东莞地铁R2线2309标临时竖井施工范围内管线沉降处理方案分析——钢花管注浆法与袖阀管注浆法现场适用性对比 胡瑞张晓明
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中铁十一局东莞市轨道交通R2线2309标项目部广东523940摘要：东莞地铁2309标临时施工竖井地处赤岭工业大道北侧绿化带上，设计为微拱形结构，内净空尺寸为10m×6.5米，深48.361。竖井北侧为东莞市绿洲鞋业有限公司厂房，距离竖井最近距离仅3.5m。
施工影响范围内的主要管线包括：1根φ1000mm砼污水管；南侧有2根沿赤岭工业路走向的φ2200mm砼给水管，管内输送压力为
4.5kg/cm2，埋深1.2m~1.5m，其距离竖井开挖面最小水平距离分别为
3.8m和7.3m；同时，在竖井南侧有1根距离竖井锁口圈约7.5m、沿赤
岭工业大道走向的10Kv的高压电缆线。竖井基坑内地下水较大，水流量约7~8m3/h。由于地下水的大量流失造成竖井周边地面重新固结，地下管线沉降量均超过设计最大沉降量，砼给水管沉降尤为严重。
关键词：钢花管注浆管线工艺流程
中图分类号：TU990文献标识码：A文章编号：
一、管线下岩土及其特性
按照勘察设计给出的结果，管线以下范围内的地质情况从上往下依次如下文所述：
<1-1>地层为素填土
主要由花岗闪长岩风化残积土和一般粘性土组成，局部地段为填砂或填石，结构松散，层厚度为0.3~11.0m。根据实验检测结果可知其天
然含水量为24.8%，孔隙比为0.845，渗透系数为0.05m/d。
<3-4>淤泥质粘土
主要成分为粉粘粒，含少量腐殖质，有腥臭味，局部含10~15%沙粒。
普查与抽样调查层厚约1.4m~5.2m。根据实验检测结果可知天然含水率为38.3%，孔隙比为1.056，渗透系数为0.05。
由此看出管线埋深范围内为人工填筑土层，此土体虽然对竖井开挖支护影响较小，但是对管线沉降影响很大，是竖井整体施工过程中必须密切监控的重难点环节。
混凝土配合比设计规范
二、水管沉降情况及业主处理方案
根据监控量测人员对现场的实时监测数据可知，2012年5月23日水管最大沉降量为32mm，日沉降量达4mm，管线最大沉降量和沉降速率接近设计允许最大值，处于报警状态，竖井基坑内地下水流量达9m3/h。经报警分析会研究初步决定对管线所在地层范围内进行跟踪注浆，注浆工艺采用袖阀管注浆法。利用注浆替代水压力，弥补因地下水大量流失造成的地层压力减弱的情况，稳定管线基础，阻止管线沉降。后根据现场实际情况和工期要求等因素综合考虑，经研究决定以钢花管注浆法代替袖阀管注浆法。
三、钢花管注浆替代袖阀管注浆的原因分析
1.袖阀管注浆必须采用100型的地质小钻引孔，施工场地受到限制。
而钢花管注浆使用场地较小，更适合于现场实际操作的要求。
2.袖阀管注浆的扩散方式是渗透，扩散半径约为0.5~1米，而钢花管
注浆扩散半径根据现场试验检测结果可知为1.2米~1.8米，效果明
显优越于袖阀管注浆法。
3.由于管线埋深仅1.5米，管线直径为2.2米，水管北侧1m位置就是
燃气管，燃气管埋深仅0.8m~1.0m，为了使注浆压力对管线侧壁和顶部无影响，所以只能采用45°角斜向下钻孔直接打到水管下面注浆。而袖阀管注浆法采用的地质小钻必须保证垂直钻孔，不能满足现场实际施工要求，钢花管钻孔却能做到灵活多样。
4.管线跟踪注浆，即什么地方沉降就在什么地方注浆。袖阀管注浆法
每钻一个8米深的孔，需耗时1小时，再加上下套壳料直到套壳料凝固满足注浆要求还需耗时15h，完全不能满足施工工期的需要。
而钢花管注浆法不用钻孔，直接可以用空压机风直接送入，便可注浆，在工期保证方面更优越于袖阀管注浆法。
5.袖阀管注浆最多重复注浆2~3次，而钢花管注浆后打水冲洗也可以
满足重复注浆1~2次。而且在钢花管注浆过程中遇到堵塞现象，还可以采用将钢花管拔掉重新下管注浆的方法来解决，相对更方便现场操作。
四、钢花管注浆技术原理
花管注浆法，是指利用液压、气压，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透、挤密、劈裂等方式，将土颗粒或岩石裂隙中的水分和空气排除后占据其位置，经一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”。根据现场的地质情况，注浆范围内为软粘土地基（淤泥和淤泥质粘土等），适用于地基注浆工法。
六、钢花管注浆施工方法和工艺流程
1.开挖探槽
管线加固注浆时必须确认管线走向，在管线以外2m范围内，凿出直径50cm的地坪，用人工和洛阳铲开挖探槽，探槽深3米以下，确保3米以内无任何管线，用风将8米的钢花管斜向下45°角送入管线以下。
2.钢花管的加工
管材加工：采用φ42壁厚3.5mm钢管，管身入土端以上1米范围内布置梅花形注浆孔，入土端加工成桩尖状，注浆孔间距400mm，径向旋转45°钻孔，孔径大小约6～8mm。钢花管的另一端车丝长5cm，以便和注浆管连接。
3.钢花管安装
由于基坑内土层为人工回填土，主要为砖瓦碎块、灰渣、石块、灰土、黏性土等组成，成分复杂，结构松散，直接采用冲击锤顶入钢花管施工难度较大，钢花管入土长度、角度也无法满足设计要求和允许偏差，施工时按照钢花管设计角度及布置间距，采用风将钢花管冲击顶进到孔内。
俞秀松4.注浆
4.1注浆参数
扩散半径：1.2~1.8m
希克
有效加固范围：1.5m
SIG-552
注浆速度：2.4m3/h
初凝时间：水玻璃—磷酸4~6s，水泥—水玻璃17~25s
4.2浆液基准配比
A液：水玻璃溶液——水：水玻璃=1.7:1
B液：水泥浆——水：水泥=1:1
C液：磷酸溶液——水：磷酸=1:0.2
A:B=1:1A:C=1:1
4.3注浆方法
采用低压慢灌工艺纯压式灌浆，注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净。然后在钢花管顶部连接三通管，将三通管和注浆机连接起来。注浆材料采用水泥—水玻璃双液浆，水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，制浆搅拌机采用JJS-2×200L立式搅拌机，注浆采用BW-200注浆泵，灌浆压力达到0.8MPa~1.5MPa压力。
5.注浆时质量控制
管内压浆是整个施工工艺的关键控制工序，压浆效果直接影响到管线稳定。注浆水泥选用正规厂家生产合格的P.O42.5R普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制采用过秤计量，计量误差控制在5%范围内，拌制好的水泥浆采用过滤网过滤，避免粗粒凝团进入注浆管，造成注浆管堵塞，注浆过程中对注浆量和注浆压力进行双控。
七、采用钢花管注浆后的效果分析
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