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1、袖閥管注漿專項施工方案一、前言自索列坦修工法發(fā)明問世以來,在國內(nèi)外工程中得到了很好的推廣應(yīng)用.中國引進索列坦修工法后,進行了研究和開發(fā),并稱此法為袖閥管注漿工法。該工法以分段注漿為主要工藝特點,可針對不同土層采用不同的注漿參數(shù)。廣州地鐵五號線穿過繁華鬧市區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，巖層上軟下硬，節(jié)理發(fā)育，地鐵周邊既有建筑物、構(gòu)筑物較多，對沉降反應(yīng)敏感。隧道采用礦山法施工，掘進時將不可避免的因應(yīng)力釋放，地下水流失，放炮震動等影響到相應(yīng)地面建筑物安全。通過對本區(qū)間隧道所經(jīng)區(qū)域的地面建（構(gòu)）筑物的實地調(diào)查，隧道開挖施工可能對其造成影響的地面建（構(gòu)）筑物有：假日酒店前人行天橋、區(qū)莊立交橋、環(huán)市東路386、32、88（A5），396、398、400號民宅(H5、H6)等。施工中采用袖閥管注漿加固既有建筑物，通過地面預(yù)注漿的方法在既有建筑物基礎(chǔ)和隧道之間形成一道豎向止水帷幕，切斷基礎(chǔ)地基與隧道上方失水區(qū)域兩者之間的水流聯(lián)系，同時擠密加固土體。使隧道施工可能造成的失水沉降，控制在帷幕的隧道一側(cè)，而不至于影響到既有建筑物基礎(chǔ)和地基。實現(xiàn)既有建筑物沉降不超標，居民不搬遷，施工不進入民房內(nèi)的效果。本工法是在廣州地鐵五號線Y（Z）DK10+673.227- Y（Z）DK11+600.000段施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來的。二、工法特點（一）灌漿過程具有可控性。具有上下兩個止?jié){塞形成止?jié){系統(tǒng)，能將漿液限定在注漿區(qū)域3、的任一段范圍內(nèi)進行注漿，達到分段注漿的目的。（二）止?jié){系統(tǒng)在光滑的袖閥管內(nèi)可以自由移動，可根據(jù)需要在注漿區(qū)域內(nèi)某一段反復(fù)注漿。（三）根據(jù)地層特點，可在一根注漿管內(nèi)采用不同的注漿材料，選用不同的注漿壓力進行注漿施工。（四）適用范圍較廣，即適于滲透性較好的土層，又適于滲透性較差的土體。（五）由于骨架效應(yīng)的存在，漿脈在土體中形成了復(fù)合結(jié)構(gòu)，更由于袖閥管在土體中的存在，使這種復(fù)合結(jié)構(gòu)猶如加筋土一般，效果更加明顯。（六）在場地狹窄（23m）凈空高度小（2.2m）的情況下仍可進行作業(yè)。三、適用范圍袖閥管注漿施工工藝是目前處理地基一種的比較先進的方法。它能進行定深、定量、分度、分段、間歇、重復(fù)注漿，集中了劈4、裂注漿法、壓（擠）密注漿法和滲入注漿法的優(yōu)點。適用于地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層破碎地帶，富水地層地段，場地狹窄情況下的地基加固。四、工藝原理注漿加固地層是把具有充填和凝膠性能的漿液材料，通過配套的注漿機具壓入所需加固的地層中，經(jīng)過凝膠硬化后充填和堵塞地層中的空隙，減小注漿區(qū)地層滲水系數(shù)及坑道開挖時的滲漏水量，并能固結(jié)軟弱和松散巖體使地層強度和自穩(wěn)能力得到提高。袖閥管結(jié)構(gòu)如圖1所示，一般采用PVC塑料管作袖閥管，為了方便地進行灌漿，在袖閥管上一般每隔33cm-35cm鉆一組46mm或48mm的射漿孔，每組孔的縱向長度6cm-10cm，每米袖閥管上一般鉆2-3組射漿孔。在每組射漿孔外部都包裹有一層橡膠套，5、橡膠套長度比每組射漿孔長度略長，以包裹住射漿孔為原則。