袖阀管注浆技术在非开槽铺设曲线段排水管道中的应用

刘杰

（广东冠粤路桥有限公司）

袖阀管注浆技术已成熟应用于地基处理工程，该方法可有效地减少注浆压力的损失，控制注浆范围，确保注浆效果；并能够进行重复注浆，可有效地避免串浆、冒浆等现象，减少对周边环境的污染。

公路或城市道路中，排水管道采用非开槽施工后,需对孔壁与排水管道之间的空隙采用袖阀管注浆技术进行注浆处理以减少工后沉降。地基处理注浆一般都是垂直注浆，而水平定向钻施工完成后留下来的孔道空隙是水平向、非直线的，传统的袖阀管注浆难以进行注浆。针对这一情况，需要对注浆技术进行改良，使其应用于水平曲线段注浆施工。

1 工程背景

国道207 至疏港大道连接线（遂溪大道）工程是湛江市遂溪县境内建设的一条一级公路兼城市主干道，公路全长6.757km，走向为南北向，排水管网系统随公路一起建设。其中排水管道在桩号K3+904.973 处穿越G15 沈海高速，该段管道采用水平定向钻法施工，管道长为143m，管道埋深为3.51m，管径为500mm，管材采用聚乙烯PE100 管。北侧拖管井距离沈海高速红线的垂直距离为35.4m，水平夹角为73°，南侧拖管井距离高速红线垂直距离为34.2m，水平夹角为107°。见图1。

图1 穿越高速排水管道纵断面示意图

本工程排水管道穿越高速公路，非开槽铺设管道水平投影长度为143m，其中管道一端30.7m 长设计成曲线线型，非开槽铺管施工完成后留下来的孔道空隙采用袖阀管注浆技术进行注浆处理，以控制工后沉降量。

2 传统袖阀管改良

传统袖阀管的注浆芯管采用硬质塑料管或钢管。芯管采用硬质塑料管无法进行较大的弯折，而芯管采用钢管，则无法进行弯折。因此采用传统袖阀管无法对曲线段进行注浆。对传统的袖阀管进行改良，改良的主旨思想是将难以弯折的硬质塑料管和无法弯折的钢管更换为可以进行较大弯折的PE100 管，使袖阀管能够适应空隙的线型变化。

本次注浆管采用的是聚乙烯PE100 管，管外径为63mm，管内径为51.4mm，能够产生较大的弯折，适用于水平向、非直线段注浆。注浆管内壁光滑，管壁上沿长度每隔400mm 进行开孔，环向布置4 个注浆孔，注浆孔呈梅花型布置，注浆孔的直径为8mm，在注浆孔部位紧紧覆盖橡皮套。注浆过程中，橡皮套在压力作用下向外开启，浆液从注浆管内注入周边空隙；停止注浆后，周边空隙内浆液产生的液体压力将橡皮套压在注浆孔上，防止浆液回流至注浆管内，从而形成单向阀。见图2。

图2 单向阀橡皮套作用原理

注浆芯管同样采用聚乙烯PE100 管，外径为32mm，壁厚为3mm 一端端头用橡胶热熔封堵，并在该端头1m范围内均匀布设18 个射浆孔，射浆孔的直径为5mm，另一端开口用于注浆。射浆孔两端各安装1 个橡胶圈作为止浆活塞，限定浆液在一定范围内注入周边空隙。止浆活塞固定在注浆芯管上，可随注浆芯管共同在注浆管内来回移动，达到重复注浆的要求。见图3。

图3 袖阀注浆管示意图

3 注浆施工工艺

在水平定向钻施工最后一次扩孔时，将PE100 排水管道连接在扩孔器上进行回拖，回拖前将袖阀注浆管固定于排水管道上随之一起拖动，见图4。为确保注浆充分，排水管道四周布置四根袖阀注浆管。采用橡胶通过热熔方式将袖阀注浆管牢牢固定在排水管道上，热熔橡胶间距为1m。

图4 袖阀注浆管固定示意图

注浆液采用水玻璃与水泥的混合液，其中水玻璃的掺入量为水泥用量的4%，水泥采用强度等级为32.5 的普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5，使用0.4MPa 注浆压力注入，注浆量应大于泥浆量，从而将全部的触变泥浆液置换。

袖阀注浆管随排水管道回拖到位后，将袖阀注浆管内的注浆芯管两端连接在拉管机上，便于注浆芯管来回拖动。制备好注浆液后，在注浆芯管开口端连接注浆设备开始注浆，边注浆边拖动注浆芯管，注浆芯管拖动速度控制在1m/min 以内。注浆芯管的封闭端从一端拖至另一端后，再进行回拖补充注浆，直至注浆量大于泥浆量为止。见图5。

图5 袖阀注浆管注浆示意图

4 沉降监测

排水管道穿越G15 沈海高速，高速公路路面宽度为28m。为控制高速路面沉降值，便于及时采取有效措施，施工期间需对被穿越的高速公路路面进行沉降监测，所有监测点须在拖管施工前进行埋设、布置。以排水管道轴线为中心，两侧各5m 的范围内，沿高速公路路面全宽布设监测点。平行排水管道轴线的方向按2.5m 的间距进行布点，共布设5 行，平行高速公路中心线方向按2m的间距进行布点，布设14 列，共计70 个监测点。见图6。

图6 监测点布置示意图

监测仪器采用DS05 高精度自动安平水准仪，施工前测得各监测点稳定的初始值。监测频率：施工期间每天一次，其中施工期为5 天，施工结束后继续监测一个月，每2 天一次，监测次数总计20 次。根据设计文件及监测相关规范要求，施工期间每次监测的沉降值应小于5mm，沉降速率应低于1.5mm/d，累计沉降值应小于2cm。见图7。

从监测点的累计沉降值观测结果来看，位于排水管道轴线上的监测点的累计沉降值高于其他监测点，其中第33 号监测点累计沉降值为9.93mm，为所有监测点累计沉降值的最大值，小于20mm。见图8。

由于排水管道轴线上的监测点沉降速率大于其他监测点，因此仅对排水管道轴线上的14 个监测点的沉降值和沉降速率进行分析，来判断最大沉降值和沉降速率。从其观测结果可知，第38 号监测点监测到的沉降值最大，其值为1.22mm；该点该次监测的沉降速率也最大，为1.22mm/d，这两个值均低于其相应的报警值。

5 结语

袖阀注浆管技术优点是可以分段、重复注浆，能够有效利用注浆压力，确保注浆密实，不会出现漏注浆情况。通过对传统的袖阀注浆管进行改进，使之用于曲线段空隙内注浆，从取得的实际效果来看，应用取得了成功。排水管道外侧空隙内的泥浆液置换效果良好，结构物的沉降值得到了有效地控制。