袖阀管深孔注浆技术在地下管线保护工程中的应用

2022-12-15单生彪

四川水泥 2022年12期

单生彪

（南昌轨道交通集团有限公司地铁项目管理分公司，江西南昌 330038）

0 引言

在地铁工程建设过程中，因施工场地常位于人口密集区，地上地下遍布各种建筑设施，尤其是地下埋藏各类管线。周边建筑物和地下管线的沉降，是决定施工能否顺利开展的重要因素。施工单位在施工前期，应充分调查周边环境，对地上构筑物和地下管线现状进行摸排，研究可行的加固保护方案，以保证市政管线及建筑物安全。深孔注浆技术施工工艺较为成熟，适用于多种地层，对于砂卵石地层中的管线及构筑物保护尤为实用[1]。本文以实际工程为例，分析袖阀管深孔注浆工艺的特点以及施工流程等，通过加固地层，减小地层变形和保护其中的管线。

1 对袖阀管注浆加固技术的研究

许多学者对袖阀管注浆加固技术做了大量研究。其中，龚松柏[2]依托汕湛高速公路云浮至湛江段岩溶路基处理工程，对膜袋袖阀管注浆技术的应用进行研究。首先对膜袋袖阀管注浆技术的原理及工艺流程进行了介绍，而后针对该方法在岩溶路基处理中的应用及施工质量控制难点，提出了一系列简而有效的实施方法。卢家富[3]介绍了袖阀管注浆加固原理和袖阀管注浆施工工艺及施工技术要点，对贵阳地铁袖阀管注浆控制变形施工技术进行了总结。刘妍等[4]通过对某民用建筑地基进行袖阀管注浆现场试验，得到注浆后粉土层地基承载力标准值有了显著提升，平面注浆影响半径为0.5～1.0m；在压力为0.1～0.3MPa、水灰比为0.8～1.2注浆条件下，土体改性主要通过渗透作用与充填作用；在压力为0.4MPa、水灰比为1.4注浆条件下，土体改性主要通过压密作用与劈裂作用。建议对地基粉土层进行整体袖阀管注浆加固。张学进[5]依托西安地铁4号线火车站暗挖工程，进行室内黄土力学性能和现场注浆试验，研究含水率对黄土强度特性的影响，分析黄土劈裂注浆浆液扩散的基本规律及劈裂机理，并总结现场隧道围岩注浆加固参数。李延贵[6]以兰州地铁1号线东岗站后配线区间单洞双线隧道为依托，为保证施工安全及后期运营安全，采用水泥-水玻璃双液浆进行地基加固处理，同时采用增加交通疏解、增加排水井、给水管管箍等综合治理措施，证明注浆加固方案的可行性和有效性，对类似工程有一定的借鉴价值。

2 工程概况

2.1 管线分布情况

该工程地铁车站的出入口暗挖隧道采用CRD法施工，工程地质自上而下为填土层、粉质黏土层与中砂层，隧道开挖范围内未达到地下水位。暗挖上覆土体中存在一根DN500混凝土污水管、一根DN1500混凝土雨水管与一根DN800铸铁给水管。三条管线只能承受极小的地层变形，上部地表为路面需承担正常交通功能。管线具体分布情况如图1所示。

图1 管线分布图

2.2 施工前期调查

在工程施工前，加强对施工区域管线的调查工作，将工作做在前面，防患于未然。首先从技术上引起重视，项目部技术负责人在制定施工组织设计方案时，从现状管线保护角度考虑方案的可操作性和安全性，从方案上保证管线安全；其次重视施工每个过程，在施工前，首先走访各产权单位。根据管线物探图，进行现场物探，查清现状各管线的管位、走向、埋深等信息，在暗挖通道内悬挂管线标识牌，标明管线名称、埋深、管位等。

2.3 管道保护措施

由于交通疏解较困难，施工作业面狭窄，且管道内均有排水，无法进行雨污水内衬保护施工。建议采用以下措施对管道进行保护，控制土体下沉变形：（1）采用“截+排”方式截断、抽排管道内水流；（2）堵流；（3）注浆加固；（4）降低上部荷载；（5）路面铺设钢板；（6）加密初期支护；（7）加强监测；（8）暗挖上半洞室开挖支护，通过该管道1m后，立即封闭掌子面，利用拱顶预埋注浆管回填注浆，并视管线沉降情况采用跟踪注浆。

2.4 土体沉降与塌方控制

暗挖通道横穿一条国道，道路宽度7.9m，为单向两车道，日均车流量大。既有道路路基层暂时保持稳定，但地表部分有沉降迹象。通道拱顶土层主要为粉质黏土层，属Ⅴ级围岩，稳定性较差，极难形成自然拱。综上两个因素，施工过程中容易产生坍塌、沉降过大等风险。

经评估后采取以下措施防止土体坍塌：对通道及周围一定范围内土体进行超前预注浆加固；短进尺循环开挖，上部洞室开挖预留核心土，各洞室开挖支护保持安全施工距离，各洞室开挖循环进尺尽早封闭成环，加强管线及其附近支护，降低通道开挖塌方风险；施工区域影响范围内的道路路面应铺设钢板且与路面进行固定，以减少车辆行进时集中荷载对结构带来的扰动；通道开挖支护至临近道路2m时，开始交通分流施工；加强监控量测，对路面结构进行沉降、倾斜及裂缝监测，及时反馈信息；通道初期支护完成后，及时进行二次衬砌施工，以减少地表沉降。

拱顶覆土约为4.2m，多为强度较低的填土与粉质黏土，保障在暗挖施工与地面交通荷载共同作用下管线的安全性难度极大，因此，有必要采取一种有效可靠的加固手段以保障工程的顺利进行。考虑到土层加固与管线保护等要求，袖阀管深孔注浆加固法无疑是最合理有效的手段。

3 袖阀管深孔注浆加固地层的特点

袖阀管注浆工法是由法国Soletanche灌浆公司首创的一种注浆工法，因此该工法也称为索列坦休斯工法。由于该工法具有灌浆效果好等优点，在国内外被广泛采用，张民庆等[7]等很早就用该工法完成了工程注浆加固、防渗、堵漏等难题，认为该工法使用方便，应用效果好，在国内工程施工中值得大量推广应用。袖阀管注浆加固比起其它注浆方式在黏土与粉土等地层中效果更为理想，浆液通过可控的压力在不同的地层中进行更加均匀地扩散，应用范围更广。深孔注浆表现出来的加固效果更加稳定，而且可以通过钻孔探查，若是未达标，后期也可以进行多次注浆。袖阀管深孔注浆周期稳定，一次可加固大范围土体，保证其稳定性。