机场地基处理工程研究

2018-12-11王伟

设备管理与维修 2018年21期

王伟

（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

0 引言

飞机场的工程质量对于飞机起飞的安全性具有较大的影响。从某种角度而言，飞机场施工中地基的处理水平，土洞溶洞等不良工程地质的合理施工，是提升机场地基质量的基础和前提。采用高压注砂浆与袖阀管注浆的方式，实现对机场地基的处理，对于机场地基处理质量的提升，具有重要意义。

1 工程概况

机场施工工程实例为海南博鳌民用机场二期扩建工程。该工程位于海南省琼海市中原镇，机场场地的总体地势呈北高南低趋势。地貌单元属于山前剥蚀堆积波状平原，分析其形成原因，主要是砂岩风化剥蚀形成，也可能经过河流长时间冲击形成[1]。该区域地表分布的物质，主要为砂岩残积土和冲积砂土。博鳌机场二期扩建工程主要施工内容是站坪地基处理、土石方工程和道面结构层3个大项。该项目的地基处理形式多样，其中软基清淤换填、桩网复合地基等属于传统地基处理方式，主要阐述并研究袖阀管注浆地基处理在临近机场混凝土道面时如何达到加固地基的效果，且对既有混凝土道面不产生影响。

2 土溶洞处理原则及袖阀管注浆原理

2.1 土溶洞处理原则

对机场地基土洞和溶洞进行处理时，应坚持一定的原则[2]。海南博鳌民用机场二期扩建工程机场地基处理期间，明确其场内的3种充填类型，包括全充填型、半充填型和未充填型。通过分析，该工程中的浅部土洞，均属于未被充填的土洞，因此在对此类土洞进行处理时，需要实施填土夯实处理。在飞机起飞和降落的飞行跑道、滑行道、停机坪土基施工中，应采用天然材料作为施工基础，对建筑物的深部土洞和溶洞，采用注浆施工处理。施工处理中，应根据构造物对地基的要求，采用合理的溶洞注浆处理范围。采用条型类的浅层基础建筑物，将地基范围埋深在20 m之内，对所有的土洞和溶洞进行注浆施工处理。此外，对采用静压桩基础的建筑物实施注浆处理，溶洞顶板岩层厚度约1 m。

2.2 袖阀管注浆原理

目前，袖阀管注浆法已经成为机场地基处理的重要施工方法之一[3]。该方法属于劈裂式注浆法。施工原理为，在较大的施工压力下，将浆液注入到要施工的岩土层中。在此基础上，注浆芯管上下的阻塞器，可采用分段分层的注浆方式，根据施工需要，选择连续性注浆。此种施工方法在施工期间，要结合实际的情况，从分段注浆的角度上，使松散和密实的地层都能够起到一定的加固效果。图1为袖阀管注浆原理，袖阀管注浆中，最上层是注浆内管，依次是袖阀管、橡皮帽、套壳料、橡皮圈、双塞管等。袖阀管注浆工艺中，利用袖阀管中的泄浆孔，能使注浆的压力达到一定的临界值时，在压力的作用下冲破橡皮圈。在此基础上，浆液会在持续压力作用下，击穿袖阀管外层的套壳料，浆液在注浆压力作用下向四周扩散，实现对周围地基的加固。通常情况下，若注浆的压力相对稳定，则可在掌握土体浆液浓度的前提下，停止注浆。

3 袖阀管注浆和注砂浆施工工艺特点

3.1 袖阀管注浆施工工艺特点

在海南博鳌民用机场二期扩建工程施工建设中，需要根据施工实际情况，总结袖阀管注浆施工工艺的特点。图2为袖阀管注浆工艺流程，搭设施工平台是第一工艺要点。在搭建施工平台时，主要根据海南博鳌民用机场二期扩建工程的地基处理设计要求，将袖阀管钻孔孔距之间呈1.8 m的梅花形布置，钻孔孔径为100 mm左右。同时，加固深度根据淤泥土层情况而定，一般其深度不应低于淤泥土层的1.5 m。

