泵站砾卵石层地基处理中的注浆加固施工技术

黄银颖

（广东海纳工程管理咨询有限公司惠州分公司，广东 惠州 516000）

0 引言

地层注浆加固施工中，袖阀管属于常见的装置，沿着钻孔将注浆管下放至地层的指定深度处，而后以特定的压力将制备的浆液灌注至其中，浆液有效填充待加固区域，随着浆液的固结，地层由松散、失稳转变为完整、稳定的状态。

1 工程概况

鳄湖防洪排涝工程及水质改善工程，排涝站及防洪闸工程，建设1 座5m3/s 的排涝站，并设1 座防洪闸，用于防止区域内的江水倒灌。通过截污纳管、清淤、底泥置换、补水泵站及其配套管网、水生态修复多重措施的落实，共同构筑水质改善工程体系，以优化区域内的水质。其中，补水泵站基底持力层为卵石砂砾层，为保证基础的稳定性，可采用袖阀管注浆的方法予以处理。

2 袖阀管注浆施工技术的原理及应用优势

2.1 袖阀管注浆施工技术原理

以注浆泵为主要的施工装置，连接合适管径、合适长度的注浆管，在压力作用下将浆液注入，从而有效覆盖至地层加固施工范围内，在此过程中经过充填、渗透、压密等一系列施工步骤后，浆液在土体中逐步固结，形成结构完整、受力稳定可靠的固结体，地层的强度随之提高，抗渗性较之于原始状态也得到显著的改善，最终产生优质的基础结构，为后续建设工作的开展创造良好的条件。

2.2 袖阀管注浆施工技术应用优势

袖阀管注浆作业借助压力而实现，在压力的推动作用下，使浆液分布在岩土层中，起到全面加固的作用。注浆芯管内设置阻塞器，依托于该装置满足分段、分层的注浆施工要求。在经过循序渐进的注浆施工后，原本松散、失稳的地层由于浆液的固结而转变为稳定可靠的状态，地层加固效果良好，在此条件下可高效开展后续的工程建设工作，避免地层沉陷、上方建筑物倾倒等问题。总体来看，袖阀管注浆施工技术具有如下优势：（1）地层加固效果良好。在砾卵石等松散地层施工中，宜采用袖阀管注浆施工技术，在多点、定量、均衡的注浆方式下，有效提高地层的稳定性。（2）灵活性强。适配2 个阻塞器，通过两者的联合应用，可完成任一段的浆液灌注施工，满足不同场景下的分段注浆施工要求；阻塞器设置在袖阀管内，管壁光滑，因此可根据需求灵活地移动，针对某特定区域重复注浆，增强加固效果。（3）施工便捷。无需设置过厚的止浆岩墙，精简施工内容，提升施工效率；此外，在统筹兼顾下，可实现钻孔、注浆平行作业，进一步提高效率（但此时需要控制钻孔和注浆孔的距离，以6m 以上为宜，否则易在注浆压力作用下迫使管材受损）。（4）安全可靠。根据现场施工条件，灵活调控注浆压力，避免冒浆、串浆问题。

3 注浆加固施工技术具体应用

以设计要求为准，在指定区域用跟管钻机钻孔，成孔后检测孔径、孔深等参数，满足要求则将袖阀式注浆管置入其中。按照自上而下的顺序依次灌注浆液，在此期间，要加强质量检测与控制，从而尽可能在源头上规避异常状况。

3.1 施工工艺流程

袖阀管注浆加固的施工工艺流程，如图1 所示。

图1 袖阀管注浆加固的施工工艺流程图

3.2 盖重混凝土浇筑

基础开挖到位后，浇筑C15 盖重混凝土。在现场适配6m3的混凝土搅拌车，利用该设备高效泵送入仓，安排施工人员平仓振捣，提高混凝土结构的平整性与密实性，最终结构成型厚度以50cm 为宜。待混凝土固结后，即可形成完整的平台，于该处可以组织钻孔、灌浆作业。

3.3 钻进成孔

孔径110mm，孔深5.5m，用MD-80AG 跟管钻机钻进成孔。孔间距、排间距均按2.5m 予以控制，由专员按照规范钻孔，检测并记录信息。

3.4 下放袖阀注浆管

袖阀注浆管选用的是硬质塑料管，内径、外径分别为56mm、68mm，各节段长度333mm。袖阀注浆管集多部分于一体，包含内管、外管、密封圈等，具体结构组成情况如图2 所示。注浆管接头有螺扣，端头有斜口，于外壁处设置适量的加强筋，通过此类辅助材料的应用，有利于提高管材的抗折强度。根据施工要求，将注浆管分为A 类、B 类注浆管，区别在于前者无溢浆孔，后者有6 个Φ8mm 溢浆孔。橡胶套覆盖溢浆孔，浆液由该孔进入待加固地层，而对于赋存在地层内的颗粒以及水而言，均无法汇聚至注浆管内，由此具有单向阀的作用，在此条件下，注浆不会受到现场环境的干扰。注浆花管以Φ20mm焊接钢管为原材料制作而得，单节长度0.6～1m，设Φ8mm 泄浆孔。为满足止浆要求，分别在花管两端设止浆橡胶皮碗。注浆芯管的原材料为Φ22mm 焊接钢管，根据要求加工为2m 长的节段，此部分管材的关键作用在于输送浆液。

