南宁地区富水圆砾层袖阀管注浆加固技术

魏晨亮，王玉卿，唐高洪

(中铁隧道股份有限公司，河南 郑州 450000)

南宁地区富水圆砾层袖阀管注浆加固技术

魏晨亮，王玉卿，唐高洪

(中铁隧道股份有限公司，河南 郑州 450000)

为了解决南宁地区富水圆砾地层袖阀管注浆加固过程中浆液扩散难以控制、加固效果难以保证的问题，通过室内试验和现场实践，从工艺参数、浆液配合比等方面进行优化改进，总结得出在制浆过程中，通过添加外掺料形成能提高浆液抗分散能力的复合浆液，并采取低压慢注相结合的注浆新工艺，从而提高富水圆砾层注浆加固的可靠性。

南宁轨道交通；富水圆砾层；袖阀管注浆；复合浆液；低压慢注

0 引言

南宁轨道交通1号线已全面开工，2号线部分车站也已开工建设，2条线土建施工过程中均存在特殊地层——富水圆砾层。目前，富水圆砾层始发接收端头、联络通道加固以及建构筑物保护基本采用袖阀管注浆加固。前期施工中发现，富水圆砾地层袖阀管注浆加固采用水泥单液浆存在浆液扩散大、流失严重、无法形成有效填充等问题。

袖阀管注浆工艺是被广泛采用的成熟工艺，国内学者和技术人员对其进行了一系列研究。文献[1-7]总结分析了不同领域袖阀管注浆工艺施工的关键技术和保证措施；文献[8-10]重点介绍了袖阀管注浆在砂卵石地层中的应用，并对该技术的优越性进行了分析和探讨；文献[11]总结了袖阀管双浆液注浆施工技术，并基于实例和定额注浆材料消耗量组成分析进行费用测算。在诸多针对圆砾地层袖阀管注浆施工研究中，大多采用现场操作要求高、造价高的化学浆液，而能否在保护环境、控制造价、便于现场操作的前提下优化注浆材料和注浆工艺亟待解决。

本文针对南宁地区富水圆砾地层袖阀管注浆加固过程中出现的难题，在控制成本的前提下，从控制浆液注入压力、降低浆液扩散速度等方面，利用试验研究对比、现场实践等手段，提出了低压慢注、复合浆液的新思路；形成了富水条件下圆砾地层袖阀管注浆以复合浆液为主，普通水泥单液浆与普通水泥-水玻璃双液浆为辅的注浆加固新模式，并成功地运用于现场施工，取得了较好的效果。

1 工程概况

轨道交通1号线火车站站长265 m，标准段宽44.7 m，平均开挖深度为21.53 m，为地下3层4线换乘车站。既有建筑银河大酒店位于车站结构东侧，其基础与车站基坑连续墙外边缘的最小距离为1.71 m，车站围护结构施工前对其进行袖阀管注浆加固。

1.1 工程地质与水文地质

就拿诊后服务来说，门诊患者服务中心的热线电话涵盖诊后咨询、解难答疑等就医相关服务，如有特殊需求的患者，还可提供医护人员专业上门服务。同时，利用门诊微信公众号，定时向患者推送门诊信息，包括患者健康宣教、门诊动态、社区医疗等，每月开展一次健康知识小讲堂活动，对群众关注的热点、常见病等进行宣教，提高群众预防保健意识，促进健康。

加固区域地层主要以圆砾层为主，呈灰、灰白、黄色，稍密至中密，饱和，以砾石为主，有少部分卵石；粒径为2～20 mm的颗粒平均含量为57.7%，粒径大于20 mm的颗粒平均含量为31.1%，最大粒径在50～70 mm，粒间充填中、粗砂为主，属不连续级配；渗透系数为85 m/d，属于富含水、强渗透性地层。

地下水属于孔隙松散岩类水，具承压性，与邕江江水联系密切。

1.2 注浆加固目的

主要选取7个方面的指标：取材环保性、材料加工环保性、施工简易性、施工期水土流失程度、施工期水生生物受干扰度、后期维护便利性、造价经济性。

从表1可知，国内创客教育研究排名前9位的关键词是：创客教育(159)、创客(39)、创客空间(31)、创客运动(12)、创新创业教育(9)、STEM教育(9)、美国(8)、创新能力(7)、创新(7)。说明目前我国创客教育研究热点主要集中在：①研究创客教育与创客、创客运动和创客空间之间的关系，即创客教育的发展历程；②研究创客教育的实施，包含创新创业教育、STEM教育等内容，培养学生创新能力和创新思维；③研究国外的创客教育发展现状，尤其是美国。