在把袖閥管放入鉆孔時，橡膠套的作用是防止鉆孔泥漿或套殼料進入管內(nèi)；灌漿時橡皮套在壓力作用下被漿液沖開，使?jié){液進入地層，并且可保證按要求分清層次，形成劈裂，而當(dāng)停止灌漿時，橡膠套又彈回并裹緊袖閥管，防止管外流體進入管內(nèi)，起到逆止閥門的作業(yè)。為防止橡膠套上下錯位，須在橡膠套兩側(cè)用固定環(huán)固定。袖閥管不應(yīng)有較大的彎曲，內(nèi)壁必須光滑。閥管上的每組射漿孔，即為一個灌漿段，灌漿頭由雙塞系統(tǒng)止?jié){塞和灌漿芯組成（如圖二），每一次灌漿頭在袖閥管中上下移動灌漿時，只包含一個灌漿段，亦即灌漿頭移動距離與每組射漿孔間距相同。 圖一 袖閥管結(jié)構(gòu)示意圖圖二注漿芯管結(jié)構(gòu)圖6、五、施工工藝流程及操作要點（一）施工工藝流程圖圖三袖閥管注漿施工工藝流程圖（二）袖閥管注漿施工方法1、鉆孔(1) 成孔設(shè)備和鉆進方法的選擇：地面注漿選用XY-100型鉆機，針對較軟土層采用合金鉆具回轉(zhuǎn)鉆進方法成孔；針對硬土層和破碎巖層采用風(fēng)動潛孔錘沖擊鉆進，該鉆機重量輕，利于遷移，并有較高的鉆進效率。(2) 鉆機安裝：底座水平，機身穩(wěn)固可靠。調(diào)整鉆機高度，立軸對正孔位，將鉆具放入孔口管內(nèi)，使孔口管、立軸和鉆桿在一條直線上，用羅盤、水平尺和輔助線檢測立軸方向和傾斜角度。(3) 鉆孔護壁：采用優(yōu)質(zhì)稀泥漿護壁。當(dāng)砂層較厚、孔內(nèi)塌孔時，用108mm套管護孔，待孔內(nèi)注入套殼料并下入袖閥管后，才將108m7、m套管提出孔外。(4) 注意事項：鉆孔布置注意避開管線，并不得破壞既有的基礎(chǔ)。2、安裝袖閥管、澆注套殼料及固管止?jié){(1) 鉆孔至設(shè)計深度并采用清水洗孔后，立即將套殼料通過鉆桿泵送至孔底，自下而上灌注套殼料至孔口溢出符合濃度要求的原漿液為止。(2) 依次下入按注漿段配備的袖閥花管和芯管，下管時及時向管內(nèi)加入清水，克服孔內(nèi)浮力，順暢下入至孔底。灌入封閉泥漿（即套殼料）套殼料一般以膨潤土為主，水泥為輔組成，主要用于封閉袖閥管與鉆孔孔壁之間的環(huán)狀空間，防止灌漿時漿液到處流竄，在橡膠套和止?jié){塞的作用下，迫使在灌漿段范圍內(nèi)擠破套殼料（即開環(huán)）而進入地層。套殼料澆注的好壞是保證注漿是保證注漿成功與否的關(guān)鍵，8、它要求既能在一定的壓力下，壓開填料進行橫向注漿，又能在高壓注漿時，阻止?jié){液沿孔壁或管壁流出地表。套殼料要求其脆性較高，收縮性要小，力學(xué)強度適宜，即要防止串漿又要兼顧開環(huán)。套殼料采用粘土和水泥配制，配比范圍為水泥：粘土：水=1:1.5:1.88，漿液比重約為1.5，漏斗粘度24-26s；實際施工時應(yīng)通過多組室內(nèi)及現(xiàn)場試驗，選取最佳配比。根據(jù)工程中的要求，套殼料凝固時間和強度增長速率應(yīng)控制在2-5d內(nèi)可灌漿。 套殼用量（m3）=1.3R（鉆孔半徑2-袖閥管半徑2）H注漿段高度。套殼料澆注方法：成孔后，將鉆桿下到孔底，用泥漿泵將拌好的套殼料經(jīng)鉆桿注入孔內(nèi)注漿段。(3) 固管止?jié){：在袖閥管外花管與孔壁9、之間的環(huán)狀間隙處下入注漿管，在孔口上部2米孔段壓入止?jié){固管料，直至孔口返止?jié)鉂{為止。止?jié){固管料采用速凝水泥漿，水:水泥=1：1.5。可采用水玻璃或氯化鈣作速凝劑。圖四袖閥管法施工程序圖3、待凝要待孔口段止?jié){料凝固后才能灌漿。待凝時間控制在25天以內(nèi)。4、開環(huán)灌漿1 開環(huán)：灌漿的前期階段，使用稀漿（或清水）加壓開環(huán)。在加壓過程中，一旦出現(xiàn)壓力突降，進漿量劇增，表示已經(jīng)“開環(huán)”。