地铁工程袖阀管注浆施工工艺工法

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  1、地铁工程袖阀管注浆施工工艺工法1 前言1.1 工艺工法概况袖阀管注浆工法是由法国 Soletanche 灌浆公司首创的一种注浆 工法，也称索列坦休斯工法。该工法可以针对需要加固的地层 , 采取 分层多次注浆，灌浆效果好，在国外被广泛采用。目前，国内对此工 法的应用较多 , 但针对性研究较少。笔者采用该工法成功地完成了几 个地基注浆加固的工程难题，认为该工法使用起来更便捷，应用效果好，应 在国内工程项目施工中大量推广应用。1.2 工艺原理 袖阀管注浆加固机理是通过采用地质钻机开孔成孔，插入袖阀 管，封闭袖阀管外与孔壁间隙或浇注套壳料， 灌浆按设计通过泵压将 水泥浆液注入岩土土体中充填或置换出原地层空隙中的

  2、空气和自由 水等，通过水泥浆与土体的化学反应和挤压作用， 形成具有较高强度 的水泥固结体和树枝状的水泥网脉体， 进而达到提高强度减少变形及 减少漏水的目的。2 工艺工法特点袖阀管注浆加固法是最典型的分层分段注浆法 , 与其他注浆法相 比具有以下特征 :2.1 本工法操作便捷，注浆效率高，适合使用的范围广，成本可控。2.2 通过两个阻塞器能将浆液限定在注浆区段的任一层范围内以 达到分层注浆效果； 通过阻塞器在袖阀管内上下移动， 可根据设计要 求及施工工况在注浆区内某一层内段反复注浆;2.3根据地层情况可在一根管内用不同材料选择不同的注浆参数 进行注浆作业；2.4可分多次有效反复压力注浆作业。3适用范围

  3、本工艺工法适用于地层加固50n以内的粘质性软土地层。4主要引用标准4.1地铁设计规范（GB501574.2建筑地基处理技术规范（JGJ79、4.3建筑地基基础设计规范（GB50007。5施工方法根据需要加固或者止水的地层特点及要求， 进行袖阀管注浆施工 点位的布设，一般采用梅花形布设。采用地质钻机开孔成孔，成孔直 径不小 91mm插入袖阀管并封堵钻孔与袖阀管间的上部间隙，然后采用分层灌注施工法将按照一定比例配置的浆液通过压力泵压入需 要加固的地层，通过两个阻塞器能将浆液限定在注浆区段的任一层范 围内以达到分层注浆效果。6工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程图 1 袖阀管注浆流程图6

  4、.1.1 施工顺序先依次施工外排注浆孔， 后施工内排注浆孔， 对单排孔采取间隔 分序（三序）分层灌注施工法，各排分序施工的相邻孔间隔时间以不 少于一天为宜。6.1.2 浆液类型及制备浆液类型采取水泥浆液（适量加入速凝早强剂或水玻璃） ，水泥 浆液水灰比1: 1 1.2:1。注浆用水泥必须为新鲜、不结块，变质或 不合格材料坚决杜绝使用。6.1.3 钻孔采用工程地质钻机成孔孔径为不小 91mm采用套管护壁水冲法 钻进成孔， 钻进深度应达到注浆固结段高度。 在钻孔过程中要做好记 录，以供注浆作业参考。6.1.4 插入袖阀管将袖阀管位于孔中心， 保证垂直度。 首先在连接好的注浆管底部 加

  5、下闷盖，将注浆管下入注浆钻孔中，要确保注浆管下到孔底，上部 要高出地面，然后在注浆管中加满水，利用重力作用，使注浆管不会 浮起，之后将套管缓慢地提出，最后在注浆管上部盖上闷盖，以防止 杂物进入注浆管，影响注浆作业质量。6.1.5 注套壳材料或封堵钻孔与袖阀管间的上部间隙。套壳材料采用 , 水泥黄泥粉浆液 , 水泥黄泥粉浆液配合比 1:3, 水 灰比1:1 。注套壳料时应由下往上，或用早凝固化材料泥封堵钻孔与 袖阀管间的上部间隙，防止注浆时浆液往孔口上冒。6.1.6 注浆采取分段式注浆， 每段注浆长度称为注浆步距。 注浆步距一般选 取0.5 m ，每段注浆完成后， 向上或向下移动一个步距的心管长

  6、度。 采用提 升设备移动，或人工采用 2个管钳对称夹住心管， 两侧同时均匀用力， 将心管移动。每完成34 m注浆长度，要拆掉一节注浆心管。注浆结 束后，在注浆管上盖上闷盖，以便于复注施工。6.1.7 袖阀管结合双料（水泥及水玻璃）注浆施工技术参数：1 钻孔布设：排距、行距根据实际情况确定，采用梅花形布设。2单孔深度h :根据设计的基本要求，但在1050n之间。3 分段注浆段长 0.5m 。4 浆液有效扩散半径 R: 2500mm。5注浆压力P: 1.52.5MPa其值应以基本不扰动岩土地层结构 为宜，施工时在确保不抬升和扰动破坏岩土结构的情况下， 尽可能采 用较大压力。6单孔注浆量q：其值按公式q

  7、= An R2hnMt算，约1.01.5m3;实施灌注时一般先注孔浆量较大，后注（二、三序）孔浆量则大为减少。（注：q为孔注浆量m3; R为注浆浆液有效扩散半径m; n为空隙率; h为孔深；M为充填系数；A为损耗系数；）7浆液浓度c：水灰比为1.01.2，般采取先稀后浓的原则灌 注。6.2操作要点钻孔控制：首先是要严格按设计的基本要求布线放点定孔位并编 号，并做到：孔位偏移不超过5cm孔深误差不超过10cm；钻孔铅直、 误差不超过1%；勘察注浆孔沿线路走向适宜布控，孔数不少于单排 孔数的10% ；分段注浆的应有重叠搭接，不得有漏注段；孔口管应严 格止浆埋设，防止冒浆。浆液制备控制：严格按设定的配比进