图1 袖阀管注浆原理

图2 袖阀管注浆工艺流程

海南博鳌民用机场二期扩建工程搭设施工建设平台时，根据其袖阀管注浆工艺的各项流程，完成相应的施工步骤。例如在测量放样施工工艺中，需要根据海南博鳌民用机场二期扩建工程施工设计图纸，将袖阀管施工区域的边线加以描绘，结合已经布置好的钻孔，用水准仪对地面的高度进行测量，实现对施工现场区域引孔深度的勘查。钻孔施工工艺要根据钻孔的垂直度需求，保证钻孔的垂直水平，借助套管护壁水冲法，保证钻孔的深度与注浆固结的高度基本相同。同时，要及时对完成的钻孔进行清洁和处理，避免钻孔内因残留颗粒渣土影响后期注浆。在袖阀管制作工艺中，准备好PVC（Polyvinyl chlorid,聚氯乙烯）塑料管，其直径长度为50 mm，在该长度的塑料管上按照30 mm的距离，开设直径5 mm的小孔，孔的开设范围长度在6 cm左右，小孔间的位置应呈现出错开的趋势。同时，在小孔约10 cm的外层，套上橡胶膨胀圈，并用胶水密封形成袖阀管[4]。在液浆制作及连续注浆工艺中，按照施工设计需求，提前按照比例配置好浆液，加入适量的添加剂，控制水泥浆液的配置比例和质量。同时，将制作好的袖阀管放入注浆器中，使其与注浆压力管相连接，启动注浆泵的同时，使清水在压力的作用下上升，冲开袖阀管对应的套壳，注浆主要以间歇性注浆方式为主，结合海南博鳌民用机场二期扩建工程的设计要求，不断上下移动注浆管，以保证所有孔段都能得到注浆。持续注浆期间，施工技术人员要对注浆情况进行记录，保证数值的准确性。

3.2 注砂浆施工工艺特点

在海南博鳌民用机场二期扩建工程施工中，采用的是高压注砂浆与袖阀管注浆结合的方法。因此，掌握袖阀管注浆施工工艺特点的同时，也要对注砂浆施工工艺特点加以分析。

（1）在注砂浆施工工艺中，输送泵注砂浆的流量和注浆压力相对较大。在此基础上，注浆时泵压能够达到10 MPa左右，注浆流量以250 L/min为主。

（2）因注浆压力相对较大，在注砂浆期间，地面可能在注砂浆的同时产生天河石能或是裂缝现象。原有地层结构容易遭到破坏，因此要加强对原有地层结构的保护。

（3）注砂浆时，要通过劈裂、充填等方式进入土洞或是溶洞中。注砂浆工艺在海南博鳌民用机场二期扩建工程中的应用，具有比较突出的特点。首先，注浆的成本压力相对较低。在该工程中，注砂浆的功效相对较高，且加固的效果较好。其次，注砂浆中的套管能重复利用，可节省施工成本。最后，注砂浆注浆作业与钻孔作业可以分开施工，钻孔设备的利用率相对较高。

4 机场地基处理工程中注浆施工的控制要点

在海南博鳌民用机场二期扩建工程袖阀管注浆施工中，根据实际作业情况，明确该工程中注浆施工的控制要点。

（1）测量控制要点与勘查要点。海南博鳌民用机场二期扩建工程施工范围较大，测量控制点相对较少。因此在施工期间，应结合机场工程场地的施工设计要求和原有的地形地貌勘查资料，对土洞和溶洞的位置进行详细测量，实现对测量要点的控制。加强对注浆前洞体内部情况进行考察，按照设计的要求，合理布置钻孔。同时，详细记录钻孔过程中出现的各种异常情况，并做好相应的标记。

（2）控制成孔和注浆管的埋设。控制成孔时，要明确注砂浆钻孔的深度，并结合海南博鳌民用机场二期扩建工程中袖阀管注浆的情况，对每个钻孔进行编号，并实施相应深度的注浆。此外，在埋设注浆管时，应根据控制的成孔选择注浆管长度。

（3）控制浆液和注浆顺序。控制浆液，主要是保证选用注浆材料的质量，严格按照海南博鳌民用机场二期扩建工程施工配合比调制浆液。控制注浆顺序主要是针对海南博鳌民用机场二期扩建工程中，土洞和溶洞的形态，合理选择注浆顺序。