CN109750669A - 一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺，用以在富水卵石地层对深基坑坑底加固，防止坑底隆起，增加基坑稳定性。其特征在于，袖阀管包括袖阀管(1)、注浆管(2)、注浆液(7)、砂泵送管(6)、砂(10)、排水板(5)、止浆塞(3)、接头(8)、止浆塞(9)、橡皮筏(4)、夹子(11)及支架(12)；及其施工工艺：定位放线后钻机就位及钻孔，制备砂，安装袖阀管、尾端设置支架固定夹子，施做砂泵送管，分段注浆及封孔。本发明利用砂固定袖阀管，并利用高强注浆压力将砂及注浆液冲进卵石地层，砂与注浆液混合后有效填充至卵石地层的空隙，改变卵石地层的级配，达到更好的注浆效果，且制作成本低，经济效益高。

Description

一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺

技术领域

本发明涉及工程领域，特别涉及一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺，是针对富水卵石地层在常规袖阀管注浆技术基础上改进的一种新技术。

背景技术

在埋深达二十米及以下的地下地铁建设过程中，防水作为车站隧道施工重点，采取注浆进行基坑加固为一种较好的选择。但在重庆、成都、广西、湖南等富水圆砾卵石层丰富的地区，注浆加固过程出现了严重的问题。由于圆砾层及卵石层往往具有结构松散、空隙率大、高渗透性的特性，利用传统袖阀管技术注浆对富水圆砾卵石层加固往往发生浆液扩散大、流失严重、无法形成有效填充、易出现串浆卡管现象等问题。且针对富水圆砾卵石层丰富的地区袖阀管技术在国内为空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺，该袖阀管是针对卵石地层改进的，结构简单，施工方便，加固效果好。能够实现富水圆砾卵石层良好加固效果的注浆结构，填补富水圆砾卵石层丰富地区袖阀管技术的空白。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺。其特征在于，它包括袖阀管及砂泵送管。袖阀管端头设置锥形堵头，内部设置有注浆管和排水板。在注浆管上设置有止浆塞和接头。注浆管上的接头与止浆塞接触段设置止浆橡胶皮碗。注浆管内为注浆液。袖阀管尾端设置夹子及支架。砂泵送管内的泵送材料为河砂。

其中，袖阀管为带螺旋花纹的水玻璃圆管，螺旋花纹可增加袖阀管与人工填石的摩擦力，增加袖阀管注浆过程中的稳固性。水玻璃材质代替传统袖阀管的钢或pvc材质，可增加袖阀管的刚度及耐久性，避免使用过程中由于管过长刚度不足而断管折管的现象出现，并利用水玻璃可有效抵御水的侵蚀特效，增加袖阀管的使用寿命。且水玻璃由于具备颜色透明的性质，可直接观测到管内的杂物，有助于实现管内的快速清洁，有效解决传统袖阀管清洁困难的问题。砂替代了套壳料，即传统意义上的膨润土和黏土，更好地解决了浆液流失和上冒的问题。砂与浆液混合在一起，浆液注入时进行劈裂式填充，将富水圆砾卵石层松散、空隙大的结构填充满，改善卵石层的级配，从而达到更好的加固效果，充分保证了浆液不外流、不上冒。并且采用管道泵送的方式，不仅节约了人力，层层叠加式地填充砂，还增加了施工过程中的可控性，降低了施工难度。

具体的，袖阀管的直径为68mm-88mm，壁厚为3mm-5mm。

具体的，袖阀管尾端设置一个支架，其材料为钢。

具体的，注浆管上的接头与止浆塞接触段设置5-6个止浆橡胶皮碗，以形成阻浆塞，起到止浆作用。

具体的，袖阀管表面上的4个橡皮筏，在压力作用下被浆液冲开，使浆液进入地层，并且可保证按要求分清层次，形成劈裂，而当停止灌浆时，橡皮筏又弹回并裹紧袖阀管，防止管外流体进入管内，起到逆止阀门的作用。

更具体的，袖阀管内的两根排水板直径为0.5m-1.0m，排除浆液中部分水分，有效防止串浆发生。

更具体的，袖阀管尾端设置一个夹子，其材料为钢，厚度为1.35mm，直径为81mm，可调整范围为±10mm，用以辅助固定袖阀管。

详细的，注浆管内的注浆液为普通硅酸盐水泥。强度等级为42.5、42.5R、52.5、或52.5R，水灰比为0.55-0.65。

更详细的，注浆管内的注浆液注浆压强为0.9-2.1Mpa。

进一步的，砂泵送管内的泵送材料为砂。

更进一步的，砂泵送管直径为12mm-22mm。

更进一步的，砂泵送管所泵送砂的细度模数Mx为3-1.6。砂固定袖阀管作为填充层随着浆液冲进卵石地层空隙，填充空隙，改变地层级配，能有效快速减小卵石层空隙，减小浆液的流动性，从而有效减少浆液流失。

