袖阀管注浆施工工艺工法

1 前言

1.1工艺工法概况

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，也称索列坦休斯工法。该工法可以针对需要加固的地层,采取分层多次注浆，灌浆效果好，在国外被广泛采用。目前，国内对此工法的应用较多,但针对性研究较少。笔者采用该工法成功地完成了几个地基注浆加固的工程难题，认为该工法使用方便，应用效果好，应在国内工程施工中大量推广应用。

1.2工艺原理

袖阀管注浆加固机理是通过采用地质钻机开孔成孔，插入袖阀管，封闭袖阀管外与孔壁间隙或浇注套壳料，灌浆按设计通过泵压将水泥浆液注入岩土土体中充填或置换出原地层空隙中的空气和自由水等，通过水泥浆与土体的化学反应和挤压作用，形成具有较高强度的水泥固结体和树枝状的水泥网脉体，从而达到提高强度减少变形及减少漏水的目的。

2 工艺工法特点

袖阀管注浆加固法是最典型的分层分段注浆法,与其他注浆法相比具有以下特征:

2.1本工法操作方便，注浆效率高，适用范围广，成本

可控。

2.2通过两个阻塞器能将浆液限定在注浆区段的任一层范围内以达到分层注浆效果；通过阻塞器在袖阀管内上下移动，可根据设计要求及施工工况在注浆区内某一层内段反复注浆；

2.3根据地层情况可在一根管内用不同材料选择不同的注浆参数进行注浆作业；

2.4可分多次有效反复压力注浆作业。 3 适用范围

本工艺工法适用于地层加固50m以内的粘质性软土地层。

4 主要引用标准

4.1《地铁设计规范》（GB50157） 4.2《建筑地基处理技术规范》（JGJ79）、 4.3《建筑地基基础设计规范》（GB50007）。 5 施工方法

根据需要加固或者止水的地层特点及要求，进行袖阀管注浆施工点位的布设，一般采用梅花形布设。采用地质钻机开孔成孔，成孔直径不小φ91mm，插入袖阀管并封堵钻孔与袖阀管间的上部间隙，然后采用分层灌注施工法将按照一定比例配置的浆液通过压力泵压入需要加固的地层，通过两个阻塞器能将浆液限定在注浆区段的任一层范围内以达到分

层注浆效果。

6 工艺流程及操作要点 6.1施工工艺流程

图1 袖阀管注浆流程图

6.1.1施工顺序

先依次施工外排注浆孔，后施工内排注浆孔，对单排孔采取间隔分序（三序）分层灌注施工法，各排分序施工的相邻孔间隔时间以不少于一天为宜。

6.1.2浆液类型及制备

浆液类型采取水泥浆液（适量加入速凝早强剂或水玻璃），水泥浆液水灰比1：1～1.2:1。注浆用水泥必须为新鲜、不结块，变质或不合格材料坚决杜绝使用。

6.1.3钻孔

采用工程地质钻机成孔孔径为不小φ91mm。采用套管护

壁水冲法钻进成孔，钻进深度应达到注浆固结段高度。在钻孔过程中要做好记录，以供注浆作业参考。

6.1.4插入袖阀管

将袖阀管位于孔中心，保证垂直度。首先在连接好的注浆管底部加下闷盖，将注浆管下入注浆钻孔中，要确保注浆管下到孔底，上部要高出地面，然后在注浆管中加满水，利用重力作用，使注浆管不会浮起，之后将套管缓慢地提出，最后在注浆管上部盖上闷盖，以防止杂物进入注浆管，影响注浆作业质量。

6.1.5注套壳材料或封堵钻孔与袖阀管间的上部间隙。 套壳材料采用, 水泥黄泥粉浆液,水泥黄泥粉浆液配合比1:3,水灰比1:1。注套壳料时应由下往上，或用早凝固化材料泥封堵钻孔与袖阀管间的上部间隙，防止注浆时浆液往孔口上冒。

6.1.6注浆

采取分段式注浆，每段注浆长度称为注浆步距。注浆步距一般选取0.5 m，

每段注浆完成后，向上或向下移动一个步距的心管长度。采用提升设备移动，或人工采用2个管钳对称夹住心管，两侧同时均匀用力，将心管移动。每完成3～4 m注浆长度，要拆掉一节注浆心管。注浆结束后，在注浆管上盖上闷盖，以便于复注施工。

6.1.7袖阀管结合双料（水泥及水玻璃）注浆施工技术参数：

1 钻孔布设：排距、行距根据实际情况确定，采用梅花形布设。

2 单孔深度h ：根据设计要求，但在10～50m之间。 3 分段注浆段长0.5m。

4 浆液有效扩散半径R：2500mm。

5 注浆压力P：1.5～2.5MPa，其值应以基本不扰动岩土地层结构为宜，施工时在确保不抬升和扰动破坏岩土结构的情况下，尽可能采用较大压力。

6 单孔注浆量q：其值按公式q＝AπR2hnM计算，约1.0～1.5m；实施灌注时一般先注孔浆量较大，后注（二、三序）孔浆量则大为减少。

（注：q为孔注浆量 m； R为注浆浆液有效扩散半径 m； n为空隙率％； h为孔深；M为充填系数； A为损耗系数；）

7 浆液浓度c：水灰比为1.0～1.2，一般采取先稀后浓的原则灌注。

6.2操作要点

6.2.1钻孔控制：首先是要严格按设计要求布线放点定孔位并编号，并做到：孔位偏移不超过5cm；孔深误差不超过10cm；钻孔铅直、误差不超过1％；勘察注浆孔沿线路走向适宜布控，孔数不少于单排孔数的10％；分段注浆的应有

