浅埋暗挖隧道袖阀管注浆加固技术
中铁十八局集团有限公司北京地铁指挥部 黄向阳
摘 要：地铁工程施工过程中，不可避免的会对周围建（构）物等造成直接影响，特别是当隧道在穿越一些重大管线时，施工风险较大，对施工要求较高。北京地铁十号线一期知春里车站东北风道为暗挖风道，采用袖阀管注浆加固技术成功穿越了多条市政管线，确保了管线及隧道自身的安全。 关键词：袖阀管注浆；超前加固；工程技术
1、工程简介
1.1工点概况
科南路站东北风道位于知春路主车道下方，采用暗挖法施工。结构上方有三条东西走向的市政管道（φ1400上水管距结构0.8米；φ1550雨水管距结构1.2米；φ800上水管距结构1.3米），在7-7断面进入6-6断面挑高近2米，覆土厚度只有
Ф1400上水管 5米左右，为了保证施工过程中管线及结构的安全，采用袖阀管注浆加固工程技术进行预加固土体的措施。见下图一 图一 工程概况图 1.2工程地质状况 勘察揭露地层土质自上而下依次为：人工填土层、砂质粉土、粉质粘土、粉Ф1400上水管 细砂与中粗砂层、圆砾层、中粗砂层、卵石层。 Ф426燃气管 3000 Ф1550雨水管 866 车站场区第四纪地层中赋存上层滞水、潜水和承压水。在该施工区内上层滞Ф800上水管 水丰富，对施工有一定的影响。 东北风井 2、袖阀管式注浆方法特点 2.1在施工场地受到时，可针对性的对故障段实施打定向斜孔注浆，加固土体。 2.2袖阀管结构主要由Ф68mmPVC外管、6分镀锌注浆内管、橡皮套、密封圈等组成。见图二管结构示意图
外管橡胶皮套 33cm 外管橡胶皮套 PVC外管 52mm 外管出浆孔 图二 袖阀管结构示意图
2.3、袖阀管是一种只能向管外出浆，不能向管内返浆的单向闭合装置。灌浆时，压力将小孔外的橡皮套冲开，浆液进入地层，如管外压力大于管内时，小孔外的橡皮套自动闭合。
2.4、每个灌浆长度固定为30cm-50cm，还可以根据地层情况调整灌浆长度，实现定量定尺可控灌浆。
2.5、根据需要灌注任何一个灌浆段，还可重复灌浆。
2.6、可使用较高的灌浆压力，灌浆时冒浆和串浆的可能性较小。 2.7、钻孔和灌浆分开，提高了钻孔、设备的利用率。
2.8、由于在被加固的地层中，进行了多点、定量、均衡的注浆，注浆体在地层中均匀分布，均匀连接，因此，大大提高了被加固地层段的整体稳定性。 2.9、可在一个孔内灌注几种浆材。
3、超细水泥—水玻璃压力注浆加固法
超细水泥—水玻璃压力注浆加固地层，是将具有一定压力的水泥—水玻璃浆液，通过土层（沙层）颗粒间的孔隙强行注入土层中，起到挤密和充填作用，迫使土层（沙层）孔隙内的部分或大部分水和空气排去，从而加快土层（沙层）的固结稳定，阻止或控制路基不均匀沉陷。
注浆液由水泥浆加适量水玻璃配制而成。浆液注入地层后，水玻璃可与土层中碳酸钙起化学反应，生成硅胶；水泥与土颗粒及土层中其它填物胶结。同时，水玻璃可促使水泥早凝避免沉淀、析水、保证浆液和易性、可注性。注浆液通过土层中孔隙，起劈裂和渗流充填作用，所经之处均与土层牢固胶结，形成坚强持力层，提高了地层承载力，消除了土层的湿陷性，使土体遇水不会再产生不均匀沉陷，保持土体长久稳定。
4、袖阀管注浆施工参数和工艺流程
4.1注浆参数的确定
根据现场反复试验结果确定注浆参数，如下表一。
表一 注浆施工技术参数表
项目名称 注浆孔直径 袖阀管外径 注浆方法 常规方法 内 容 Φ91mm Φ52mm 注浆深度 6-16米 200Kg 20Kg 20 Kg 0.5-1.2MPa 1：1 30－40 1 30cm 备注 每延米 每延米 每延米 水泥用量（超细水泥） 粘土粉 水玻璃 泵压 注浆参数 水灰比 注浆量（L/min） 注浆次数 提管间隔高度 4.2机械设备安排
