浅谈塌陷区地表注浆施工工艺

赵福龙

【摘  要】文章主要介绍了轨道工程地表注浆的三种方法，袖阀管注浆、WSS无收缩注浆和高压旋喷桩注浆。在局部塌陷区并含有大量的粉质性黄黏土地质中，进行地表注浆加固处理。

【关键词】地表注浆加固;袖阀管注浆;WSS无收缩注浆;高压旋喷桩注浆

引言

现如今，社会经济的发展逐步加快，人们的生活质量越来越高，平均一家能有一辆车，因此交通拥挤在所难免，同时对环境造成的污染也逐步显露出来。为了减轻交通压力，同时对环境加以保护，轨道交通工程的发展壮大迫在眉睫。然而，轨道交通工程也存在很多不稳定因素，其中工程地质和水文地质便首当其冲的进入我们的视野。我们采取的措施就是实地勘探工程地质和水文地质，根据勘探报告，决定采用何种注浆工艺。在这里，我来浅谈一下袖阀管注浆、WSS注浆和高压旋喷桩注浆的理解。

1. 工程概况

本段轨道工程，位于市区一条街道旁，埋深20m。在轨道施工前，由于雨水过大，导致局部塌陷，坍塌体主要采用砼、加气砖、河砂、袋装水泥、格栅钢架、钢管、沙袋等进行回填。根据地勘单位补勘资料显示，坍塌体中心处，回填砼最下部距离地面约11m，呈抛物线形状，最上部呈现不规则长方形，约14m*17m。

2. 施工工艺及过程分析

2.1 袖阀管注浆施工工艺

（1）孔位布置。根据现场塌陷回填情况，孔位布设采用梅花型，间距设定为60cm。施工场地整平完毕，注浆范围明确，直接采用人工拉线，外加5m卷尺测量定位即可。确定孔位后，打入木桩做好标记，同时对钻机进行编号，便于现场管理和记录。

（2）引孔及注套壳料。钻机移动至孔位处，对准孔位，固定好钻机，并且保持钻杆的垂直度，控制导向架的垂直度要小于5‰，钻孔深度定为21m，如果遇到微风化岩层，深入其0.5m，便可结束钻孔，即终孔。及时将用于泥浆循环的管接入到注浆机上，套壳料受到外部压力，通过钻杆被挤压到钻孔最低处，套壳料的进去，排斥了孔内泥浆，使其向地面返回，当发现地表孔口出现的浆液中，含有套壳料时，便可以停止套壳料的注入。套壳料由P.0 42.5水泥、膨胀土和水组成，按照重量的比例为1：1.5：2。

（3）安装袖阀管及封口。套壳料封闭好所钻孔的内壁之后，立即插入φ50袖阀管。袖阀管每一节长度为4m，连接处使用PVC套管，外加U-PVC胶合剂进行连接。袖阀管在插入之前，使用堵头封闭好下放的袖阀管端口，同时注入清水，如此便可以保证袖阀管在下放过程中仍然处于笔直状态，其次要保证袖阀管尽量不要发生偏移，争取处于钻孔中心的位置。下放完毕后，袖阀管上端头用套头将其封闭，防止泥浆、碎石等杂物进入，造成管内堵塞。为了防止注浆过程发生冒浆现象，我们采用快硬水泥进行封堵。

（4）注浆。待第二天，套壳料达到要求的强度时，便可以进行后退式分段注浆施工。注浆过程中，浆液自下而上注入，每段长度定为30cm-40cm，每注完一段，便上提一次袖阀管，进行下一段的注浆施工，如此反复，直到注浆结束。袖阀管注浆施工工序如下图所示。

2.2 袖阀管注浆施工分析

对于本段地表注浆加固工程，袖阀管注浆要求注浆压力控制在0.5MPa以内，因此只能采用渗透注浆法，但是注浆效果不理想。其一，因为地层中含有大量粉质性黄黏土，而粉质性黄黏土透水性差，在0.5MPa的注浆压力下，无法深入到粉质性黄黏土的空隙内，仅仅只能在表面挂上一点点浆液，导致20m的注浆深度，注浆量仅仅1m3，达不到预期的效果。其二，在地层中存在流动水，孔位正好位于流动水处时，单液浆浆液注射进入，便随着流动水流出塌陷区域，注浆量高达100m3，仍不见饱和迹象。因此，我们停止了袖阀管注浆，同时排除单液浆注浆工艺，改成双液浆注浆工艺。

2.3 WSS无收缩注浆施工工艺

（1）孔位布置。孔位布置同上，不再重复，只是将孔位间距扩大至1m，即WSS无收缩注浆浆液扩散半径设定为55cm，桩与桩咬合10cm。

（2）引孔及浆液配置。钻机就位，同上，不再重复。施工时，特别要注意的是：孔内砂子、小石子特别多，很容易堵塞注浆管，因此注浆管要时刻保持旋转状态，管內清水不间断供应，从而大大减少注浆管堵管的情况出现。原装水玻璃粘结性较强，不适合直接使用，因此将其稀释到百分之五十方可使用。配置浆液配合比：水泥浆水灰比1：0.7，水泥浆与水玻璃按照体积比1：1。

（3）注浆。防止地面隆起，压力保持在0.5MPa以内，在孔底注浆到压力上升至0.7MPa时，提升注浆管30cm-40cm，让压力重新恢复到0.5MPa以内继续注浆，循环操作，直至注浆完成。WSS无收缩注浆施工工序如下图所示。

2.4 WSS无收缩注浆施工分析

WSS无收缩双液注浆首先进行外边缘孔位注浆，主要是为了封堵局部四周，防止外部水源再次进入，同时防止注浆区域外的路面隆起。但是实践证明，此方法仍然不够理想，三台注浆机同时作业，从地表监测控制点变化数据可以了解到，地表存在不同程度的隆起，偶尔还会超过2mm，达到预警提示的上限。停止作业之后，地表还会稍微回隆些许，地表隆起成为了此次注浆加固最大的难题。WSS无收缩双液注浆的优势不能忽略，浆液在出管口的一瞬间速凝，达到止水的效果，同时也避免了因地下水流动，冲走浆液的现象，但是，同样由于粉质性黄黏土以及注浆压力过小的缘故，浆液不能达到预计55cm的扩散效果。

3. 结束语

袖阀管注浆简单轻便，方便施工，本段采用的渗透注浆法，适合在城市街道、住房等重要场所附近施工，但是由于压力小，不适合在粉质性黄黏土等透水性差的土层中注浆。因为无法往土体中注入浆液，导致土体仍然有很多空隙，在轨道施工中，容易发生塌陷的隐患。WSS无收缩注浆虽然可以速凝，但是浆液也仅仅只能停留在土体表面，而且对范围以外的影响不受控制，导致地表经常出现预警提示，引起有关部门的注意，对我们的施工进度不利。反观高压旋喷桩注浆工艺，机械台车虽然体积庞大，但是对施工范围以外的地表变化影响甚微，同时在浆液和土体结合方面更加密实、稳固，大大满足了我们的需求，为后期轨道工程的施工排除了隐患。最终，本段塌陷区地表注浆加固工程采用高压旋喷桩注浆施工工艺圆满完成。

参考文献

[1]王岩，薛炜，付春青，薛建领，王贺旺，刘军伟.北京地铁某工程杂填土地层地面注浆加固技术及应用[J].现代隧道技术，2016，53（03）：183-188.