開環(huán)后即按設(shè)計配比開始正式注漿。2 灌漿：采用雙栓塞芯管進行灌漿。根據(jù)各組注漿參數(shù)表要求，從孔底自下而上進行注漿，每排孔眼作為一個灌漿段，其段長為50cm。3 注漿液采用32.5普硅水泥，注漿時按先灌入稀漿后灌入濃漿的原則10、逐漸調(diào)整水灰比。開環(huán)壓力為0.35mpa左右，具體數(shù)值根據(jù)現(xiàn)場實驗調(diào)整。正常注漿壓力為0.4-0.8Mpa。注漿壓力控制在1.0MPa以內(nèi)，并由下而上逐漸減小，視具體情況分別采用或作適當(dāng)調(diào)整。4 注漿次序：每次都必須跳開一個孔進行注漿，以防止發(fā)生竄漿現(xiàn)象。5 間歇注漿：全孔段注漿完成后，間歇一段時間再進行第二次注漿，間歇時間控制在1030min之內(nèi)。5、終灌標準：1 當(dāng)注漿壓力1.0Mpa，吸漿量2.5L/min，穩(wěn)定時間25 min。2 發(fā)現(xiàn)被加固建筑物有上抬的趨勢時，立即停止注漿。3 發(fā)生竄漿或漿液漏失嚴重時，立即停止注漿。6、后備注漿措施每孔注完漿后，用20水管插入袖閥管內(nèi)，泵入清水把袖11、閥管內(nèi)殘留水泥漿沖洗干凈，以備復(fù)注。漿管口用膠布封上，以備在以后開挖過程中，地面出現(xiàn)沉降時，進行重復(fù)注漿。7、壓力注漿時的監(jiān)測措施在注漿過程中，要密切監(jiān)測地面及建筑物的沉降情況，如發(fā)現(xiàn)被加固建筑物有上抬的趨勢，立即停止注漿，嚴格控制注漿前后建筑物的上抬量不得超過2mm。8、灌注材料及配比用32.5R普通硅酸鹽水泥作灌注主料，確定各種灌注材料的合理配比，在施工中使用的材料配比（重量比）如下：1 袖閥管套殼料：水泥：粘土：水1：1.5：1.88（重量比，配方由現(xiàn)場試驗最后確定）；2 固管料為單液水泥漿，配比為水：水泥1：1.5；3 袖閥管注漿的漿液配比水泥：水1：10.6：1，先稀漿后稠漿。如注漿12、效果較差時根據(jù)實據(jù)情況采用雙液漿或超細水泥漿液。4 速凝劑：如發(fā)現(xiàn)地下有水流通道，孔內(nèi)漏漿嚴重時，可摻入適量的的水玻璃作為速凝劑。水泥漿與水玻璃體積比C:S=1:(0.51)，其中：水玻璃：濃度為45Be，模數(shù)n=2.42.8六、勞動力組織注漿施工人員一覽表工作類別配備人數(shù)備注施工隊長1專業(yè)技術(shù)人員2材料員2電工1焊工2鉆孔班4人/機，共16人注漿班6人/班，共18人施工平臺搭建6人雜工5人合計53人七、材料與設(shè)備注漿設(shè)備一覽表設(shè)備名稱型號規(guī)格主要性能數(shù)量備注鉆機XY-100鉆深1004臺用于地面注漿、注漿泵BW-150壓力4.5MPa2臺7.5KW注漿泵FBY-80/45壓力4.5MPa2臺13、15 KW泥漿泵BW-50壓力2MPa1臺4.5 KW攪漿機200L快速型5臺4.5 KW八、質(zhì)量控制制定技術(shù)管理制度和崗位制度，加強全面質(zhì)量管理，建立健全全面質(zhì)量檢查監(jiān)督機制和施工過程質(zhì)量保證體系，采用“信息管理、動態(tài)施工”的科學(xué)施工方法，確保工程保質(zhì)、保量，按時完成。按施工方案做好各項施工前的準備工作；做好技術(shù)交底工作。工程項目技術(shù)負責(zé)人對施工員、機組隊長進行技術(shù)交底，確保施工按方案要求進行；做好各種施工機械設(shè)備的保養(yǎng)、檢修工作，保證施工過程中機械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)；按方案提供的控制軸線和控制點，根據(jù)設(shè)計圖紙測放出注漿孔位，開工前專人復(fù)核檢查注漿孔位；袖閥管套殼料配方由現(xiàn)場試驗最后確定，應(yīng)嚴格14、控制，套殼料施工質(zhì)量的高低決定注漿施工的成敗。