陇海线路巉口镇K1642+680~+800段袖阀管注浆 加固性能研究

夏种康

摘要：本文以陇海线路巉口镇K1642+680～+800段袖阀管注浆加固工程为依托，基于现场治理方案设计分析，通过现场轻型动力触探试验研究，结合现场行车加速度响应实测分析，对袖阀管注浆加固性能进行评价，得到了以下结论：①袖阀管加固区域其浆液与土体凝结，增加了土体的密实度，导致加固区域的土体对振动波吸收较少，其加速度响应情况明显要大于未加固区域各测点的加速度响应情况，间接表明袖阀管注浆方式对铁路路堤的加固起到了良好地作用。②袖阀管注浆加固土体的密实度和承载力随着土体深度的增加而增加，且随着深度增加，土体的承载力变化较大，特别是深度范围在180cm-210cm范围内土体承载力显著增大。

Abstract： Based on the grouting reinforcement project of section K1642+680～+800 sleeve valve tube in Chankou town of Longhai line， this paper evaluates the grouting reinforcement performance of sleeve valve tube through the light dynamic contact test on site and the field measurement analysis of driving acceleration response. The following conclusions are obtained：  ①Sleeve valve pipe reinforcement area the slurry condensation with the soil， increase the soil compactness， lead to the vibration wave absorption of soil in the reinforcement area is less， the acceleration response is obvious than unreinforced area acceleration response of each measuring point suggests sleeve valve tube grouting method for railway embankment reinforcement has played a good role. ②The density and bearing capacity of soil reinforced by sleeve valve tube grouting increase with the increase of soil depth， and with the increase of depth， the bearing capacity of soil varies greatly， especially in the depth range of 180cm-210cm.

關键词：铁路路基;袖阀管注浆;轻型动力触探;加速度响应;性能评价

Key words： railway subgrade;sleeve valve tube grouting;light power contact;acceleration response;performance evaluation

中图分类号：[U25]                                          文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）03-0155-04

0  引言

袖阀管注浆法在国内外已得到广泛的应用。该法为法国Soletanche灌浆公司首创的注浆功法，因此又称为索列坦休斯法[1]。由于袖阀管在注浆过程中浆液为单向流动，因此又称为单向阀管[2]。它可以在同一个钻孔内反复多次、分段进行注浆，因此袖阀管注浆是被世界上公认为是最可靠的注浆方法[3]。

为此国内外学者对袖阀管注浆加固进行了众多研究。朱登元等[4-5]分别对粉土路基和淤泥土路基的袖阀管注浆加固进行研究，对于粉土路基，从路基强度、刚度、毛细水变化几个方面分析袖阀管注浆效果。对于淤泥土路基，采用Abques有限元分析的方法结合实验，通过分析加固前后的安全系数，位移等参数，研究袖阀管加固淤泥土路基对其稳定性的提高;张柯[6]通过原袖阀管外侧套土工膜袋改进，并应用于软土路基，观测实际工程中的沉降、位移、裂缝等，结合有限元软件对此种加固方法进行了深入的研究;应金星[7]利用袖阀管加固深圳地铁四号线某遂道，主要为粉土，砾砂等土体，通过实际工程的应用对袖阀管注浆施工工艺进行研究，并在实际工程中取得成功;王强[8]以某地铁三期工程106标段南经路站至北门街站区间的地铁工程为例，阐述了地铁暗挖区间施工中袖阀管注浆技术的实际应用;黄相锋等[9]结合北京地铁14号线的工程实例，通过施作后对治理上层滞水、控制沉降量等方面的效果，为今后类似工程施工提供参考;周富宽[10]通过对袖阀管注浆工艺的探讨研究，详细地介绍了该注浆工艺及特点，并根据在北京地铁10号线二期工程中的相关工程实例，进一步阐明袖阀管注浆工艺的应用。于博[11]通过在青岛地铁13号线的应用，袖阀管注浆加固技术对地下富水软弱地基的加固十分有效;王涛[12]全面介绍了袖阀管注浆参数的选定、施工方法的安排及开挖检验、载荷试验等工程应用全过程;谢晓娟等[13]通过强夯处理后的某深厚人工填土地基，采用袖阀管注浆处理，取得了较好的效果，达到加固目的，对类似工程具有一定的参考意义。

通过国内外研究现状整理分析，袖阀管注浆技术在地基与路基加固过程中的整治措施应用较为广泛，都起到了一定的加固效果，但是目前对于袖阀管加固既有线铁路路基的行车加速度响应测试研究还处于空白阶段，本文以陇海线路巉口镇K1642+680～+800段袖阀管注浆加固工程为依托，基于现场治理方案设计分析，通过现场轻型动力触探试验研究，结合现场行车加速度响应实测分析，对袖阀管注浆加固性能进行评价。

1  工程概况

治理方案设计：

陇海线路段 K1642+680～+800注浆加固区段采用A类袖阀管进行加固。注浆孔布置在路肩上，上下行线呈单排布置，沿线路纵向间距2.0m，共布置25个注浆孔，下行线呈两排布置，横向间距0.5～1.0m，注浆孔末端间距1.5m～2.0m，两侧共布置90个注浆孔。其中注浆孔直径不小于90mm，采用无水干钻法钻孔。注浆孔布设参数详见横断面设计图，倾斜袖阀管与竖直方向成27°夹角，钻孔深度为9.5m。如图1所示。

