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摘要:阐述袖阀管双液注浆加固软弱地层的加固机理及特点。并将其应用在深圳地铁2号线世界之窗站站南并线段浅埋暗挖隧道下穿世界之窗办公楼加固工程中。通过对注浆设计、注浆施工质量控制及注浆过程中常见问题进行研究，成功解决了浅埋暗挖隧道在软弱地层中下穿浅基建筑的施工难题。
关键词:浅埋暗挖；袖阀管注浆；动态跟踪注浆
中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：
在软弱地层中进行浅埋隧道的施工，由于开挖时降水、土层损失或应力重分布等原因，造成隧道周围土体位移，从而引起地表建筑物的不均匀沉降。目前对这种浅埋隧道近接建筑物施工的沉降控制技术主要有：掏土纠偏、地表排管注浆加固等。掏土纠偏是通过在建筑物的基础下掏土，强迫建筑物下沉，以达到沉降均匀的目的；地表排管注浆是通过在地表建筑物的周围预设注浆管，对地层进行预注浆加固。对于隧道施工过程中引起的不均匀沉降难以做到动态适时的调整，因此找到一种受场地影响小，能够做到动态跟踪注浆加固建筑物的方法意义重大。
袖阀管双液注浆技术
施工方法
袖阀管是一种只能向管外出浆，不能向管内返浆的单向闭合装置。灌浆时，压力将小孔外的橡皮套冲开，浆液进入地层，如管外压力大于管内时，小孔外的橡皮套自动闭合。采用MKD-5钻机成孔，泥浆护壁钻进方式，待封闭泥浆凝固后，在袖阀管内插入注浆芯管至预定注浆段注入双液浆。
1.2注浆材料
用固结强度高的悬浊液类注浆材料是本工程注浆的首选，选购时可从常用悬浊液类注浆材料性能对比中进行优选。
1.3加固机理
1.3.1 水泥-水玻璃双液浆的凝胶硬化机理
水泥-水玻璃浆液的化学反应机理：水泥中的硅酸三钙水解，产生氢氧化钙，氢氧化钙与水玻璃反应，生产具有一定强度的凝结胶体-水化硅酸钙。
物理作用机理：在预定的注浆压力控制下，使浆液克服各种阻力渗入土体的孔隙中，对土体产生压密效应；在一定的压力范围采用瞬间劈裂的形式加压沿地层结构面产生劈裂流动，使浆液向劈裂的缝隙进一步呈脉状形式流动；浆液从裂缝不断向外扩展、扩散、劈裂、压密后逐渐形成不规则的结石体，固化吸水，从而达到增加地层密实度，加固土体的目的。
袖阀管双液注浆施工
2.1 施工设备
MKD-5型钻机，可以进行垂直孔、斜孔及水平孔的钻孔。XY-100型注浆泵，注浆液混合器
2.2袖阀管注浆施工工艺流程
测放孔位→钻机就位→钻孔→下入袖阀管、制备套壳料→注入套壳料、制备注浆材料→注浆→封孔口→第N次注水→第N次注浆、N次冲洗注浆管
工程应用实例
3.1 工程概况
世界之窗景区办公楼（以下简称办公楼）位于世界之窗站站南并线段区间暗挖隧道正上方，该房屋为5层混凝土整体框架结构，柱下独立基础，拱顶埋深15～17m， 房屋总体长68m，宽17.2m。
3.2 地质概况
由钻探揭示，本区间线路经过地段，覆土表层为第四系人工填筑的（Q4ml）素填土，其下为坡积（Q3-2dl）粘土，残积（Qel）砂质粘土、砾质粘土。隧道洞身穿越地质为砾（砂）质粘土，隧道拱顶为砾（砂）质粘土和全砾粘土，在地下水作用下易软化，强烈作用时易涌砂，开挖自稳较差，根据施工阶段打设水位观察孔测量地下水埋深16m。
3.3 袖阀管注浆方案
由于办公楼南北向有三排柱基，结合办公楼周边环境及施工条件，世界之窗办公楼保护以洞内全断面注浆和地面补偿注浆为主，地面浅层注浆为辅。加固保护注浆分两个阶段，第一阶段在办公楼基础下埋设3排袖阀管，袖阀管间距1.6m，主要对办公楼下方房屋基础改造及地基注浆加固（已完成部分加固），以防止隧道上方部位建（构）筑物继续沉降，减少差异沉降；第二阶段在施工过程中根据监测情况，对差异沉降较大部位进行跟踪补偿注浆。注浆加固范围纵向为办公楼基础下7m的土体，平面主要为隧道开挖轮廓线外5m和房屋周边3m范围。
3.3.1 注浆材料的选择
