动一个步距的芯管长度。宜采用提升设备移动，或人工采用2个管钳对称夹住芯管，两侧同时均匀用力，将芯管移动。每完成3～4m注浆长度，要拆掉一节注浆芯管。注浆结束后，在注浆管上口盖上闷盖，以便于复注施工。
7.注浆材料
注浆浆液可采用单液浆或双液浆。单液浆注浆材料采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5：1～1：1；双液浆注浆材料采用32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为1：1～2：1，外加水玻璃2%；
8.社会分析
8.1社会效益
采用本技术，施工效率高，一台钻机每天可成孔120米，成孔后可根据不同地层和施工需要注浆，避免不必要的浪费，注浆效果明显；同时，地面操作施工方便，避免与洞内施工交叉作业，加快了施工进度，其社会效益十分明显。本工艺得到了各参建单位以及业内同行的一致好评，赢得了良好的社会信誉。
8.2经济效益
此技术经测算产生的经济效益约74.5万元。具体分析如下：
袖阀管注浆对比传统的花管高压注浆造价对比，造价减少60元/延米。本工程袖阀管注浆总延米数12420m，减少造价74.5万元。
袖阀管注浆加固和传统的花管高压注浆加固用工人数均为17人，节约工期30天，人工成本150元/人.天，节约人工费7.65万元，水泥节约180吨，材料节约5.4万元。
由以上单价分析来看，采用袖阀管注浆，影响工程成本的主要因素为注浆材料费、成孔费，二者的费用合计占到总注浆费用的81.96%，而上述两项费用在传统的花管注浆中也要发生；但袖阀管注浆能够多次重复进行补偿注浆，同时又能根据需要分段注浆，克服了传统注浆工艺的两大缺点，其价值的提高是十分显著的。
9.结束语
呼和浩特市地铁建设的工期紧、任务重，为了确保工程进度和施工质量，建设、设计、监理、施工、检测等单位共同探讨研究了复杂土层中车站端头加固施工技术，优化了原有施工工艺，并通过西喇嘛营站盾构端头加固的实施，我们熟练的掌握了袖阀管注浆加固的工作原理。通过此项技术的成功应用，产生了良好的社会效益和经济效益，同时可在类似工程中推广应用，达到了国内先进水平。
参考文献：
[1]《地下铁路工程施工验收及验收规范》GB-50299-1999
[2]《盾构法隧道施工技术及应用》ISBN9787112067763
论文作者:吴双江
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/5/29
标签：注浆论文; 地层论文; 盾构论文; 橡胶套论文; 浆液论文; 土层论文; 密实论文; 《基层建设》2018年第9期论文;