隧洞洞口加固袖閥管注漿施工若干問題探討
2015-09-14
正如王夢恕先生在《地下工程淺理暗挖技術(shù)通論》一書中指出的那樣，21世紀是隧道及地下空間發(fā)展的年代。在這種形勢下，在施工中確保證隧道自身安全，就成為理論研究和實際施工中必須解決的首要問題。洞口段是隧洞施工的關(guān)鍵部位，也是塌方事故多發(fā)的部位。而袖閥管注漿具有能對注漿范圍進行多層次、多方位、多角度、可定量以及可重復施工的突出優(yōu)點。因此，本文對隧洞洞口加固袖閥管注漿施工過程中存在的若干問題進行了探討，并提出有針對性的解決方案。
一、施工機械設備及材料的選取
在施工時，必須嚴把施工機械設備及材料的選取關(guān)。尤其是鉆孔與套殼料的質(zhì)量高低，對實現(xiàn)多層次、多方位、多角度、可定量以及可重復注漿施工起著關(guān)鍵性的作用。
1、鉆孔設備的選取
在預算許可的情況下，盡量選取質(zhì)量較高的鉆機，如XY-200型地質(zhì)鉆機。在施工區(qū)域受限制的地段進行洞口加固施工時，可選取MG-50型錨桿機。
2、注漿設備的選取
應選取配套有制漿設備的注漿設備，例如可選取BW-160型單液泥漿泵。
3、水泥的選取
水泥的質(zhì)量至關(guān)重要，盡量選取復合硅酸鹽水泥，水泥的標號一定要與設計要求相符。絕對禁止使用過期、受潮的不合格水泥。
4、袖閥管的選取
應選取質(zhì)量高、材質(zhì)好的袖閥管，以避免出現(xiàn)施工時袖閥管破裂的情況。目前國內(nèi)市場上的袖閥管多為小節(jié)拼接類型，成本高，而且易出現(xiàn)安設后變形的問題。因此，可選取較長的PVC注漿管。注漿管要求內(nèi)壁光滑，外壁安裝縱向與環(huán)形加強筋用來提升抗折強度，兩端安裝絲扣，以便連接。
5、套殼料的選取
應選取膨潤土或黏土作為套殼料的原料，在施工前必須先進行試驗，以確定套殼料的比例。為保證注漿質(zhì)量，一定要使套殼強度兼?zhèn)溟_環(huán)和防止串漿的功能。
6、注漿芯管和注漿槍的選取
都采用1.5 厘米的鋼管或鍍鋅管制作。注漿槍應設置溢漿口，兩端加裝橡膠止?jié){塞，以便形成雙向密封。在進行注漿施工時，注漿槍一端用堵頭封閉，另一端與芯管連接。
二、施工工藝流程
經(jīng)過優(yōu)化之后，隧洞洞口加固袖閥管注漿單孔施工工藝流程一共有以下9個步驟。
1、測量放樣
項目工程師應根據(jù)洞口加固施工設計的要求繪制好樁位布置圖，并確定鉆孔的位置與深度數(shù)據(jù)。
2、鉆孔
一般可在鉆孔施工中使用泥漿護壁，對于砂石等特殊地層，則應考慮使用套管護壁。鉆機就位后，施工人員必須仔細檢查鉆機垂直度和傾斜角度，保證將誤差控制在1%之內(nèi)。鉆孔必須達到設計深度，同時對地質(zhì)情況進行記錄，為工程師確定注漿參數(shù)提供依據(jù)。
3、注入套殼料
當鉆孔達到設計深度之后，施工人員應使用鉆桿將事先拌制好的套殼料注入孔內(nèi)，直到孔內(nèi)泥漿完全被套殼料置換完。套殼強度應兼?zhèn)溟_環(huán)和防止串漿的功能，應在現(xiàn)場進行試驗，以確定具體的強度數(shù)據(jù)。
4、安設袖閥管
