房屋注浆加固技术在地铁工程中的应用

袖阀管注浆加固施工技术（中铁**局**工程有限公司）摘要：房屋和地表沉降加固一直是地铁施工遇到最头痛的事情，也是地铁公司和各级领导最重视的一项注浆加固技术。注浆加固的好坏直接影响房屋和地表是否继续沉降，采用何种施工技术保证注浆加固质量和效果，使其土体孔隙填充密实。本文介绍了中铁**局五公司在中国中铁深圳地铁**线**标一工区管段内的注浆加固技术。关键词：袖阀管、注浆加固、施工技术1工艺概述1.1工程简介中国中铁深圳地铁**线**标一工区承担坂杨区间～长龙站的施工任务，起讫桩号为：CK25+141.95～CK30+568.4，总长度4.976km，工程造价约94700万元。工程范围包括4站3区间，即：**站、**站、**站、**站、**至**区间、**至**区间、**至**区间。1.2地形地貌本标段线路沿**公路下方由西向东走行，在DK26+580附近穿越**快速公路，在DK27+400处下穿**高速公路，在DK27+570处下穿**水库，然后穿越**采石场，转入**路，沿**路下穿向南行至**公圆，工程所在地区为台地和丘陵，台地平缓，略有起伏，丘陵地形起伏稍大；线路在进入吉化路后，线路两侧建筑物较多，场地内存在大量的电力、电信、雨水、上水、污水、燃气、路灯等地下管线管道。1.3地质情况沿线场地填土较多，成分多样，主要成分既有粘性土，也有砂、碎石、块石，土质不均，厚度变化大，属较不稳定土体，局部表层经过碾压，工程性质较差，易造成局部基坑坍塌及不均匀沉降，影响施工方法的选择。主要分布在竖井、杨美站、杨上区间、上下暗挖区间、上下盖挖区间、下水径站的局部地段。由于地下水丰富，在施工过程中该类土失水后会压密收缩，引起地表沉降，造成地面建筑物下沉开裂，甚至破坏。2、准备工作2.1技术准备（1）认真调查房屋结构形式、地质情况、需加固房屋与施工结构物的关系位置情况、因何种情况产生房屋沉降、目前沉降详细情况等等；（2）认真编写可操作性的注浆加固方案，注浆方案包括上述（1）外，还必须有详细的注浆施工图、注浆工艺、注浆参数、注浆量等；（3）参与注浆的所有技术人员、施工人员必须接受技术交底和安全交底。2.2现场准备（1）首先采用多种方式（管线产权单位调查、探测仪、挖设探沟）探明各种管线的具体位置，在地面上做好明显标记；（2）在地面上准确放样出钻孔的位置，根据方案和技术交底资料确定钻孔深度和倾角；（3）钻孔前准备钻孔护壁材料（膨润土、粘土等）、袖花管、水泥等材料；（4）在钻孔前检查钻机、注浆机、搅拌机的性能是否完好。3、注浆加固试验区域的选取深圳地铁**线**标一工区选取了**站**超市房屋加固和上下暗挖区间地表注浆，作为注浆加固试验区域。两个区域均采用阀管注浆技术对地层进行加固以形成截水帷幕，在正式施工之根据地层情况进行了2个区的注浆试验，并对试验区注浆试验段注浆效果进行检验。在注浆施工，根据注浆试验所确定的注浆工艺参数进行施工，注浆施工取得满意的效果。3.1注浆目的注浆的目的是对土层间和土体内部孔隙进行充填，使其达到密实稳固的状态，减小固结沉降量，在地表沉降时不致产生房屋处地表塌陷和危及房屋安全。3.2加固方案的选择阀管注浆技术与其他注浆工艺相比，其优点：（1）阀管注浆技术主要通过采用上下2个止浆塞，能把浆液限定在注浆区域的任一段范围内进行灌注，达到分段注浆的目的。可以保证不均匀地层的注浆效果，从而保证形成完整的截水帷幕。（2）止浆塞在光滑的阀管中可以自由移动，可根据施工需要在注浆孔内某一段反复注浆。（3）注浆管具有单向阀的作用，在注浆过程中，采取较大的注浆压力时，发生冒浆和串浆的可能性小。（4）钻孔、注浆可采取平行作业方式，提高工作效率。根据地层实际情况，经比较采用阀管注浆方案对地层进行加固以形成截水帷幕。4、阀管注浆技术施工工艺4.1注浆材料（1）水泥选用PO32.5号普通硅酸盐水泥；（2）钻孔泥浆护壁采用膨润土；（3）外径57mm的硬质塑料管；4.2主要施工机械和施工安排注浆加固安排1个专业注浆队伍，工人6～10人，地质钻机1台，注浆机1台，贮浆桶各1个，主要施工机械见下表。