水平袖阀管深孔注浆在地铁的应用.doc

1、1水平袖阀管深孔注浆在地铁的应用摘要：北京地铁 14 号线永安区间隧道采用矿山法施工，在施工中需下穿地表一级风险源东城区永外街道人民武装部，为达到控制建筑物的沉降要求，采用水平袖阀管深孔注浆技术，在隧道内进行超前水平注浆加固。通过对袖阀管施工的总结，得出了水平袖阀管深孔注浆优于其它工法并具有广泛适用性的结论。 关键词：矿山法；袖阀管；深孔注浆；地铁隧道；下穿建筑物 中图分类号： 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）02- 1.工程概况及工程地质 区间隧道左线在里程 K20+687K20+757 处下穿东城区永外街道人民武装部，其已列为一级风险源，地上 4 层，条形基础，基础

2、埋深约2.58m，基底距地铁结构顶部间距约 9m。设计要求穿越风险源后建筑物的最终沉降不超过 15mm。 区间隧道范围土层由上至下为杂填土、粉土、粉细砂、粉质粘土、粉细砂和卵石层，拱顶为粉质粘土、粉土、粉细砂层，地下水位位于隧道仰拱以下。 2.袖阀管深孔注浆 人武部对左线隧道的影响长度为 70m，袖阀管注浆采用后退式深孔注浆，每循环施做长度为 12 米，开挖 10 米，留 2 米作为下一循环施工的止浆岩盘，共 7 个循环。 22.1.施作止浆墙 先在掌子面打设长 2m 梅花布置的 321.5m1.5m 砂浆锚管，挂双层 6.5150mm150mm 网片，喷射 200mm 厚 C25 混凝土。

3、2.2 钻孔 2.2.1 钻孔设备 钻孔施工采用 ZDY-1500 型钻机，该钻机是动力头式全液压钻机，该钻机具有转速范围宽、扭矩大、给进行程长等特点，即适用于复合片钻进、硬质合金钻进及冲击回转钻进。该钻机为分体式，由主体、液压油缸、操作台三部分组成。具有轻便、容易操作等特点。钻头采用常规地质合金钻头成孔，成孔直径 110mm。 2.2.2 钻孔设计 孔位在掌子面上布置间距为 200mmX200mm，梅花形布置。第一排孔沿开挖轮廓线下 335mm 布置，与水平方向的仰角为 35，后面 15 排的仰角依次减小至 0，详见图 1、图 2。 2.3 插入袖阀管 2.3.1 袖阀管制作 在直径 50m

4、m 的 PVC 塑料管上按间隔 35mm 的距离开 8-10 个直径 5mm的小孔，开孔范围长约 5-8cm，各小孔的位置相互错开；在开小孔约10cm 长的外面套上一层约 3mm 的橡胶膨胀圈（即袖阀） ，两端用防水胶布密封。 2.3.2 袖阀管插入 成孔后拔出内钻杆，将袖阀管插入孔内，袖阀管末端用锥形堵头封3好，防止管内被流砂堵塞。插入袖阀管时应保持袖阀管位于钻孔的中心，以便灌注套壳料时将袖阀管包裹均匀。下袖阀管时将同长度的 6 分塑料管一同下入孔内，作为注套壳料的管路。袖阀管下到位后将孔口用保护帽套好。 2.4 套壳料拌合及灌注 根据现场试验，套壳料配比定为 普通硅酸盐水：泥膨润土：水=2

5、：1：4。套壳料钻一孔注一孔，防止发生塌孔和埋管。将配好的套壳料用 PW-120 泥浆泵压入 6 分塑料管，套壳料会从孔底向外返浆，达到置换孔内泥浆、填满套壳料的目的。待 6 分镀锌钢管开始溢浆，说明孔内套壳料已经注满，即可关闭排气管的阀门。为保证套壳料的密实，当灌注压力达到 0.2MPa，持压 510s 再停止灌浆。 2.5 深孔注浆 2.5.1 注浆设备 注浆设备采用 KBY-50/70 型双液注浆泵，该注浆泵压力、流量是靠调节液压油流量来实现，可以在泵的运转过程中任意调节。该泵体积小、重量轻、操作简单。 2.5.2 注浆材料及浆液配比 注浆材料选择关系到注浆的成败和工程造价。本工程中注浆

6、管前端位于粉细砂层，后端位于粉质粘土层，所以根据地质情况，第一排注浆管前 4m 和第二排前 6m 注水泥-水玻璃双液浆；其余部位注单液水泥浆。浆液水灰比 0.6-1.0，双液浆配合比 W：C=1：1，水玻璃浓度 30Be?模数n=2.6。 42.5.3 注浆施工参数 注浆施工参数要根据地层实际情况进行试验确认，并在现场施工中不断完善调整，注浆过程中，结合注浆压力变化情况，现场动态调整优化注浆参数。根据以往工程经验，结合粉砂、粘土、粉质粘土地层特性，预设定注浆参数见下表： 2.5.4 注浆施工流程 待套壳料达到一定强度后进行注浆。注浆顺序从外围向内部，从上向下，从无水到有水的顺序进行，为防止串浆

7、，采用跳孔注浆的方式进行。 注浆施工工艺流程见图 5。 2.6 注浆效果检查 注浆结束后，结合本工程注浆目的及特点，采用了分析法、取芯观察法、注水试验法及重力触探法等手段对注浆效果进行了检验及评价，结论：通过注浆记录数据对注浆过程进行分析及注浆量反算等方法，从理论上验证了注浆效果；在粉质粘土层中，浆液在地层中挤压填充和水平裂隙填充，裂隙厚度 10mm-20mm，并具有一定强度；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1.01710cm/s，而注浆前地层试验孔内注水时水位无法稳定，具有显著区别。 综上所述，通过袖阀管注浆，土体密实度和承载力有了较大提高。 3.监测数据分析

8、从时程曲线图可以看出建筑物沉降主要发生在隧道下穿人武部的开5挖过程中，初支完成后，沉降基本趋于稳定，最终沉降量在 5mm 左右，满足设计不大于 15mm 的要求。 4.结束语 后退式袖阀管深孔注浆在地铁中的成功应用，对于隧道安全穿越重要建筑物的工程具有较高的推广价值，为充分发挥袖阀管注浆的作用，应结合工程特点，对袖阀管注浆参数及影响注浆效果的因素进行分析探讨，以期在今后的工程应用中能不断得以改进。 参考文献 1张民庆，彭峰.地下工程注浆技术M.地质出版社，2008. 2宋新杰，高强.铁路隧道大型溶腔注浆加固施工技术J.铁道建筑，2007（4）：57-59. 3张民庆 ，黄乎先等，袖阀管注浆工法在国内外工程施工中的应用J.探矿工程。1999（5）：19-21。 4昊顺川，金爱兵，高永涛，袖阀管注荣技术改良土体研究及效果评价 J。岩石力学，2007，28（7）：1353-1358。 5扬书江，袖冈管法注浆加固地层施工J。铁道建筑技术。2004（2）： 22-27。 6孔少波，王兴猛，张玉川，水平袖阀管深孔注浆在广州地铁中的应用J。现代隧道技术，2003，40（4）：4651。 作者简介：孙明，男，助理工程师，从事城市地下工程建设工作.