本发明具有如下有益效果为：

(1)提供一个富水卵石层深基坑坑底加固用的袖阀管，填补该技术的空白。在一些富水圆砾卵石层丰富的地区往往发生浆液扩散大、流失严重、无法形成有效填充等问题。而传统袖阀管技术无法解决上述问题，此发明改造原有传统袖阀管，能够加固富水卵石层地层。

(2)改善卵石层级配。卵石层中直径大于20mm的颗粒超过总质量的50％，直径大且质量比重大的颗粒占主导，充分证明卵石层中的空隙率大。而本发明选择砂替换套壳料，管道泵送砂可同注浆管内的注浆液混合，一同注入地下卵石层内，补充卵石层中的空隙，改善卵石层的级配，从而达到更好的加固效果。

(3)减小浆液流失。在传统的袖阀管注浆工法中，浆液挤破套壳料注浆进入地层，由于卵石层颗粒之间空隙较大，且地下承压水流动性大，导致浆液渗透大，造成浆液流失。本发明通过管道泵送砂与注浆液混合填补至卵石层中，能有效快速减小卵石层空隙，减小浆液的流动性，增加从而有效减少浆液流失。

(4)降低成本。本发明利用低廉的砂替代水泥浆液，直接减少价格较高的水泥浆液的用量，间接降低了注浆材料的成本。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明袖阀管改造结构示意图；

图3为袖阀管改造的1-1剖面；

图中各标号表示为：1-袖阀管、2-注浆管、3-止浆塞、4-橡皮筏、5-排水板、6-砂泵送管、7-注浆液、8-接头、9-锥形堵头、10-砂、11-夹子、12-支架。

具体实施方式

本发明的实施例：它包括袖阀管(1)和砂泵送管(6)。袖阀管(1)端头设置锥形堵头(9)，内部设置有注浆管(2)和排水板(5)。在注浆管(2)上设置有止浆塞(3)和接头(8)。注浆管(2)上的接头(8)与止浆塞(3)接触段设置止浆橡胶皮碗。注浆管(2)内为注浆液(7)。袖阀管(1)尾端设置夹子(11)及支架(12)。砂泵送管(6)内为砂(10)。

袖阀管(1)为带螺旋花纹的水玻璃圆管。

袖阀管(1)直径为68mm-88mm，壁厚3mm-5mm。

注浆管上的接头(8)与止浆塞(3)接触段设置5-6个止浆橡胶皮碗。

袖阀管(1)表面上有4个橡皮筏。

袖阀管(1)内的两根排水板(5)直径为0.5m-1.0m。

注浆管(2)内的注浆液(7)为普通硅酸盐水泥。强度等级为42.5、42.5R、52.5、或52.5R。水灰比为0.55-0.65。

注浆管(2)内的注浆液(7)注浆压强为0.9Mpa-2.1Mpa。

砂泵送管(6)直径为12mm-22mm。

砂泵送管(6)内泵送材料为砂(10)。

砂泵送管(6)内的泵送材料砂(10)细度模数Mx为3-1.6。

袖阀管(1)设置上下两个止浆塞(3)。

袖阀管(1)尾端设置夹子(11)及支架(12)。支架(12)的材料为钢。

夹子(11)材料为钢，厚度为1.35mm，直径为81mm，可调整范围为±10mm。

一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管施工工艺为：定位放线→钻机就位及钻孔→制备、置换砂→安装袖阀管、尾端设置支架固定夹子→施做砂泵送管→分段注浆→封孔。

(一)定位放线

施工时，放线定位利用施工基线和辅助基线，测放出注浆孔的孔位，用竹桩等做出明显标记。

(二)钻机就位及钻孔

钻孔时，应使钻机底部平整稳固，在开钻前利用吊锤钻头和钻孔的垂直度进行检测，要求钻孔的倾斜度≤0.9％。在钻进的过程中，由于要穿透路面或混凝土块，一般采用金刚钻头。

(三)制备砂

利用筛子现场配制细度模数Mx为3-1.6的砂。

(四)安装袖阀管、尾端设置支架固定夹子

袖阀管采用螺旋花纹的水玻璃圆管，增加袖阀管与砂的摩擦力，增强袖阀管注浆过程中的稳固性。将袖阀管插入钻孔时，要确保袖阀管下到孔底，尽量保证袖阀管的中心与钻孔中心重合。再对管中注入清水，减少袖阀管的弯曲度。袖阀管内设注浆管及两根排水板。两根排水板对称设置，排出浆液中部分水分。尾端设置支架固定夹子，夹子辅助固定袖阀管。