根据现场试验结果来看，采用普通水泥+水玻璃+外加剂注浆材料可以起到改善淤泥质土壤条件、加固地层的效果。从性价比来角度考虑，最终选择该种浆液作为主要加固材料。
3.3.2 注浆参数
注浆参数见表1、表2
表1 注浆施工参数表
表2 房屋基础改造及地基加固单段注浆量
3.3.3 注浆施工
采用MKD-5钻机成孔，泥浆护壁钻进方式，钻孔直径约为91mm；钻到设计深度，通过钻杆从孔底压入封闭泥浆，直到封闭泥浆完全代替护壁泥浆。封闭泥浆采用水泥+膨润土浆液。封闭泥浆配比按水泥：膨润土：水=1：2.5-4：1。
然后在连接好的袖阀管底部加设闷盖，将袖阀管下人钻孔中，要确保袖阀管下入孔底，上部要稍稍高出地面，然后在袖阀管内加入清水，使袖阀管不会上浮。最后在袖阀管上部套上闷盖，防止杂物掉入孔内。
待封闭泥浆凝固后，在袖阀管内插入注浆芯管至预定注浆段。开始注入双液浆，注浆采用从孔底开始分段压注，分段长度（步距）为50cm。每段注浆完成后，向上移动一个步距的芯管，直到这个孔注浆完成。每次注浆完毕后，应立即用清水冲洗袖阀注浆管，并盖上闷盖，以便于反复施工。注浆次序，每次都必须跳开一个孔进行注浆。
3.3.4 注浆过程控制标准
⑴注浆采用压控量进行，控制参数见表1、表2所示。
⑵以多次少量，多点（大于3）、间隔进行抬升，抬升速率不大于2mm/天。以上控制要求其中任何一项达到则停止注浆。
⑶差异沉降小于1.5‰，在1.5‰～2‰采用补偿注浆加固，使得差异沉降稳定。
3.3.5 质量控制要点
(1) 地面注浆前先进行注浆试验，由试验员和主管工程师跟踪实行，根据试验结果，优化和调整注浆方案。
(2)每批水泥进场必须出示合格证明，并按每批次现场抽样检验，合格后才能投入使用。水泥进场后，应做好防潮、防雨措施，防止水泥硬化。
(3)浆液水灰比采用1:1。施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，实行定量加灰制，严格控制水泥用量。灰浆搅拌应均匀，要进行二次搅拌并进行过滤。注浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。
(4)钻孔定位角度误差≤±2°，钻孔深度误差≤±10cm。
(5)严格按注浆配合比设计进行浆液配置，严禁擅自改变浆液配比。
(6)后退式分段注浆时，严禁超长提升钻杆，确保注浆区域的连续性。
(7)当沉降量超限时，及时跟踪注浆，每隔2～4个小时对监控量测点观测一次，必要时再加大量测频率，并将量测信息及时反馈，根据反馈信息结果进行调控注浆。
(8)注浆一定要按程序施工，每段注浆量要准确，注浆压力一定要严格控制，专人操作。当压力突然上升或浆液从孔壁、地面溢出时，应立即停止注浆；每段注浆量应严格按设计进行。
(9)注浆过程中遇到突然停电时，要立即拆卸下注浆胶管，用高压水冲洗干净管内的浆液；
(10)注浆过程中，若地层吸浆量很大时，注浆压力长时间不上升，可通过调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，以达到控制注浆范围的目的；
5 总结：
袖阀管注浆期间累计最大沉降量为- 1.85 mm，沉降速率为-1.4mm，建筑物最大差异沉降为2.8mm。施工中在预先设置好的袖阀管，实施后退式分段注浆，多次反复施工，有效抑制隧道下穿建筑物期间的沉降量，以减小差异沉降。
充分说明在隧道开挖施工过程中，以袖阀管作为建筑物抬升跟踪及抬升注浆，是具有明显的抬升和阻止建筑物继续沉降效果的。施工过程中必须通过跟踪监测及时进行信息反馈，并根据监测结果及时调节注浆参数，防止局部出现抬升过大造成差异沉降加剧，造成建筑物结构破坏。
参考文献
[1] 地基处理手册[M]。北京：科学出版社
[2] 中国建筑工业出版社编，新版建筑工程施工质量验收规范汇编，北京：中國建筑工业出版社
[3] 李为国. 压密注浆处理软土地基初探[J]福建建筑, 1997,(01) .