在完成第三個步驟之后，應馬上將底部封閉的袖閥管插入鉆孔，并使袖閥管垂直立于鉆孔的中心位置，管口上端露出約30厘米。安設袖閥管時，施工人員應向管中注清水，防止袖閥管浮起，并蓋好袖閥管口，避免混入雜物，影響注漿質(zhì)量。
5、封口
由于套殼具有止?jié){作用，一般情況下并不需要封口。如果情況比較特殊，在孔口地面以下0.5到1米m范圍使用速凝水泥砂漿進行封堵，防止冒漿。
6、注漿
等到套殼強度達到0.3 Mpa之后，施工人員開始使用注漿槍進行注漿作業(yè)。注漿從下而上分段進行，為了避免可能對地面房屋造成破壞，應嚴格控制好注漿壓力，在整個過程中應逐級加壓，并做好地面的巡視工作。工作人員發(fā)現(xiàn)地表隆起或出現(xiàn)明顯變形，應停止注漿作業(yè)，分析出現(xiàn)問題的原因，然后對注漿壓力及注漿量進行調(diào)整。
7、清洗袖閥管
注漿作業(yè)完成后，施工人員應將水管插至袖閥管底，清管內(nèi)殘留的漿液。清洗完畢之后，要記得蓋好管口蓋子。
8、一到個兩輪次的復注
等到水泥漿凝固12小時之后，進行一到兩個輪次的復注。注漿方法與第一輪次相同，注漿后應即使對袖閥管進行清洗。值得指出的是，在后續(xù)施工中，如果出現(xiàn)滲透或沉降現(xiàn)象，還應進行補償注漿。
三、施工控制要點
1、鉆孔施工的控制
一定要按照設計圖紙與規(guī)范要求確定鉆孔的位置，孔徑和深度，鉆孔后的孔壁應保持完好，沒有裂縫和蜂窩等。
2、灌注套殼的控制
套殼料必須按照施工要求進行拌制，保證其強度，在灌注時，必須保證將泥漿全部置換。
3、安設袖閥管
在進行安裝作業(yè)之前，要確保袖閥管的管節(jié)間連接可靠，在底部加上底蓋，以避免套殼料混進袖閥管內(nèi)。在安裝的時候，一定要保證袖閥管位于孔中心，保持垂直，同時蓋好上部管口的蓋子，防止混入雜物。
4、注漿的控制
袖閥管注漿過程中可能出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)是：注漿槍在袖閥管內(nèi)的移動環(huán)節(jié)，以及拆卸注漿芯管環(huán)節(jié)。
注漿槍在袖閥管內(nèi)的移動是由于其上下兩端所承受的壓力不同，止?jié){塞與管壁間會產(chǎn)生較大的摩擦阻力，因此，在進行注漿作業(yè)之前，施工人員一定要檢查注漿管路、止?jié){塞與袖閥管之間是否真正密閉。
套殼達到規(guī)定強度后進行注漿作業(yè)時，施工者一定要按照規(guī)范拌制水泥漿，不能隨意改變事先規(guī)定的比例。在施工中，現(xiàn)場工程師要控制好參數(shù)及注漿步距，嚴密監(jiān)控注漿壓力和注漿量的變化，如果發(fā)現(xiàn)異常，要馬上停止作業(yè)，查明原因并進行相應的調(diào)整。工程師根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可以采取連續(xù)注漿或跳孔分序注漿，提示施工人員將注漿孔與鉆孔間隔保持在6 米以上，以避免串漿。
四、結(jié)論
袖閥管注漿是目前比較成熟和高效的注漿工藝，已經(jīng)被廣泛地應用于隧洞施工工程之中，解決了許多注漿加固、防滲、堵漏等工程難題。只要注意施工機械設備及材料的選取，保證合理的施工工藝流程，控制好施工質(zhì)量，該工法將擁有更加廣闊的應用前景。
