浅谈隧道浅埋段袖阀管注浆施工技术

周金涛

摘要：针对传统的袖阀管注浆法跑浆串浆的情况，在地基中会出现明显的挤土效应等问题，文章对袖阀管注浆法进行了分析。文章结合了隧道浅埋段施工的具体技术和过程，对该技术实施带来的相关影响进行了探讨。

关键词：隧道工程；浅埋段袖阀管；注浆施工技术；跑浆串浆；挤土效应 文献标识码：A

中图分类号：U231 文章编号：1009-2374（2016）17-0110-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.053

袖阀管注浆法是由法国Soletanche基础建筑公司在20世纪50年代所发明的，该方法是一种十分先进的注浆施工工艺，在发明后被广泛应用在世界范围内的土木工程施工中。这种方法有较强的实用性，在砂性土、淤泥以及粉土等施工的底层加固中有着良好的应用效果。在用袖阀管注浆法对道路软基进行处理，如碎石桩、换填法等地基的处理在工期、造价、技术和机械上均存在明显优势，并且该方法对环境造成的不良影响较小。对此，袖阀管注浆法在道路施工的处理中应用较为普遍。但是袖阀管注浆法中同样存在一些问题，如在施工中浆液的扩散不能准确地预料造成了控制上出现了较多困难，施工中必须注浆压力对地基产生超孔隙水压，进而出现明显的挤土效应，可以破坏地基或是邻近建筑物的安全。

1 施工技术要点分析

在高速铁路的施工过程，采取较大面积的开挖和地基复合处理在经济效益上不够合理，对此最终选择袖阀管注浆法，实现对该段的软弱土层实行加固处理，依据该工程，笔者采取了改进方式的袖阀管注浆法，实行地基加固方案设计，并检验了该方法的效果。为了防止出现注浆挤土对邻近建筑物产生推移作用，注浆顺序将沿着一定方向推进，并采取隔行跳孔、分层次注浆的方式进行施工，严禁完成全部钻孔后再实行集中注浆。

2 工程基本概况和施工重点

2.1 工程地质以及水文地质

马鞍梁隧道IDK743+440～+620段为Ⅵ级围岩，下穿浅埋冲沟，最浅埋深11m（实测），上部沟谷富水，地表水及地下水发育，隧道洞身通过地层主要为第四系全新统（Q4）冲洪积黏质黄土、砾砂、细圆砾土、粗圆砾土，地下水渗透性极强。

此处地表水特点为：马鞍梁隧道进口附近的五龙沟内为常年流水，枯水期流量约4675m3/d。地下水特点为：马鞍梁隧道五龙沟浅埋段地下水类型主要为第四系松散层孔隙潜水，主要接受大气降水补给，含水层为细、粗圆砾土，富水性较好。

五龙沟沟谷地带第四系细、粗圆砾土含水层渗透系数K值达到10.0～13.74m/d，渗透性较强，补给较充足；设计预测IDK743+440～+620浅埋段正常涌水量约16167m3/d，最大涌水量约24251m3/d，涌水量较大。

2.2 注浆加固的目的

借助对建筑物和基坑围护的结构之间的区域实行注浆固结，将该处的水利联系进行切断，改良地层，缩小基坑的维护结构成槽和开挖施工对建筑物造成的影响，保证建筑物的安全与稳定。

3 马鞍梁隧道进口浅埋段的注浆施工设计

3.1 施工前准备计划

3.1.1 平整地形。IDK743+430～+522段的浅埋下穿冲沟，地形趋势平缓，地表高1051～1060；IDK743+522～+566段在坡面的前方，地表高程为1061～1069。为了实现注浆作业更加便利，需要根据地形条件实现对冲沟内的清方，IDK743+430～+522段92m场地经过平整后最终的地面标高为1053.03m，IDK743+522～+566段的44m场地经过平整后标高达到了1061m。

3.1.2 地表水过渡。施工冲沟的地表实施混凝土铺砌，冲沟段内的地表注浆施工期间要对地表水进行引排，在线路上游50m位置建筑水坝集水，采用直径为150cmPVC管将地表流水引入或排至线路的下游，截止到洞内施工衬砌通过该段。

3.1.3 注浆材料。充分考虑到地层属于含水层，为了对浆液的扩散区域实行有效控制，需要保证注浆材料在地层中的凝胶化性能或是浆液凝胶的时效性，材料选择快硬硫铝酸盐水泥单液浆，选择普通水泥的水玻璃双液浆作为辅助性注浆材料，双液浆的浆液凝胶时间需要控制在10～40sec内，进而达到可控域注浆的目的。