  8、行拌制，。注浆控制：按设计或试验确定的单孔注浆量q,注浆压力P, 扩散半径r等做综合控制。施工中特别要综合分析各工序钻孔注浆 参数的变化特点和征兆，采取适宜措施针对性处理好很多问题， 防止 注浆不充分（漏注或胶结体连接不好）；控制好浆液的扩散范围，防 止跑、冒浆和浆液流失发生。灌浆结束标准控制：按如下指标综合评定。注浆量达到设 计值，注浆压力没有变化；注浆压力突然增大，耗浆量明显减少的； 地面隆起速度加快。7劳动力组织劳动力组织（按1台钻机）：表1劳动力组织表技术管理机长钻工灌浆班长灌浆工电工机修杂工1人1人2人1人3人1人1人2人总人数约：12人，如设备控制在5台之内，技术管理、电工、机修

  9、人员无需 增加，具体人员数量根据场地条件状况和施工规模而定。8主要机具设备及材料8.1钻孔机械：采用100型或150型工程地质钻机，套管护壁（垂直 钻孔时采用），或者采用跟管钻机（采用108mr套管，水平钻孔时采用） 进行钻孔。8.2注浆机械：采用HFV5DKBY50/7C型等双液注浆泵，并配备高 压注浆管路系统和制浆设备。8.3袖阀注浆管及花管、心管：袖阀注浆管内径 56mm外径68mm 的硬质塑料管，它是由钙塑聚丙烯制造而成。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其抗折强度。注浆管分A、B两种，A种注浆管上未开设溢浆孔，B种注浆管上开有8mr的溢浆孔6 个。在B种注浆

  10、管有孔部位外面紧紧地套着抗爆破压力为 4.5 MPa勺橡 胶套，橡胶套覆盖着溢浆孔，这样，注浆时，浆液能够最终靠溢浆孔进 入地层，而地层中的水和颗粒难以进入注浆管中，进而达到注浆管的单向阀作用。注浆花管采用22mr的焊管加工，一般长0.5 1 m其四周均 匀地布设1218个8mr的泄浆孔。花管两端各加上34个止浆橡胶皮 碗，以形成阻浆塞，起到止浆作用。注浆心管采用22m焊接钢制管加工，丝扣连接，每节长2 m。主要 起输送浆液作用，与注浆花管采取丝扣连接。9质量控制9.1易出现的质量上的问题9.1.1 钻孔过程遇到砂层，易引起塌孔，导致袖阀管下不去9.1.2 套壳料比例配制有问题，导致强度过高而无

  11、法开环。9.1.3 套壳料注入不密实，导致注浆过程中浆液直接由钻孔冒出 地面。9.1.4 注入的浆液长时间不凝固。9.2 保证措施9.2.1 开孔前做好钻机定位，严控成孔垂直度，在遇到易液 化砂层的位置，采用套管跟进方式钻孔，确保不塌孔。对于含泥量较 高，不易液化砂层，则可采取提高护壁泥浆浓度来防止塌孔。9.2.2 按照设定的配合比配制好套壳料， 并在施工全套工艺流程中加注饱 满。待套壳料强度达到设定值后，及时开环注浆，否则时间过长就会 造成无法开环。9.2.3 加强地面监测， 如发现地面局部隆起迅速， 即刻停止注浆， 清洗管路， 待浆液初凝后再进行第二次注浆， 则可防止浆液向地面冒 串。9.2.

  12、4 严格按配合比施工，控制好水灰比，分层多次注浆，不能 一次注浆时间过长，否则易引起浆液长时间不凝固。10 安全措施10.1主要安全风险分析10.1.1 钻孔过程也许会出现打穿管线 注浆过程中造成房子倾斜、管线 钻孔操作过程中要防止机械齿轮伤手， 注浆过程中要防止 爆管现象。10.2 保证措施10.2.1 钻孔前，要对施工范围进行详细的管线勘察， 并要求机长 在地面35 m范围内采取锤击钻进方法， 该方法在遇到坚硬管道会 反弹，可有效防止对混凝土管、钢管、大型电缆的损害。10.2.2 注浆前要对现场周边建筑环境进行安全分析。 整个注浆过 程肯定会造成加

  13、固范围的地面隆起， 对于临近非重要建筑物、 管线可 采取临迁措施，对于重要建筑物，则可采取隔离桩保护措施，能有效 控制注浆造成的房子倾斜， 对于重要管线可以采取开挖结合监测 调整的方法处理。10.2.3 实施工程人员应持证上岗， 钻机操作手不可使用棉织手套， 防 止齿轮伤害。加强管路检查，确保压力表完好，如遇管路堵塞，拆卸 前要先泻压。 并坚持安全交度和班前安全讲话制度， 提高全员安 全意识。11 环保措施11.1 现场一定要按照文明施工的标准和具体实际的要求组织施工， 采取分 班组包干， 责任到人的办法， 使文明施工现场管理工作形成天天有人 抓，事事有人抓，一抓到底的文明机制。11.2 施工现场周围要保持环境卫生， 不准乱倒垃圾， 不准乱排污 水，现场使用流体材料，要随用随清。11.3 现场施工的人员一定下班坚持“五不走” ，即设备不擦洗干 净不走，余料不堆放整齐不走，工具不清点归位不走，原始记录不记录好不走，场面不打扫干净不走。各种11.4 施工现场要贯彻全过程文明施工， 随时清理现场垃圾，剩余材料要及时运走，实际做到工完场清；搞好场容场貌。

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