通过对建筑物与基坑围护结构之间的区域进行注浆固结，切断该处的水力联系，改良地层，减小基坑围护结构成槽及开挖施工对建筑物的影响，从而保证建筑物的安全和稳定。

2 试验过程

2.1 注浆孔设计

2.2.2 注浆参数控制

图1 基坑周边注浆孔布设平面图(单位：mm)Fig.1 Plan layout of grouting holes surrounding foundation pit (mm)

2.2 注浆加固过程中遇到的问题及处理对策

注浆过程中出现了浆液流失较大、注浆压力基本无变化、注浆浆液无法形成有效填充等问题。针对上述问题及时分析原因，通过不断改进施工工艺和施工参数，使上述问题得到切实解决。

2.2.1 注浆浆液参数

常用注浆工艺采用的试注浆浆材为普通水泥单液浆，注浆过程中发现浆液流失非常大，浆液的大量流失导致地层加固达不到预期效果。通过专题分析，调整注浆浆液配合比，较好地完成了注浆加固工作。

2.2.1.1 第1阶段：普通水泥单液浆

第1阶段注浆试注10个孔，注浆过程中以压力控制为主，注浆量控制为辅。试验过程中发现延米平均注入量极大，超出设计量3倍以上，但注浆压力基本为0，浆液随水稀释流失，无法达到预期的注浆加固效果。

4)注浆顺序控制[12]。①先施作靠近建筑物的一排注浆孔，再施作靠近围护结构的一排注浆孔，最后施作中间排孔；②同一排注浆孔采用跳孔作业方式施工。

2.2.1.2 第2阶段：普通水泥-水玻璃双液浆

第2阶段注浆试注10个孔，调整注浆加固控制方式为注浆压力与注浆量双向控制。注浆过程中通过不断调整2种浆液的比例，从而调整注浆凝结时间与结石强度。不同配合比的浆液特性见表1。

表1 双液浆室内配合比试验表Table 1 Indoor tests on mixing ratio of two-component grout

双液浆注浆试验表明：注浆压力可以达到设计注浆压力，注浆量可控，但浆液同样存在被水稀释的问题；浆液被水稀释后，强度大大降低，虽与地层有一定胶结，但基本无强度，取芯效果不理想，很难起到加固的目的。

2.2.1.3 第3阶段：复合浆液

人事档案是事业单位各项人事信息的真实客观记录，是事业单位人才储备与发展的基础。优化人事档案管理水平和质量，对于人力资源配置的优化配置意义重大。当前事业单位人事档案管理中存在着比较突出的问题，具体包括如下方面：

财政部要求各地继续支持深入推进贫困县涉农资金整合工作，开展贫困县涉农资金整合试点的省区市，安排贫困县的资金增幅不得低于该项资金平均增幅。分配给贫困县的资金一律采取“切块下达”，资金项目审批权限完全下放到县，不得指定具体项目或提出与脱贫攻坚无关的任务要求。各地要提前谋划，切实管好用好财政专项扶贫资金，确保资金精准高效使用。

表2 复合型注浆材料室内配合比试验表Table 2 Indoor tests on mixing ratio of composite grout

根据现场注浆及后续取芯检查情况，浆液抗分散性较好，能够和地层较好地胶结，且强度较高，能够起到加固的目的。

2.2.1.4 分析总结

通过上述3个阶段的试验，对富水圆砾层注浆加固浆液种类及参数形成了较为系统的认识。后续注浆加固施工中，形成了以复合浆液为主，普通水泥单液浆与普通水泥-水玻璃双液浆为辅的注浆材料选择模式。经过不断优化，初步总结出富水动水圆砾层注浆加固的3种浆液配合比，如表3所示。

表3 浆液配合比参数表Table 3 Parameters of mixing ratio of different grouts

基坑周边注浆孔布设如图1所示。

根据现场统计，注浆加固356.5 m3的圆砾层土体的注浆量为134.2 m3，由Q=Vnα(1+β)反算圆砾层地层的浆液填充率。

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党的十九大报告指出，现阶段我国社会的主要矛盾已经转化为“人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”，具体到养老领域，则较大程度地体现为老年群众日益增长的美好老年生活需要与养老机构不平衡不充分发展之间的矛盾，这一矛盾在广西也同样突出地存在着。随着广西人民收入水平的提高，老年群众的养老能力也不断提高，如表1所示，广西城镇居民的可支配收入水平在不断提高。

1)注浆压力控制。根据现场注浆试验，确定在圆砾层的注浆压力为0.5～0.8 MPa。

2)注浆量及注浆速度控制。注浆过程采取低压慢注，在圆砾层中每延米注浆量控制在0.4～0.6 m3，注浆速度控制在10～50 L/min。

3)扩散半径。注浆孔间距为1 m，注浆孔排距为0.8～1 m，浆液扩散半径为0.75 m。

在单液浆里添加了减水剂、絮凝剂等外加剂，注浆压力有所上升，但非常缓慢，浆液流失仍然比较大，与地层很难形成致密的胶结体。通过取芯检验显示，芯样不成形，未见明显的浆液固结体。