注浆水泥为P·O42.5普通的硅酸盐水泥，细度需要经过80μm的孔筛筛余量小于5%；快硬硫铝酸盐水泥。

注浆使用的水泥必须要符合一定的质量标准，不能使用受潮结块的水泥。存放时间不宜过久，出厂日期超过三个月的水泥不能使用。

注浆所用的水要符合拌制水泥混凝土的用水标准，拌浆水温度低于40℃。

本次工程施工中所用的水泥主要为：快硬硫铝酸盐水泥、P·O42.5普通的硅酸盐水泥，45～50Be水玻璃（M=1.7～3.1）。

3.2 分区段地表注浆

为了对注浆加固范围的控制并保证注浆效果，需要采取分段注浆，纵向长度小于20m，为控域注浆提供便利。

袖阀管注浆，所用浆塞为Φ65×5PVC袖阀管和双向皮碗式，借助Φ25镀锌钢管作为芯管分段实行注浆，注浆材料主要为硫酸铝酸盐水泥作为单液浆，辅助材料为普通硅酸盐水泥和水玻璃液双液浆，纵向分段周边两排孔分别采用普通水泥-水玻璃双浆液为主，其他的孔则采用硫铝酸盐单液浆。

3.2.1 注浆的范围和顺序。注浆的范围如图2和图3所示：

注浆孔横向隧道开挖的轮廓线外为5m，也就是宽度为24.8m；注浆深度是隧道拱顶开挖轮廓线上的5m，隧底开挖轮廓线下部2m，也就是19.68m；钻孔利用等边三角形布置，间距为1.5m×1.5m。浆液的有效扩散半径为1m。采用直径为65×5PVC袖阀管以及双向皮碗式止浆塞，利用直径为25的镀锌钢管作为芯管实行分段注浆。

此次注浆施工中，将注浆孔划分为周边和中间两种，周边是注双液孔浆，中间孔为注单液浆孔，注浆顺序在原则上为由外到内约束的发散性方式。需要对地层的加固进行考虑，先对周边孔进行注浆，随后延伸至内圈孔，最终形成约束，实现地层注浆的逐步挤压密实，对三个周边实行注浆，在中间部位的水流方向上形成约束，保留一个边成为水排流的出口，注浆过程中要逐渐将水排出，提升整体注浆效果，对浆液的扩散区域实行有效控制，保证注浆后可以形成较为完整的注浆加固体。

3.2.2 注浆参数和钻孔。施工中，硫铝酸盐单浆液与水灰的比值为W∶C=0.8∶1；水泥-水玻璃双液浆与水灰的比值为W∶C=0.8∶1；水泥-水玻璃体积比C∶S=1∶1，水玻璃波美度：33～38Be。注浆参数详情见表1：

在钻孔过程中要对注浆孔的孔位实行测量放线；采用工程地质钻机根据标识的孔位实行钻孔。在钻孔过程中要采用套管进行定位，泥浆循环护壁成孔，在成孔后需要及时采取清理。在钻孔过程中要做好钻孔的记录，对钻孔的地质进行详细描述，这样对下一步的注浆作业施工比较有利。按照设计要求完成钻孔，在安装好袖阀管注浆管后，拔出套管。

3.2.3 安装袖阀注浆管。在不注浆的部位下A型袖阀注浆管，在注浆的部位下B型袖阀管注浆，底部要加上闷盖。B管是有孔管，且覆盖了一层橡胶套。在下管前必须要在最下端B管上增加下闷盖，利用丝口和下一根B管进行连接，直至连接到注浆段长度。随后，开始和A管进行连接，A管连接至钻孔深度，并且要求露出地面10cm。

由于钻孔具有较深的特点，在下管中可以将连接好的袖阀注浆管分为三段，实行依次下孔，上端在即将完成时，再在空口连接下一段的袖阀注浆管，指导袖阀注浆管的下管作业被完成。

在袖阀注浆管沿着套管内壁下至钻孔底部后，在顶部位置加上闷盖，随后将套管拔出实施封孔作业。在孔底到地面距离为3m时采用粗砂或是砾石实现密实性填充，在地表下3m的位置到孔口部位采用速凝水泥砂浆实行填充封孔，避免出现注浆中返浆的情况。

3.2.4 施工操作。注浆作业中的设备主要为注浆泵，注浆方式为后退式分段注浆，利用止浆系统，在注浆带内通过孔底实行注浆，每次注浆的长度为0.5～1m。在第一段注浆段注完后，将注浆芯管以及止浆系统采用管箝上提升到第二段的注浆段，实行第二次注浆段的注浆，从此往下，指导完成注浆带。在注浆过程中要做好注浆记录，并测定注浆液的凝胶时间，保证收到良好的注浆施工效果。注浆最终的孔胶圈如图4

所示：

4 结语

本文对隧道浅埋段的袖阀管注浆施工技术结合笔者所经历的具体工程项目开展相应的探讨。本公司在马鞍梁隧道浅埋段中主要采用了袖阀管地表注浆施工，在大量的实验及测量数据中，实现了反复总结和论证，最终成功地将浅埋隧道软弱围岩地表注浆实现了具体实践，经过验证得出，袖阀管注浆可以实现对围岩的有效加固，且实现注浆堵水，以上经验都为今后的大断面浅埋软弱围岩隧道的施工提供了大量的理论与实践依据。

参考文献

[1] 魏晨亮，王玉卿，唐高洪.南宁地区富水圆砾层袖阀管注浆加固技术[J].隧道建设，2014，（5）.

[2] 周志军，何剑，彭帝，吕大伟.袖阀管注浆法加固地基技术的改进与应用[J].地球科学与环境学报，2014，（3）.

（责任编辑：小 燕）