2  轻型动力触探试验

本次以陇海线路巉口镇K1642+680～+800段上行線坡脚位置进行了测试，通过采用轻型动力触探现场试验测试，测试数据如表1所示。

通过上述试验数据表处理分析，得到锤击深度与锤击数折线统计结果，如图2所示。

本次试验数据来源于陇海线K1642+770处，该试验是在对该处路基注浆加固完成后进行的，因此，土体的强度有所增强。由图2分析可知，总体而言，土体的密实度和承载力随着土体深度的增加而增加，且随着深度增加，土体的承载力变化较大，其中深度在30cm-180cm范围内的土体性质较为相似，承载力也大致相同，而深度范围在180cm-210cm范围内土体承载力显著增大，其中，30cm-180cm范围内土体，当探头每下降30cm的平均锤击数为：

在180cm-210cm范围内的土层，当探头每下降30cm对应的锤击数为80次/30cm，可见该处深度的土层锤击数接近于30cm-180cm土层的2倍。

由锤击数与地基承载力之间的关系可知，180cm-210cm深度范围内的土层承载力有明显的提高，由此可见袖阀管注浆加固技术能有效地加固土体，极大程度地改良工程环境，增强土的承载力。

3  加速度响应测试

表2为加速度测试期间的列车实际到达测点的时刻表，在这段监测时间内共有包括客货两种类型的6辆列车通过，其通行方向包括上行和下行两个方向。

本次加速度响应试验一共布置了8个测点，其中与上行轨道延伸方向平行方向一共有4个测点，相邻两个测点之间的间距为3m，而与其垂直的方向一共有5个测点，相邻两个测点之间的间距如图3（b）所示，测点的整体布置为“丁”字形，其布置如图3所示。

提取出K1642+680及K1642+800里程处各对应测点的加速度峰值，数据绘制如图5所示。

通过图5可知，袖阀管加固区域处加速度响应情况明显要大于未加固区域各测点的加速度响应情况，分析其原因是浆液与土体凝结，增加了土体的密实度，从而导致加固区域的土体对振动波吸收较少的现象而造成的，也间接表明袖阀管注浆方式对铁路路堤的加固起到了良好地作用。

通过各个测点数据由上述试验分析和以前的数据对比同样可得，袖阀管注浆加固效果显著，加固前后土体加速度改善效果明显，是一种性价比较高的注浆加工工艺。

4  结论

本文以陇海线路巉口镇K1642+680～+800段袖阀管注浆加固工程为依托，基于现场治理方案设计分析，通过现场轻型动力触探试验研究，结合现场行车加速度响应实测分析，对袖阀管注浆加固性能进行评价，得到了以下结论：

①袖阀管加固区域其浆液与土体凝结，增加了土体的密实度，导致加固区域的土体对振动波吸收较少，其加速度响应情况明显要大于未加固区域各测点的加速度响应情况，间接表明袖阀管注浆方式对铁路路堤的加固起到了良好地作用。

②袖阀管注浆加固土体的密实度和承载力随着土体深度的增加而增加，且随着深度增加，土体的承载力变化较大，特别是深度范围在180cm-210cm范围内土体承载力显著增大。

参考文献：

[1]张民庆，黄平先，常记春.袖阀管注浆工法在国内工程施工中的应用[J].探矿工程，1999（5）：19-22.

[2]宁湘.袖阀管注浆施工工艺及质量控制[J].中国铁路，2011（07）：68-71.

[3]陈志超.袖阀管劈裂注浆加固黄土地基试验及工程应用研究[D].兰州理工大学，2018.

[4]朱登元，管延华，刘惠忠，等.袖阀管劈裂注浆加固粉土路基实验研究[J].岩土工程学报，2012，34（8）：1425-1431.

[5]DENG Yuanzhu，QING Taozhang.Silt Embankment Reinforced by Sleeve Vala Barrel fracturing Grouting[J].Applied Mechanics and Materials， 2012（10）：1209-1212.

[6]张柯.基于模袋袖阀管注浆技术在软土地基处理中的应用研究[D].东华理工大学，2016.

[7]应金星.袖筏管注浆加固设计施工工艺研究[J].吉林水利，2009（7）：21-25.

[8]王强.地铁暗挖区间施工中袖阀管注浆技术[D].中铁建南方建设投资有限公司，2018.

[9]黄相锋，张立波，张心灵.袖阀管深孔注浆在地铁隧道暗挖施工中的应用[D].山西建筑，2012，38（27）：178-179.

[10]周富宽.袖阀管注浆工艺在北京地铁工程中的研究与应用[D].山西建筑，2014，40（6）：65-66.

[11]于博.不良地质段地表袖阀管注浆加固技术的应用[J].公路学报，2017，10：67-69.

[12]王涛.袖阀管注浆加固地基方案设计及应用[D].西部探矿工程，2007.

[13]谢晓娟，康巨人.袖阀管注浆加固强夯填土地基[J].广州建筑，2013，41（6）：31-34.