(五)施做砂泵送管

施做砂泵送管泵送砂是替换传统袖阀管外套壳料，使用管道泵送砂将袖阀管外填充形成填充层，以固定袖阀管。

(六)分段注浆

注浆施工时，注浆管下入注浆管孔中，要确保注浆管下到孔底，上部要高出地面10-20cm，利用注满水的注浆管的重力作用，使注浆管不会浮起。将注浆管下至需要注浆的孔段，启动注浆泵，压送注浆液，在此过程中压力逐步提高，直到冲开橡胶袖阀。根据设计要求，上下移动注浆管，在需要注浆的各部位逐步开环注浆，直到完成所有孔段的注浆。在注浆过程中，注浆的同时将砂灌入到砂泵送管中，形成边注浆边灌石的模式，以便砂填充至卵石地层空隙。制浆材料使用水灰比可为0.55-0.65的42.5、42.5R、52.5、或52.5R的普通硅酸盐水泥，在规定的最大注浆压力(2.1Mpa)下，注入率不大于0.5L/min后继续灌注30min后结束灌注，清洗管路及袖阀管，拆除注浆管，进行下一孔的注浆。

(七)封孔

在压浆注浆结束后，采用闷盖将孔口封闭并保护好，以便重复使用。

Claims (14)

1.一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管，其特征在于，所述袖阀管包括：袖阀管包括袖阀管(1)、注浆管(2)、注浆液(7)、砂泵送管(6)、砂(10)、排水板(5)、止浆塞(3)、接头(8)、止浆塞(9)、橡皮筏(4)、夹子(11)及支架(12)。

2.如权利要求1所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管，其特征在于所述袖阀管(1)为带螺旋花纹的圆管，制作材料为水玻璃。

3.如权利要求2所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管，其特征在于，所述袖阀管(1)直径为68-88mm，壁厚为3mm-5mm。

4.如权利要求1所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管，其特征在于，所述注浆管(2)上的接头(8)与止浆塞(3)接触段设置5-6个止浆橡胶皮碗。

5.如权利要求1所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管，其特征在于，所述袖阀管(1)表面上有四个橡皮筏。

6.如权利要求1所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺，其特征在于，所述袖阀管(1)内有两根直径为0.5m-1m的排水板(5)。

7.如权利要求1所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺如下：

(1)施工时，放线定位利用施工基线和辅助基线，测放出注浆孔的孔位，用竹桩等做出明显标记。

(2)利用金刚钻头砖机，在标记处垂直钻孔。

(3)利用筛子现场配制砂。

(4)将袖阀管垂直插入钻孔，并尽量保证袖阀管的中心与钻孔中心重合。再对管中注入清水，管内设注浆管及两根排水板。管尾端设置夹子，并连接一个固定于地面的支架，保持袖阀管位置固定。

(5)注浆管下入注浆管孔中，将注浆管下到孔底，上部保持高出地面10-20cm，在注浆管内注水，直至注浆管不会浮起。使用泵送管在袖阀管外围泵送砂，将袖阀管与孔洞的空隙处填充形成砂填充层。

(6)将注浆管下至需要注浆的孔段，启动注浆泵，压送注浆液，逐步提高注浆压力，直到冲开橡胶袖阀。根据设计要求，上下移动注浆管，在需要注浆的各部位逐步开环注浆，直到完成所有孔段的注浆。

(7)注浆的同时将砂灌入到砂泵送管中，形成边注浆边泵送砂的模式，以便砂填充至卵石地层空隙。继续灌注30min后结束灌注，清洗管路及袖阀管，拆除注浆管，进行下一孔的注浆

(8)在压浆注浆结束后，采用闷盖将孔口封闭并保护好，以便重复使用。

8.如权利要求7所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺，其特征在于，所述注浆管(2)内的注浆液(7)为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5、42.5R、52.5、或52.5R，水灰比为0.55-0.65。

9.如权利要求7所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺，其特征在于，所述注浆液(7)的注浆压强为0.9～2.1Mpa。

10.如权利要求7所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺，其特征在于，所述砂泵送管(6)有两根，分别在袖阀管(1)的两侧，其材料为水玻璃，直径为12mm-22mm，管壁厚为2mm-5mm。

11.如权利要求7所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺，其特征在于，所述砂泵送管(6)入口有一个阀门控制开关，开关材料为钢材。

12.如权利要求7所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺，其特征在于，所述砂(10)为河砂，所述砂的细度模数Mx为3-1.6。

13.如权利要求7所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺，其特征在于，所述夹子(11)，其材料为钢，厚度为1.35mm，直径为81mm，直径可调整范围为±10mm。

14.如权利要求7所述的一种富水卵石层深基坑坑底加固用袖阀管及施工工艺，其特征在于，所述支架(12)，其材料为钢。