注浆加固主要施工机械序号设备名称设备型号数量（台）技术参数1地质钻机XUL－1001钻孔直径50～11000mmm，钻进深度度100m，钻钻孔倾角360度2高压双液注浆机ZYB70／800D1流量50L／miin，压力0～8Mpa。水灰比≥0.75.双缸3泥浆泵14水泥搅拌机14.3袖阀注浆管构造袖阀注浆管为每节长33.3cm，内径39mm，外径57mm的硬质塑料管，它是由钙塑聚丙稀材料制造而成。注浆管内壁光滑，接头有螺扣，端头有斜口，外壁有加强筋以提高抗折强度。注浆管上开有Ф8mm的溢浆孔6个。注浆管有孔部位外面紧紧地套着抗爆破压力为4.5MPa的橡胶套，橡胶套覆盖着溢浆孔，可以起到单向阀作用，防止注浆液回流到注浆管内。见下两图：（1）袖阀管（2）注浆时袖阀管通过压力胀开4.4注浆工艺（1）钻孔：XUL－100型地质钻钻机就位，钻Φ75mm的孔直至最深部位，钻进过程中对不同地层的变化进行记录。爱家超市房屋钻孔深度10米，上下暗挖区间地表钻孔深度为7米。在地面采用地质钻机垂直于地面钻孔，钻孔深度超过设计安装阀管深度0.2m。钻孔采用等腰三角形布孔方式，即每排孔间距为1m，单孔间距1m（视加固宽度而定），相邻排孔中间错开，钻孔垂直度误差小于1%。（2）插入袖阀管：为使套壳料的厚度均匀，设法使袖阀管位于钻孔的中心，在袖阀管四周填充水泥砂浆或粘性土，孔口采用砼或高强砂浆封死。袖阀管法施工程序(4)注浆：待套壳料具有一定强度后，在花管内放入带双止浆塞的灌浆管进行灌浆，灌浆从上向孔底分段灌注，根据钻孔时的地质资料采取不同的灌注方式和灌注压力。注浆采用ZYB70／80D型泥浆泵注浆，注浆开始时水灰比取较大值1，当注浆压力逐步上升达到设计值，并继续稳压后即完成该段注浆，注浆压力逐渐增大，渗透注浆的稳压时间要略长，使浆液充分渗透到地层中去。见下图：(5)灌浆法注浆：灌浆管与袖阀管连接，通过注浆压力从下至上向外扩散水泥浆液，使其达到土体密实的效果。（6）封孔回填：在灌浆结束后，采用高强砂浆或堵漏灵封闭，以防止水泥浆外溢。4.5注意事项(1)注浆施工过程中注意观察周围环境的变化，设置监测点进行监控量测，发现地面隆起可能危及建筑物和周边管线安全时，采取如下措施：a、及时调整注浆压力、注浆时间等注浆参数；b、采用间隔注浆；c、改变注浆材料、缩短浆液胶凝时间（可加入水玻璃、速凝剂）。(2)压浆过程要随时观察注浆量及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止注浆过程中产生堵管、窜浆和冒浆，如发生以上现象分别采取如下预防和处理措施：a、当地面无坚硬层作为止浆层时，为防止注浆时跑浆作止浆垫，止浆垫深1m，平面为1m2正方形样式。孔口冒浆时立即停止注浆，在注浆管周围挖深约40cm，回填粘土夯实，即可继续注浆；b、采取间接注浆的方法，预防冒浆；c、当发生窜浆时，可采取将冒浆管口堵住，也可采取间隙注浆；d、当发生堵管时，将注浆管上用稀浆将注浆管冲通。为避免发生堵管，每次注浆结束时，注浆管清洗干净。5、总结通过**站**超市房屋加固和上下暗挖区间地表注浆试验区域，从而得出了袖阀管注浆（灌浆法）相关参数：（1）钻孔深度根据地质情况，钻孔采用等腰三角形布孔方式，即每排孔间距为1m，单孔间距1m（视加固宽度而定），相邻排孔中间错开，钻孔垂直度误差小于1%。（2）钻孔直径70~100mm；袖阀管直径57mm。（3）单液浆配合比为水泥浆水灰比1：1，浆液粘度应为80～90s。（4）浆液注入率为不小于20%，注浆压力控制在。（5）效果检查取不少于灌浆总孔数的5％打设探测孔，做静力荷载触探试验和标准惯入试验，检查注浆层土体的厚度、密实度以及地层应力荷载等方面的物理力学性能。若达到规定允许的力学性能，说明满足设计要求，否则需补孔继续注浆，直到满足设计要求。通过试验检测，单孔浆液扩散半径1.5～4.5m范围的土体。(6)浆液注入流量：为防止浆液流失和孔位窜浆，提高注浆孔位的约