3 圆砾层注浆试验效果评价

采用复合浆液注浆结束后，通过采取检查孔观察法、分析法以及后续施工过程情况验证，对注浆效果进行评价。

为验证方法的可靠性，对采集的1号样品和2号样品的Cr降尘总量进行了加标回收实验，对每个样品加入5μg的Cr，按照样品加工和样品制备的方法制备好样品，并按照测试方法测试其降尘总量，计算其回收率，得到结果见表6。

3.1 检查孔观察法

注浆完成后，在注浆区域各钻5个直径为108 mm的检查孔。成孔过程中未出现坍孔、涌水、涌砂现象，利用检查孔进行注水试验，测定加固后圆砾地层的渗透系数降至8.1 m/d，效果评定满足加固土体、降低渗透性的要求。

3.2 分析法

2017年，在某石化公司的制氢装置缓冲罐接管、催化装置油浆换热器配管、催化装置增压机入口管线的施工中，按照上述的方法对法兰偏口进行矫形处理，得到理想的效果，避免焊口重新组对、焊接的工序，保证了施工的质量。

通过把结构化与非结构化的信息数据统一格式、统一基准并空间化，导入到分布式文件系统HDFS中，导入完成后分布式文件系统自动触发档案内容提取流程，将办公文档、pdf、图片、视频等非结构化数据中的内容提取出来，按照特定的约束方式存到HBase构建的内容库中，同时将结构化数据发布到GIS服务集群中，供数据管理层提取和访问[3]。

第3阶段注浆试注30个孔，参照双液浆注浆经验，调整膨润土掺入比例，使注浆压力达到设计注浆压力或注浆量。掺入膨润土作为浆液的稳定剂，在水灰质量比一定的情况下，随着膨润土掺量的增加，浆液的黏度增大，析水率降低，保水性能提高，触变性能变好，使浆液具有较好的稳定性。不同配合比下的浆液特性见表2。

查询有关资料得圆砾层孔隙率n约为33%，浆液损失率β取20%，反算圆砾地层注浆加固的填充率α为95%。借鉴文献[13]中利用浆液填充率反算法评定注浆效果的标准(当地层富含水时，浆液填充率应达到80%以上)，对比说明圆砾层注浆效果达到了填充加固的目的。

3.3 施工过程验证

目前，火车站基坑围护结构施工已完成，围护结构地下连续墙施工过程中未出现塌槽现象，实际浇筑混凝土方量超出设计方量5%左右，属正常范畴。施工过程中，注浆加固区域监测数据稳定，建筑物累计沉降8～10 mm。

4 结论与讨论

1)富水圆砾层采用袖阀管注浆加固的方式可以达到降低地层渗透系数和加固地层的目的。

2)针对地层中含水量、流水流速及孔隙率的不同，选择不同的注浆材料，根据南宁地区圆砾层渗透系数较大等特点，建议选用复合浆液。

3)富水圆砾地层袖阀管注浆加固本着降低渗透系数和加固土层的目的，效果检验方法建议采用检查孔观察法。

(6)与将全部约束方程纳入误差模型的建模方式相比，未将全部约束方程纳入误差模型的建模方式，结构误差辨识精度低，考虑测量误差时辨识出的结构误差与给定值差值最大值达到1.13 mm，大于0.1 mm，如图5b所示。

党的十九大报告明确指出，我们要建设的现代化是人与自然和谐共生的现代化，既要创造更多物质财富和精神财富以满足人民日益增长的美好生活需要，也要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要。交通运输是导致气候变化、环境污染的重要原因之一，测试工况与实际工况下的排放差异，表明传统的计算方法不再适用，需要有效地建立城市交通排放治理机制和实现达峰的愿景，需根据实际工况建立科学、客观的移动源MRV排放测量标准，来量化每一次交通出行行为的环境影响，从而更合理的制定城市道理交通规划与相应政策，推进城市环境的优化。

[1]魏祥.浅谈长沙营盘路湘江隧道地表加固施工技术[J].山西建筑，2010(12):341-343.(WEI Xiang.Discussion on the construction technique of the surface strengthening of Xiangjiang tunnel at Yingpan road of Changsha city [J].Shanxi Architecture,2010(12):341-343.(in Chinese))

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世界最大尺寸矩形顶管掘进机在国内完成首推

由上海城建隧道股份公司设计研发的超大矩形顶管掘进机在郑州纬四路下穿中州大道隧道接收井准确进洞，圆满完成我国自主知识产权超大顶管装备在中原大地的“处女航”。郑州纬四路下穿中州大道，隧道位于郑州市郑东新区和中心城区分界线中州大道下方，采用矩形顶管机施工，施工过程中存在着大断面、长距离顶管顶进等技术难题，并且在顶进过程中还将穿越各类复杂的地下管线，工程难度较大、风险较高。