[4] 编写组, 建筑施工手册,第4版,北京：中国建筑工业出版社，2003
关键词:浅埋暗挖；袖阀管注浆；动态跟踪注浆
中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：
在软弱地层中进行浅埋隧道的施工，由于开挖时降水、土层损失或应力重分布等原因，造成隧道周围土体位移，从而引起地表建筑物的不均匀沉降。目前对这种浅埋隧道近接建筑物施工的沉降控制技术主要有：掏土纠偏、地表排管注浆加固等。掏土纠偏是通过在建筑物的基础下掏土，强迫建筑物下沉，以达到沉降均匀的目的；地表排管注浆是通过在地表建筑物的周围预设注浆管，对地层进行预注浆加固。对于隧道施工过程中引起的不均匀沉降难以做到动态适时的调整，因此找到一种受场地影响小，能够做到动态跟踪注浆加固建筑物的方法意义重大。
袖阀管双液注浆技术
施工方法
袖阀管是一种只能向管外出浆，不能向管内返浆的单向闭合装置。灌浆时，压力将小孔外的橡皮套冲开，浆液进入地层，如管外压力大于管内时，小孔外的橡皮套自动闭合。采用MKD-5钻机成孔，泥浆护壁钻进方式，待封闭泥浆凝固后，在袖阀管内插入注浆芯管至预定注浆段注入双液浆。
1.2注浆材料
用固结强度高的悬浊液类注浆材料是本工程注浆的首选，选购时可从常用悬浊液类注浆材料性能对比中进行优选。
1.3加固机理
1.3.1 水泥-水玻璃双液浆的凝胶硬化机理
水泥-水玻璃浆液的化学反应机理：水泥中的硅酸三钙水解，产生氢氧化钙，氢氧化钙与水玻璃反应，生产具有一定强度的凝结胶体-水化硅酸钙。
物理作用机理：在预定的注浆压力控制下，使浆液克服各种阻力渗入土体的孔隙中，对土体产生压密效应；在一定的压力范围采用瞬间劈裂的形式加压沿地层结构面产生劈裂流动，使浆液向劈裂的缝隙进一步呈脉状形式流动；浆液从裂缝不断向外扩展、扩散、劈裂、压密后逐渐形成不规则的结石体，固化吸水，从而达到增加地层密实度，加固土体的目的。
袖阀管双液注浆施工
2.1 施工设备
MKD-5型钻机，可以进行垂直孔、斜孔及水平孔的钻孔。XY-100型注浆泵，注浆液混合器
2.2袖阀管注浆施工工艺流程
测放孔位→钻机就位→钻孔→下入袖阀管、制备套壳料→注入套壳料、制备注浆材料→注浆→封孔口→第N次注水→第N次注浆、N次冲洗注浆管
工程应用实例
3.1 工程概况
世界之窗景区办公楼（以下简称办公楼）位于世界之窗站站南并线段区间暗挖隧道正上方，该房屋为5层混凝土整体框架结构，柱下独立基础，拱顶埋深15～17m， 房屋总体长68m，宽17.2m。
3.2 地质概况
由钻探揭示，本区间线路经过地段，覆土表层为第四系人工填筑的（Q4ml）素填土，其下为坡积（Q3-2dl）粘土，残积（Qel）砂质粘土、砾质粘土。隧道洞身穿越地质为砾（砂）质粘土，隧道拱顶为砾（砂）质粘土和全砾粘土，在地下水作用下易软化，强烈作用时易涌砂，开挖自稳较差，根据施工阶段打设水位观察孔测量地下水埋深16m。
3.3 袖阀管注浆方案
由于办公楼南北向有三排柱基，结合办公楼周边环境及施工条件，世界之窗办公楼保护以洞内全断面注浆和地面补偿注浆为主，地面浅层注浆为辅。加固保护注浆分两个阶段，第一阶段在办公楼基础下埋设3排袖阀管，袖阀管间距1.6m，主要对办公楼下方房屋基础改造及地基注浆加固（已完成部分加固），以防止隧道上方部位建（构）筑物继续沉降，减少差异沉降；第二阶段在施工过程中根据监测情况，对差异沉降较大部位进行跟踪补偿注浆。注浆加固范围纵向为办公楼基础下7m的土体，平面主要为隧道开挖轮廓线外5m和房屋周边3m范围。
3.3.1 注浆材料的选择
根据现场试验结果来看，采用普通水泥+水玻璃+外加剂注浆材料可以起到改善淤泥质土壤条件、加固地层的效果。从性价比来角度考虑，最终选择该种浆液作为主要加固材料。
3.3.2 注浆参数
注浆参数见表1、表2