3

3

重叠搭接，不得有漏注段；孔口管应严格止浆埋设，防止冒浆。

6.2.2浆液制备控制：严格按设定的配比进行拌制，。 6.2.3注浆控制：按设计或试验确定的单孔注浆量q，注浆压力P，扩散半径r等进行综合控制。施工中特别要综合分析各工序钻孔注浆参数的变化特点和征兆，采取适宜措施针对性处理好各种问题，防止注浆不充分（漏注或胶结体连接不好）；控制好浆液的扩散范围，防止跑、冒浆和浆液流失发生。

6.2.4灌浆结束标准控制：按如下指标综合评定。注浆量达到设计值，注浆压力没有变化；注浆压力突然增大，耗浆量明显减少的；地面隆起速度加快。

7 劳动力组织

劳动力组织（按1台钻机）：

表1 劳动力组织表

技术管理 1人 机长 钻工 灌浆班长 1人 2人 1人 灌浆工 3人 电工 机修 杂工 1人 1人 2人 总人数约：12人，如设备控制在5台之内，技术管理、电工、机修人员无需增加，具体人员数量根据场地条件状况和施工规模而定。

8 主要机具设备及材料

8.1钻孔机械：采用100型或150型工程地质钻机，套管护壁(垂直钻孔时采用)，或者采用跟管钻机(采用108mm套管，水平钻孔时采用)进行钻孔。

8.2注浆机械：采用HFV5D、KBY50/70型等双液注浆泵，并配备高压注浆管路系统和制浆设备。

8.3袖阀注浆管及花管、心管：袖阀注浆管内径56mm、外径68mm的硬质塑料管，它是由钙塑聚丙烯制造而成。注浆管内壁光滑，接头有螺扣，端头有斜口，外壁有加强筋以提高其抗折强度。注浆管分A、B两种，A种注浆管上未开设溢浆孔，B种注浆管上开有8mm的溢浆孔6个。在B种注浆管有孔部位外面紧紧地套着抗爆破压力为4.5 MPa的橡胶套，橡胶套覆盖着溢浆孔，这样，注浆时，浆液可以通过溢浆孔进入地层，而地层中的水和颗粒难以进入注浆管中，从而达到注浆管的单向阀作用。

注浆花管采用22mm的焊接钢管加工，一般长0.5～1 m，其四周均匀地布设12～18个8mm的泄浆孔。花管两端各加上3～4个止浆橡胶皮碗，以形成阻浆塞，起到止浆作用。

注浆心管采用22mm焊接钢管加工，丝扣连接，每节长2 m。主要起输送浆液作用，与注浆花管采取丝扣连接。

9 质量控制

9.1易出现的质量问题

9.1.1钻孔过程遇到砂层，容易造成塌孔，导致袖阀管

下不去。

9.1.2套壳料比例配制有问题，导致强度过高而无法开环。

9.1.3套壳料注入不密实，导致注浆过程中浆液直接由钻孔冒出地面。

9.1.4注入的浆液长时间不凝固。 9.2保证措施

9.2.1开孔前做好钻机定位，严格控制成孔垂直度，在遇到易液化砂层的位置，采用套管跟进方式钻孔，确保不塌孔。对于含泥量较高，不易液化砂层，则可采取提高护壁泥浆浓度来防止塌孔。

9.2.2 按照设定的配合比配制好套壳料，并在施工过程中加注饱满。待套壳料强度达到设定值后，及时开环注浆，否则时间过长就会造成无法开环。

9.2.3加强地面监测，如发现地面局部隆起迅速，即刻停止注浆，清洗管路，待浆液初凝后再进行第二次注浆，则可防止浆液向地面冒串。

9.2.4严格按配合比施工，控制好水灰比，分层多次注浆，不能一次注浆时间过长，否则容易造成浆液长时间不凝固。

10 安全措施

10.1主要安全风险分析

10.1.1钻孔过程可能出现打穿管线的问题。 10.1.2注浆过程中造成房屋倾斜、管线断裂现象。 10.1.3钻孔操作过程中要防止机械齿轮伤手，注浆过程中要防止爆管现象。

10.2保证措施

10.2.1钻孔前，要对施工范围进行详细的管线勘察，并要求机长在地面３～５ｍ范围内采取锤击钻进方法，该方法在遇到坚硬管道会反弹，可有效防止对混凝土管、钢管、大型电缆的损害。

10.2.2注浆前要对现场周边建筑环境进行安全分析。整个注浆过程肯定会造成加固范围的地面隆起，对于临近非重要建筑物、管线可采取临迁措施，对于重要建筑物，则可采取隔离桩保护措施，能有效控制注浆造成的房屋倾斜，对于重要管线可以采取开挖裸露结合监测调整的方法处理。

10.2.3施工人员应持证上岗，钻机操作手不可使用棉织手套，防止齿轮伤害。加强管路检查，确保压力表完好，如遇管路堵塞，拆卸前要先泻压。并坚持安全交底制度和班前安全讲话制度，提高全员安全意识。

11 环保措施

11.1现场必须按照文明施工的标准和具体要求组织施工，采取分班组包干，责任到人的办法，使文明施工现场管理工作形成天天有人抓，事事有人抓，一抓到底的文明机制。

11.2施工现场周围要保持环境卫生，不准乱倒垃圾，不准乱排污水，现场使用流体材料，要随用随清。

11.3现场施工的人员必须下班坚持“五不走”，即设备不擦洗干净不走，余料不堆放整齐不走，工具不清点归位不走，原始记录不记录好不走，场面不打扫干净不走。

11.4施工现场要贯彻全过程文明施工，随时清理现场垃圾，各种剩余材料要及时运走，真正做到工完场清；搞好场容场貌。