鉆孔機對準孔位，調(diào)整垂直度，保證垂直鉆孔機對準孔位，調(diào)整垂直度，保證垂直成孔；嚴格控制注漿壓力，開環(huán)壓力為0.35mpa左右，正常注漿壓力為0.4-0.8Mpa。注漿壓力控制在1.0MPa以內(nèi)，并由下而上逐漸減小，注漿壓力過小則效果不明顯，注漿壓力過大則造成漿液浪費。九、安全措施1、進場施工人員必須配戴安全帽。按規(guī)定配齊其他安全防護裝置。嚴格按照操作規(guī)程和安全規(guī)程進行施工，確保施工安全。2、每日收工時必須清理好現(xiàn)場，施工工具要擺放整齊，施工機械要及時清洗和檢修，盡力搞好文明施工。3、搞好消防安全。努力協(xié)調(diào)好場地周圍相關(guān)單位的關(guān)系等。4、做好工人的安15、全教育工作，安全員要經(jīng)常檢查執(zhí)行措施，做好事故預(yù)防性工作，保障施工工作順利進行。5、對注漿泵及鉆機應(yīng)專人負責(zé)使用及保養(yǎng)，防止危害他人。6、經(jīng)常檢查所有電源線路，杜絕漏電觸電事故發(fā)生。搞好夜間施工照明。十、環(huán)保措施1、樁基周圍挖、砌施工溝(槽)，護筒埋設(shè)嚴密、不漏漿，用鐵桶制作泥漿池循環(huán)利用，集中運出，防止施工過程中廢漿橫流。2、施工中的多余泥漿應(yīng)集中堆放管理，每天進行清理，嚴禁泥漿任意排放。3、車輛離開施工現(xiàn)場前，必須做好清洗工作，以防將泥土帶到公路上。十一、效益分析袖閥管注漿項目成本單價分析見下表：袖閥管注漿項目成本單價分析表（延米）項目名稱延米費用（元）所占比例（%）人工費3.163.9材16、料費注漿材料56.1869.58PVC袖閥管78.6機械費成 孔1012.38注 漿4.45.4合 計80.74100由以上單價分析來看，采用袖閥管注漿，影響工程成本的主要因素為注漿材料費、成孔費，二者的費用合計占到總注漿費用的81.96%，而上述兩項費用在傳統(tǒng)的花管注漿中也要發(fā)生；但袖閥管注漿能夠多次重復(fù)進行補償注漿，同時又能根據(jù)需要分段注漿，克服了傳統(tǒng)注漿工藝的兩大缺點，其價值的提高是十分顯著的。采用本技術(shù)，施工效率高，一臺鉆機每天可成孔120米，成孔后可根據(jù)不同地層和施工需要注漿，避免不必要的浪費，注漿效果明顯；同時，地面操作施工方便，避免與洞內(nèi)施工交叉作業(yè)，加快了施工進度，其綜合的經(jīng)濟17、效益和社會效益十分明顯。十二、工程實例(一)、加固區(qū)莊立交橋廣州地鐵五號線淘區(qū)區(qū)間土建工程在YDK11+310YDK11+400段穿過區(qū)莊立交橋，該段地質(zhì)條件較差，處于黃花崗地層和三元里地層分界處，節(jié)理發(fā)育，地層破碎。原計劃采用長大管棚施工，實際施工中采用袖閥管注漿加固地基。注漿從地面開始鉆孔，注漿段在隧道頂部支撐結(jié)構(gòu)面之上，進入中風(fēng)化層1米以上，寬度保證基礎(chǔ)兩側(cè)不少于2m。主要是通過劈裂加密注漿加固全風(fēng)化砂巖、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖或裂隙發(fā)育地層等，提高地層承載力。通過對6、7、8、9、10五個月（7月份及8月份上半月停工）沉降數(shù)據(jù)進行分析，表明加固后沉降數(shù)據(jù)已收斂，截止11月10日隧道已全部通過18、區(qū)莊立交。橋基沉降控制在設(shè)計允許范圍內(nèi)，得到了業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理單位的認可。