于注浆区域设置B 型注浆管，对于除此之外的其它区域（非注浆处），均设置无溢浆孔的A 型注浆管。实际操作中，将注浆管精准下放至孔的内部，使其触碰孔底，管材上端超出地面的部分达到30cm 左右，而后向注浆管内注水，加大管材的自重，维持注浆管的稳定性；在此前提下，以缓慢的速度拔出套管；若无误，则在管的上部盖上闷盖，形成防护屏障，以防外界杂物进入其中。

图2 阀管结构示意图

3.5 封孔

注浆管下放到位后，用套壳料封孔，增强孔的严密性，以免出现浆液流窜现象。孔壁与袖阀管间存在缝隙，此部分用套壳料有效封堵，切实保证该部分的严密性。套壳料浇筑时，按照黏土∶水泥∶水=5∶5∶7（重量比）的要求制备混合料，并做到随拌随用。

3.6 注浆

套壳料浇筑7d 后，按照先Ⅰ序孔、后Ⅱ序孔的流程依次浇筑，注浆设备选用的是BW250-90 高压注浆泵，以分段的方法施工，注浆压力设定为0.3MPa。注浆时，先适度加大压力，目的在于强有力地推动浆液，从而挤破套壳料，此时在力的作用下劈裂土体，注入的浆液将沿着裂缝向周边扩散。从底部向上有序注浆，待实测注浆压力达到要求后，提起一段再注浆，按照此方法重复操作，全面保证各部位的注浆效果。注浆管被拔出后，尽快插入锚固钢筋，外露高度控制在90cm。

在注浆施工环节，材料选择的是粉煤灰水泥浆。原材料及用量组成方面，水泥选用的是P·O42.5 普通硅酸盐水泥，其与粉煤灰之比为1∶2，在确定基础材料的用量后，进一步根据“干料∶水=1∶2”的要求控制水的用量，进而做充分的搅拌，以保证材料混合的均匀性。必要时掺入速凝剂或其它外加材料，用于优化浆液的性能。注浆时，需注意以下两点：（1）严格控制注浆压力。外部孔施工环节，首先以低压的状态压注浓浆，而后调节压力，在高压条件下灌注稀浆。各级压力的控制具有灵活性，主要根据钻孔漏风排渣情况而定。（2）单孔终灌标准。遵循“双控原则”，即注浆压力和注浆量均要满足要求，并且注浆压力达到预设值后稳压3～5min，以保证注浆的饱满性。

4 注浆加固施工注意事项

（1）钻孔环节，以施工布置图为准，在指定位置准确布置孔位，再以此为基准，将钻机安装至指定位置，先调整、后固定，使钻机稳定运行。正式钻孔时，加强对实际情况的观察，若有涌水状况，随即暂停钻孔，安排注浆止水，待涌水问题得到有效的处理后，恢复正常注浆施工状态[1-5]。

（2）浆液的性能会直接影响注浆施工效果，因此合理制备浆液至关重要。在本项目中，采用水泥-水玻璃双液浆，根据预先确定的配合比控制原材料的用量，予以充分的拌和。

（3）注浆时，严格控制各段的注浆压力，通常该值以0.5～1MPa 较为合适。遇注浆压力异常上升、跑浆等问题时，随即暂停作业，查明原因并处理，否则不允许继续注浆。正常情况下，在完成注浆后，不存在溢浆、跑浆情况。

（4）注浆施工应具有灵活性，以现场试验结果为准，动态调整布孔方式、注浆参数、浆液配比等，使注浆方法以及具体的参数适应于最新的环境，进而保证注浆效果。

（5）注浆时，及时组织试验，用于确定合适的凝结时间，有效保证施工质量。加强对压力的检测与控制，若有异常升高的迹象，则随即向上提升芯管。

（6）加强对原材料质量的控制，如结块等不达标材料均必须不予以使用。

（7）在浆液制备过程中，严格控制水灰比，不可超出许可范围；此外，做充分的拌和，保证浆液的均匀性。

（8）遇异常情况时，随即暂停灌注施工，分析原因并采取处理措施。对于注浆施工中的各项数据，均要得到完整的记录；在此方式下，随着工程建设进程的推进，逐步生成完善的数据资料，作为质量分析的参考依据。

（9）遵循“循序渐进”的基本原则，在确保本道工序的施工质量满足要求后，方可根据施工进度计划施工下一道工序，以此类推，最终完成所有的地层注浆加固作业。

5 结束语

综上所述，在基础设施建设规模逐步扩大之下，工程所遇的地质条件更为复杂。其中，砾卵石地层较为常见，其普遍呈松散状，缺乏足够的稳定性，若直接于该处施工，将加剧地层的变形，甚至影响上方建筑结构的稳定性。对此，通过注浆加固技术的应用，在浆液的固结作用下，可改善地层的状态，切实提高稳定性，从而为工程后续建设工作的开展夯实基础。