表1 注浆施工参数表
表2 房屋基础改造及地基加固单段注浆量
3.3.3 注浆施工
采用MKD-5钻机成孔，泥浆护壁钻进方式，钻孔直径约为91mm；钻到设计深度，通过钻杆从孔底压入封闭泥浆，直到封闭泥浆完全代替护壁泥浆。封闭泥浆采用水泥+膨润土浆液。封闭泥浆配比按水泥：膨润土：水=1：2.5-4：1。
然后在连接好的袖阀管底部加设闷盖，将袖阀管下人钻孔中，要确保袖阀管下入孔底，上部要稍稍高出地面，然后在袖阀管内加入清水，使袖阀管不会上浮。最后在袖阀管上部套上闷盖，防止杂物掉入孔内。
待封闭泥浆凝固后，在袖阀管内插入注浆芯管至预定注浆段。开始注入双液浆，注浆采用从孔底开始分段压注，分段长度（步距）为50cm。每段注浆完成后，向上移动一个步距的芯管，直到这个孔注浆完成。每次注浆完毕后，应立即用清水冲洗袖阀注浆管，并盖上闷盖，以便于反复施工。注浆次序，每次都必须跳开一个孔进行注浆。
3.3.4 注浆过程控制标准
⑴注浆采用压控量进行，控制参数见表1、表2所示。
⑵以多次少量，多点（大于3）、间隔进行抬升，抬升速率不大于2mm/天。以上控制要求其中任何一项达到则停止注浆。
⑶差异沉降小于1.5‰，在1.5‰～2‰采用补偿注浆加固，使得差异沉降稳定。
3.3.5 质量控制要点
(1) 地面注浆前先进行注浆试验，由试验员和主管工程师跟踪实行，根据试验结果，优化和调整注浆方案。
(2)每批水泥进场必须出示合格证明，并按每批次现场抽样检验，合格后才能投入使用。水泥进场后，应做好防潮、防雨措施，防止水泥硬化。
(3)浆液水灰比采用1:1。施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，实行定量加灰制，严格控制水泥用量。灰浆搅拌应均匀，要进行二次搅拌并进行过滤。注浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。
(4)钻孔定位角度误差≤±2°，钻孔深度误差≤±10cm。
(5)严格按注浆配合比设计进行浆液配置，严禁擅自改变浆液配比。
(6)后退式分段注浆时，严禁超长提升钻杆，确保注浆区域的连续性。
(7)当沉降量超限时，及时跟踪注浆，每隔2～4个小时对监控量测点观测一次，必要时再加大量测频率，并将量测信息及时反馈，根据反馈信息结果进行调控注浆。
(8)注浆一定要按程序施工，每段注浆量要准确，注浆压力一定要严格控制，专人操作。当压力突然上升或浆液从孔壁、地面溢出时，应立即停止注浆；每段注浆量应严格按设计进行。
(9)注浆过程中遇到突然停电时，要立即拆卸下注浆胶管，用高压水冲洗干净管内的浆液；
(10)注浆过程中，若地层吸浆量很大时，注浆压力长时间不上升，可通过调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，以达到控制注浆范围的目的；
5 总结：
袖阀管注浆期间累计最大沉降量为- 1.85 mm，沉降速率为-1.4mm，建筑物最大差异沉降为2.8mm。施工中在预先设置好的袖阀管，实施后退式分段注浆，多次反复施工，有效抑制隧道下穿建筑物期间的沉降量，以减小差异沉降。
充分说明在隧道开挖施工过程中，以袖阀管作为建筑物抬升跟踪及抬升注浆，是具有明显的抬升和阻止建筑物继续沉降效果的。施工过程中必须通过跟踪监测及时进行信息反馈，并根据监测结果及时调节注浆参数，防止局部出现抬升过大造成差异沉降加剧，造成建筑物结构破坏。
参考文献
[1] 地基处理手册[M]。北京：科学出版社
[2] 中国建筑工业出版社编，新版建筑工程施工质量验收规范汇编，北京：中國建筑工业出版社
[3] 李为国. 压密注浆处理软土地基初探[J]福建建筑, 1997,(01) .
[4] 编写组, 建筑施工手册,第4版,北京：中国建筑工业出版社，2003