（二）加固危房廣州市環(huán)市東路382388號樓房14層建于1964年，房屋結(jié)構(gòu)為五層磚混結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)采用6米長打入式鋼管樁， 100#素混凝土條型基礎(chǔ)，樁底標高為7.5m，磚墻承重，預(yù)制樓板。距右線隧道拱頂最小豎直距離約6m。樓房對應(yīng)于右線隧道里程為YDK10+957YDK10+996，樓房距右線隧道邊距在9.9m6.7m之間，樓房中部距右線隧道邊距8.1m。2006年7月12日至8月11日，施工YDK10+956.331YDK10+996.131段存車線大斷面，采用人工開挖，由于施工段地質(zhì)條件較差，拱頂上部為全風(fēng)化粉砂質(zhì)泥19、巖，遇水液化，極易坍塌。造成附近沉降觀測點沉降加速，沉降速率為0.8MM/天，結(jié)構(gòu)上開始出現(xiàn)微小的裂紋。經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、施工和監(jiān)理四方討論論證，自9月23日到10月12日，對上述地段進行袖閥管注漿，在20天的時間內(nèi)，共打入袖閥管126根，鉆孔深度共1134米，注入水泥量為98.5噸。注漿后從隧道內(nèi)失水分析，注漿完成以后洞內(nèi)失水明顯減少，注漿前隧道內(nèi)滲水處較多，滲水量較大，并且局部有水流，注漿完成以后局部水流消失，滲水的地方也減少很多，YDK10+964YDK11+000處日出水量由注漿前的30余方減少到10余方。從該房屋結(jié)構(gòu)分析，進入8月份開始結(jié)構(gòu)上開始出現(xiàn)微小的裂紋，至9月底該裂紋已擴大到2.20、5mm左右，即擴大速率為1.25mm/月，注漿完成以后至10月底該裂紋擴大為3.0mm左右，擴大速率為0.25mm/月。至11月底隧道已順得通過這兩棟民居，該裂紋并沒有明顯擴大現(xiàn)象。（三）順利通過5H、6H危房區(qū)間在YDK11+089YDK11+143通過的5H、6H危房（門牌號：環(huán)市東路396#、398#、400#、402#）房屋底距隧道拱頂間距離在21m左右，隧道平面投影侵入環(huán)市路400#東北角房0.9米，該民宅始建于1967年，1990年鑒定為危房并進行過修繕，根據(jù)有關(guān)調(diào)查資料顯示，兩棟房屋均為墻下鋼筋磚條形基礎(chǔ)，無地梁，基礎(chǔ)墊層為磚碎四合土，磚墻承重，預(yù)制曲拱筒形樓板，各層均無圈梁和構(gòu)21、造柱；抗震、抗變形能力非常差。為確保在施工中危房的安全穩(wěn)定，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、施工和監(jiān)理四方討論論證，決定在隧道和危房之間施作一道復(fù)合式截水帷幕，切斷隧道和危房之間的水力聯(lián)系，避免或減少隧道施工期間對危房產(chǎn)生失水沉降影響。區(qū)間在YDK11+089YDK11+143段及其附近地層自上而下依次為雜填土（素填土）、淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)砂層、粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化花崗巖、強風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化花崗巖，強中風(fēng)化花崗巖地層斷裂破碎。附近區(qū)域地下水按賦存方式分為第四系孔隙水和基巖裂隙水，水位位于地表以下12.5m，其中淤泥質(zhì)砂層和強中風(fēng)化花崗巖層（斷層破碎帶）為主要含水層，含水豐富且導(dǎo)水性極強。采用袖閥管注漿施工截水帷幕，截水帷幕施工結(jié)束后，在隨之進行的通過危房的施工中，危房內(nèi)側(cè)水位穩(wěn)定，危房沉降值較小，這充分證明了截水帷幕施工效果是有效的。