机械设备安排如表二
表二 机械设备安排表
设备名称 钻孔机 注浆泵 泥浆泵 型号 XY-100 PW-150 PW-120 工作范围（ｍ） 钻深100ｍ 压力≥8MPa 压力≥0.5MPa 数量 1台 2台 1台 功率（kW/台） 5.5 4 搅浆机 400L 1台 3.5 4.3施工工艺流程
工艺流程见下图三。
第一次注水 测放孔位 图三 袖阀管注浆工艺流程 五、方案实施 5.1施工准备 第二次注浆 钻机就位 第三次注浆 钻孔 1、详细分析研究设计要求、地质条件，考虑所须的设备、器材人员配备和可第四次注浆 下入袖阀管 能会遇到的问题及处理方法。 第五次注浆 注入套壳料 制备套壳浆料 制备 注浆液 2、参加施工图纸审查，明确图纸及技术要求。 第六次注浆 注浆 3、施工时分导洞分别实施钻孔注浆作业，首先挂网喷射300cm厚混凝土封闭掌子面，作为注浆止浆墙，同时应保证台阶长度满足注浆操作作业要求。 第N次注浆，冲洗注浆管 封孔口 4、现场施工测量放线，放注浆孔位、进行内部核对，并对甲方复核、签证，避免错漏。测量后的每一个注浆孔位应用竹签作好标记，发现有隐蔽障碍物，提前处理。
5、对机械设备进行全面检修保养。做好各种注浆材料的备料工作。配备健全各种工作人员，明确岗位及责任。进行各种安全检查。平整场地道路，安装水源、电源、搭临时设施，规划施工场地使用布置。 5.2钻孔注浆施工
1、钻机根据自身定位装置，确定钻孔角度定好孔位后，开始钻孔，采用硬质合金钻头钻进，钻至终孔。
2、注浆加固范围：拱部为开挖轮廓线外0.8m，长管打设长度及角度现场根据实际情况适当调整。注浆孔采用平行钻孔定位布设，长管沿初支内轮廓200mm内打设，孔距0.8m，行距0.6m，注浆分段长0.6m。见下图四。
Ф1550雨水管
Ф1400上水管
图四 袖阀管注浆示意图及施工照片 注浆管孔距0.8m，分Ф1400上水管
Ф68管，L=10m，外插角度13° Ф68管，L=12m，外插角度12°
3、向孔内下入注浆袖管。 段长0.6m
4、用水泥袋纸、水泥等将管口封牢。
5、用PW-150泥浆泵，向孔内注入套壳料，注满为止。套壳料配方：水泥：粘土：水=1：1.5：2。
6、 套壳料凝固后（10－13小时），即可开始注浆。 7、注浆。用PW-150注浆泵，根据注浆参数表要求，从孔底自下而上进行注浆。注浆次序，每次都必须跳开一个孔进行注浆。 8、以此类推，进入工作循环注浆施工。
400厚止浆墙
六、实施效果
从工作面开挖效果看，通过注浆孔形成的混凝土柱体，基本相互咬合，形成棚体承载拱部的土压，取得很好的管棚效应。避免了塌方，保证了施工安全。实施效果见下图五。同时该注浆工艺在止水方面效果显着。该方案的成功实施，为我单位在以后采用浅埋暗挖法通过有地下水地层和下穿重大管线时，提供了可借鉴的宝贵经验。
图五 袖阀管注浆效果照片
七、 结束语
本注浆工艺在我集团公司承建的北京地铁十号线03标段科南路站东北风道施工中得到应用，也为后期北京地铁新线施工提供了宝贵的经验。同时也为我集团公司在类似工程施工时提供了非常实用的经验参考，具有十分重要的意义。 作者简介：作者黄向阳，2004年6月毕业于中南大学土木工程专业，2004年8月参加工作，先后经历过陕西子靖高速08标工程、北京地铁十号线一期03标工程，
初级职称（助理工程师），现任北京地铁8号线二期05标项目经理部工程部。