值得一提的是，此次担任隧道掘进任务的矩形顶管掘进机“中州一号”尺寸为世界之最，已申请多项国家专利和发明专利，或将推动我国城市地下空间开发技术再上新台阶。

方脑袋大智慧——自主研发超大地下工程设备启航

“中州一号”外径达7.5 m×10.4 m，上海城建隧道股份在“中州一号”的设计中借鉴了许多大型盾构的设计理念，使得它能够应对开挖面积和配套设备能力的几何级数增长。

有别于盾构掘进技术，顶管技术是指顶管机头切削土体，后方由千斤顶顶进管节，顶进一定距离后，千斤顶回缩，在工作井内装入新的管节，再顶进，如此重复，直到机头到达接收井。相比圆形隧道，矩形隧道具有空间利用率高的优势，特别适用于下穿隧道和出入口通道等工程。上海城建隧道股份作为国内首个采用矩形顶管施工的企业，曾采用自行研制的土压平衡矩形顶管打通我国首条矩形隧道——上海地铁二号线陆家嘴站5号出入口工程，在矩形隧道施工领域具有极为超前的技术与丰富的经验。

作业周期更可控、施工面积大瘦身——未来成为中国隧道工程新装备

正当安文浩准备洗耳恭听，看看是什么事能让董事长伯虎都欲言又止的时候，没成想，他听到伯虎说了这样一句话——

中州大道工程是国内第一次采用大断面顶管进行长距离顶进，对施工过程中地面沉降控制、顶管姿态控制和顶管顶力控制提出了新的挑战，得到了郑州市政府的高度重视和支持。

为了提升掘进效率、降低施工风险，此台顶管采用了1个主心大刀盘外加4个偏心刀盘的创新组合方式，形成全断面切削，使刀盘切削泥土的效率大幅提升，并减小了对地面的扰动。同时，还采用了自动压注减阻泥浆等一系列举措，确保顶管的顺利顶进，优质、安全、快速地完成了建设工期节点。

矩形断面能节约35%以上的地下空间，还可以大大减小隧道的埋深，提高浅层地下空间的利用率。此外，矩形顶管技术不需要进行大面积的开挖作业，大大减少了施工占地面积。所以，虽然郑州中州大道的底下正进行世界上最大、最长的矩形隧道工程，但地面上的交通仍然畅通无阻。

隧道建成后将疏解金水路、黄河路和农业路东西方向的交通压力，解决目前郑东新区与中心城区之间连接通道较少的瓶颈问题，分流郑州各路段道路交通量，完善区域交通网络结构，改善区域整体交通环境，有效推动郑州市社会、经济综合发展。

让城市生活更美好——中国地下工程建设能力上新台阶

矩形顶管技术可广泛应用于城市地下立交、地下快速路主线及其匝道、过街人行通道和地下共同管沟、小区地下车库等地下空间利用项目，甚至可以期待通过一些辅助措施，实现地铁车站本体的非开挖建设。

从技术发展趋势看，矩形盾构由于具有较强的曲线施工能力、更好的浅覆土适应能力，矩形顶管技术也可以作为矩形盾构的有益补充，上海城建隧道股份正在上海市国资委和经信委的强力支持下推进系统化技术研究。

据悉，“中州一号”设计时就考虑过改装为矩形盾构，只要隧道衬砌设计理论成熟，在短时间内即可改装完毕。届时，地下工程大断面非开挖技术将登上一个新的台阶，城市建设“大开挖”的现象将会减少，城市生活将变得更美好。

(摘自 隧道及地下工程分会 http://www.cces-tuwb.com/shownews.asp?id=788 2014-04-16)

CaseStudyonConsolidationofWater-richCobbleGroundinNanningbymeansofSoletancheGrouting

WEI Chenliang,WANG Yuqing,TANG Gaohong

(ChinaRailwayTunnelStockCo.,Ltd.,Zhengzhou450000,Henan,China)

During the consolidation of the water-rich cobble ground in Nanning by means of Soletanche grouting,it is difficult to control the spreading of the grout and it is difficult to guarantee the consolidation effect.In order to solve these problems,the grouting parameters and the mixing ratio of the grout are optimized on basis of the indoor test results and the field test results,composite grout that has high anti-diffusion capacity is obtained by adding additives,and slow grouting is executed under low pressure.In the end,the reliability of the grouting for the water-rich cobble ground is improved.

Nanning rail transit project; water-rich cobble ground; Soletanche grouting; composite grout; grouting slowly under low pressure

2013-11-18;

2014-04-09

魏晨亮(1981—)，男，吉林长春人，2004年毕业于华东交通大学，土木工程专业，本科，工程师，从事地下工程技术管理工作。

10.3973/j.issn.1672-741X.2014.05.017

U 45

B

1672-741X(2014)05-0499-04