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(jì)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(shí)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(jìn)行多層次、多方位、多角度、可定量以及可重復(fù)施工的突出優(yōu)點(diǎn)。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(jìn)行了探討，并提出有針對性的解決方案。
一、施工機(jī)械設(shè)備及材料的選取
在施工時(shí)，必須嚴(yán)把施工機(jī)械設(shè)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(shí)現(xiàn)多層次、多方位、多角度、可定量以及可重復(fù)注漿施工起著關(guān)鍵性的作用。
1、鉆孔設(shè)備的選取
在預(yù)算許可的情況下，盡量選取質(zhì)量較高的鉆機(jī)，如XY-200型地質(zhì)鉆機(jī)。在施工區(qū)域受限制的地段進(jìn)行洞口加固施工時(shí)，可選取MG-50型錨桿機(jī)。
2、注漿設(shè)備的選取
應(yīng)選取配套有制漿設(shè)備的注漿設(shè)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(fù)合硅酸鹽水泥，水泥的標(biāo)號一定要與設(shè)計(jì)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(yīng)選取質(zhì)量高、材質(zhì)好的袖閥管，以避免出現(xiàn)施工時(shí)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(shè)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(qiáng)筋用來提升抗折強(qiáng)度，兩端安裝絲扣，以便連接。
5、套殼料的選取
應(yīng)選取膨潤土或黏土作為套殼料的原料，在施工前必須先進(jìn)行試驗(yàn)，以確定套殼料的比例。為保證注漿質(zhì)量，一定要使套殼強(qiáng)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(yīng)設(shè)置溢漿口，兩端加裝橡膠止?jié){塞，以便形成雙向密封。在進(jìn)行注漿施工時(shí)，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(xiàng)目工程師應(yīng)根據(jù)洞口加固施工設(shè)計(jì)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(hù)壁，對于砂石等特殊地層，則應(yīng)考慮使用套管護(hù)壁。鉆機(jī)就位后，施工人員必須仔細(xì)檢查鉆機(jī)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(dá)到設(shè)計(jì)深度，同時(shí)對地質(zhì)情況進(jìn)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(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后，施工人員應(yīng)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(qiáng)度應(yīng)兼?zhèn)溟_環(huán)和防止串漿的功能，應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)，以確定具體的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。
4、安設(shè)袖閥管
在完成第三個步驟之后，應(yīng)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(shè)袖閥管時(shí)，施工人員應(yīng)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(jìn)行封堵，防止冒漿。
6、注漿
等到套殼強(qiáng)度達(dá)到0.3 Mpa之后，施工人員開始使用注漿槍進(jìn)行注漿作業(yè)。注漿從下而上分段進(jìn)行，為了避免可能對地面房屋造成破壞，應(yīng)嚴(yán)格控制好注漿壓力，在整個過程中應(yīng)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(yīng)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(jìn)行調(diào)整。
7、清洗袖閥管
注漿作業(yè)完成后，施工人員應(yīng)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(fù)注
等到水泥漿凝固12小時(shí)之后，進(jìn)行一到兩個輪次的復(fù)注。注漿方法與第一輪次相同，注漿后應(yīng)即使對袖閥管進(jìn)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(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償注漿。
三、施工控制要點(diǎn)
1、鉆孔施工的控制
一定要按照設(shè)計(jì)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(yīng)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(jìn)行拌制，保證其強(qiáng)度，在灌注時(shí)，必須保證將泥漿全部置換。
3、安設(shè)袖閥管
在進(jìn)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(jìn)袖閥管內(nèi)。在安裝的時(shí)候，一定要保證袖閥管位于孔中心，保持垂直，同時(shí)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(jìn)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(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后進(jìn)行注漿作業(yè)時(shí)，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(yán)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(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。工程師根據(jù)現(xiàn)場實(shí)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(yīng)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(jī)械設(shè)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(yīng)用前景。
