膜袋注浆在临近既有管线周边注浆加固技术应用

膜袋注浆在临近既有管线周边注浆加固技术应用

潘云鹏

（中铁七局集团西安铁路工程有限公司    陕西省西安市  710032）

摘  要：目前在地铁工程施工中地层加固工艺较多，且相对成熟。最常用的加固措施有深孔注浆、渗透注浆、劈裂注浆、高压旋喷桩、水泥搅拌桩、膜袋注浆等。不过，已知传统注浆加固措施具有一定的局限性，如深孔注浆压力较大；渗透注浆只适用于中砂以上砂性土和有裂隙的岩石，不适用于粉质黏土和强风化花岗斑岩；劈裂注浆压力较大，适用于低渗透层的土层，渗透系数较大；高压旋喷桩压力较大，喷射流能量大、速度快；水泥搅拌桩设备占地较大；本项目土体加固作业场地限制内容较多，其中主要因素是紧邻管线，导致以上诸多常规方法不适用于本项目。本项目选用膜袋注浆加固具有作业空间小，注浆压力可控、可在临近管线周边进行注浆加固的优点。

关键词：地层加固、止水、注浆、临近管线。

1、工程概况

青岛市地铁6号线二期土建工程灵山湾路站位于青岛市黄岛区珠山路与灵山湾路十字，南北向设置。车站为地下两层岛式站台车站，总长为248m，标准断面约22.8m×17.8m（宽×高），拱顶埋深约25m，车站共设3个出入口、1个无障碍电梯和2组风亭（兼车站开挖竖井）。竖井尺寸为15.2m×9m、开挖深度43m，采用倒挂井壁法施工，竖井支护采用格栅钢架+锚杆，厚度300mm。

2、地质及水文情况

根据地质勘察报告显示，灵山湾路站1号竖井场地土体自上至下主要为:第一层素、杂填土；第二层粗砾砂；第三层:粉质黏土；第四层:强风化花岗斑岩；第五层:中风化花岗斑岩。且地下水位线较浅，仅在2m左右，因此，需对竖井周边土体进行加固及止水。依据设计文件，竖井加固范围至强风化岩层，北侧（临近管线一侧）加固范围为2.2m，其余三侧加固范围4.5m。

3、周边管线情况

竖井周边管线主要有污水管线为DN1000混凝土管、距竖井约2.7m、埋深约1.5m、向西流动；通信管线埋深0.8m、16孔、距竖井约2.3m东西敷设；雨水管线为DN1000混凝土管、距竖井约3.7m、埋深约2.5m、向西流动。

4、膜袋注浆施工控制措施

4.1膜袋注浆管制作

根据设计要求注浆加固深度约10m左右，到达中风化岩层（不透水层）。注浆管分为膜袋注浆管和土体加固注浆管两种，注浆管采用A25钢管，土体加固注浆管长10.4m，膜袋注浆管分为长2.5m和长4m两种，将三根管焊接至一起，其中膜袋注浆管分别接入俩处膜袋中，作为提供膜袋中注浆膨胀使用，土体加固注浆管采用加压注浆，作为加固管线下方待加固区使用。注浆管地面上外露0.3m~0.5m，外接注浆设备。

隔压膨胀膜袋位置位于管线处，长度1.5m，采用无纺布制作，膨胀后宽度350mm，可对两边土体产生挤压密实作用。采用钢丝对隔压膨胀膜袋上下进行固定，并与注浆绑扎牢固防止膜袋内漏浆。膜袋注浆管A长度约为2.5m，膜袋注浆管B长度约4m，两处膜袋之间间距0.5m。

土体加固注浆管段设置梅花型溢浆孔，孔径12mm，按照间距185mm*185mm梅花型布置加工注浆管，如下图所示。

4.2膜袋注浆加固准备工作

施工前先进行膜袋注浆试桩工作，拟通过试桩，获得施工时的施工参数。首先确定试桩桩号，现场测放桩位，采用钻机进行钻取土样，检查土样与图纸、地勘报告中是否存在较大变化，确认无误后，根据设计要求，临近管线侧膜袋注浆孔采用1.0m*1.0m梅花型布置，其余三侧1.5m*1.5m梅花型布置，因此每个注浆孔扩散范围应大于500mm/750mm，本次试验分别在注浆孔四周500mm/750mm处挖4探孔，用于观察水泥浆扩散范围及注浆压力。

根据施工经验，注浆浆液水灰比选用1:1，经试验检测加固质量满足要求。但膜袋中仅注入水泥浆凝固时间较长需3小时左右，影响施工进度，因此调整了膜袋内浆液种类，采取加入少量水玻璃后，凝固缩短为1小时左右，提高了膜袋内水泥浆凝固速度。膜袋注浆完成后，隔压膨胀膜袋膨胀后宽度350mm，可对周边土体产生约150mm左右的挤压位移，使隔压膨胀膜袋与土体挤密加固形成止浆岩盘，形成封闭端，使浆液只存在于管线下方待加固区，不能向上反浆。

膜袋内浆液凝固后开始向土体加固注浆管中注入水泥浆，通过不断调整注浆压力，观察探孔情况，当探孔内渗出水泥浆液时，注浆压力约为0.5Mpa，后续通过现场观察，得出当注浆压力保持在0.5~1.0Mpa，水泥浆液满足扩散500mm要求参数，可完成既定目标。

4.3注浆施工控制措施

采用地表引孔，下隔压膨胀膜袋进行注浆：孔位确定好后，膜袋注浆钻机就位，首先对桩机进行调平，对中调整垂直度，确保钻杆对准孔位，偏差不大于50mm，垂直度误差小于1%；钻孔通时灌入新鲜泥浆进行护壁，预防塌孔，孔深约10m。

钻孔结束后，采用人工将膜袋注浆管送入钻孔中，土体加固注浆管及膜袋注浆管均外露0.3m~0.5m。为了保证膜袋与孔壁能够紧密贴合，下管前需将膜袋包裹在土体加固注浆管上，并用扎丝或尼龙带将膜袋两端绑紧。

下管完成后，先向隔压膨胀膜袋内注入水泥浆，配合加入少量水玻璃浆液，等待3小时，待隔压膨胀膜袋内浆液凝固后，正式进行注浆施工。隔压膨胀膜袋长度为1.5m，在注浆前，通过两根膜袋注浆管分别向两处隔压膨胀膜袋中注入浆液，使膜袋膨胀并挤密周边地层土体，通过隔压膨胀膜袋对注浆层上部土体及管线周边土体进行挤密土体之间缝隙起到加固效果，隔压膨胀膜袋与土体挤密加固区域形成止浆岩盘，形成封闭端，使浆液不能由注浆区域向上反浆。土体加固注浆管利用压力将水泥浆液输送至膜袋下方输浆管段，对加固区进行逐渐加固，并起到注浆加固止水作用。

5、注浆效果检查

注浆完成后待水泥浆强度达到设计要求时，现场采用取芯法进行取样送检，对膜袋注浆加固效果进行检验，检验渗透系数等参数是否满足设计要求，抗压强度是否满足条件。经试验单位确认，注浆参数符合要求，注浆效果检验合格，满足设计要求。

6、结束语

采用膜袋注浆止水加固技术，保障了周边运营管线安全和正常使用，并达到止水帷幕加固效果。本技术施工设备相对简单，场地占用小，灵活简变适用性强，效率高，不需大型机械，操作容易，可加快施工进度，节约成本。

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