改进型袖阀管注浆加固保护市政管线的管理控制

改进型袖阀管注浆加固保护市政管线的管理控制

刘芳

广东省建筑工程机械施工有限公司，广东省广州， 510500

摘 要：市政施工过程中不可避免的遇到城市地下管线，地下管线的保护是一个技术难题，稍有不慎施工就会使地下管线损坏，导致部分区域停水、停电，给城市居民日常生产生活会造成一定影响。本文就华阳路南延（含华阳桥）道路工程施工第二标段桥梁施工过程中遇到的各种市政管线的就地加固保护，通过选用袖阀管注浆加固方法、改进袖阀管注浆器结构、严格袖阀管注浆工艺、注浆参数、施工技术要点等管理措施，各种市政管线就地加固保护效果良好，保证了工程安全顺利推进。

关键词：袖阀管；注浆；改进注浆器；加固保护；大型供水管

1．工程概况

华阳路南延（含华阳桥）道路工程施工第二标段，起讫里程K0+000～K1+600，路线全长1.6km。合同段施工内容包括：道路工程、给排水工程、桥涵工程、通信管道工程等。本标段桥梁工程主要包括：1*20m预应力空心板中桥一座，混凝土箱涵5道共300.45m。在K0+237.247中桥旁边敷设有相关给水、雨水、污水、电力、电信、照明、燃气等市政管线。

2．现场既有管线分布情况

施工前，根据业主提供的现况管线分布图及综合管线规划图，管理人员与现场监理对管线走向和平面位置进行了全面物探调查后，确认本标段大部分地方无地下管线影响施工，但是在K0+237.247中桥旁边敷设有相关给水、雨水、污水、电力、电信、照明、燃气等市政管线，因紧邻桥梁南侧，且这些管线不能搬迁，因此在桥梁桥台土方开挖施工以前，需要有可靠的保护措施后方可组织施工。

3．大型供水管的加固方案

K0+237.247中桥旁边的相关给水、雨水、污水、电力、电信、照明、燃气等市政管线，关系到周围各单位和居民几十万人的日常生活，桥梁桥台土方开挖施工过程中为确保这些管线的正常使用，经与设计、建设、监理单位等相关人员认真研讨后，决定采用袖阀管注浆工法就地加固保护处理。

4、袖阀管注浆加固保护大型供水管的方法及管理措施

4.1袖阀管注浆工法双浆液注浆技术是在浆液经过注浆泵加压后，通过连通管进入注浆管，聚集到双向密闭注浆芯管段，然后通过钻有泄浆孔的单向袖阀管，在内力作用下，将包裹在单向袖阀管处的橡胶圈涨开各套壳料挤碎。当压力逐渐增大到一定程度，被加压的浆液就会沿着地层结构产生充填、渗透、压密、劈裂流动。由于供浆量小于进入量，压力会自动恢复到平衡状态，续后的浆液在压力作用下，使得劈裂裂缝不断向外延伸，浆液在土体中形成固结体，从而增强地层强度，降低地层参透性，起到加固保护管线的目的。

4.2施工方法

通常方法是用压力注浆机把水泥浆液或水泥浆和水玻璃混合浆液（水灰比为1:1，水泥浆与水玻璃的体积比为1:1，水玻璃的模数为2.6，浓度为35⁰Be′），通过一般钻孔孔径Φ89mm，注浆管为Φ40mm单向袖阀管，用注浆终压为0.5~2MPa，经过注浆压力逐渐提高，达到注浆终压并继续注浆10min以上，让混合浆液注入地层内部，产生充填、渗透、压密、劈裂流动。 4.3施工步骤

钻孔→下PVC袖阀管→下注浆器（与管路连接）→混合浆液拌制（水泥、水、玻璃）→开注浆机→注混合浆液→及时提管→结束、清洗。

4.4改进传统袖阀管注浆器以达到更好的效果

传统的注浆器在注浆过程中，存在如下缺陷：（1）由于入浆量大于出浆量数倍，或者更多，压浆孔深超过15~20m时，导致相应混合液在管道中的流速降低；（2）混合液凝结时间短，混合液流出单向袖阀管的时间大于凝结时间；（3）与注浆器连接的橡胶高压管内外管壁不光滑、浆液易粘结、不耐磨、不耐腐蚀、整管硬度不够；（4）注浆器下塞时，橡胶密封圈皮碗在袖管接口处的大力卡擦，损伤橡胶密封圈皮碗裙边，压浆时还会造成返浆至压浆塞顶部，长时间压浆后，积聚的混合液凝结，造成埋塞；（5）注浆器进浆孔径为10mm，孔径偏小，混合浆液流速慢；（6）在距离地面袖阀管孔口近处，未设置单管止回阀，压浆泵停止工作时，高压混合液沿单液压浆管返回，造成塞管。

由于上述缺陷的存在，为了使袖阀管注浆达到好的效果并加快施工进度，项目技术人员开展技术攻关，改进了袖阀管注浆器结构，经过实验效果良好，改进后的袖阀管注浆器结构如下：

4.4.1改进的袖阀管注浆器结构包括内径为Ф20mm注浆钢管、Ф400mm的PVC袖阀管、圆钢注浆收紧器柱塞（为中间带有Ф5mm圆孔的外径为Ф12mm长为200mm）和钢制双液混合器（为外径Ф38mm顶部两侧各具有Ф15mm的入浆孔）。注浆钢管穿设在袖阀管内，注浆管的上下两端分别设有一组Ф38mm橡胶密封圈皮碗和橡胶密封栓塞。注浆收紧器柱塞位于注浆管内，且注浆收紧器柱塞与橡胶密封圈相套紧；橡胶密封圈皮碗与钢制双液混合器相连接，且注浆收紧器柱塞与钢制双液混合器的出浆孔相连通；注浆管上沿两对称直径面上下分布有U型注浆孔。注浆收紧器柱塞通过铁丝与橡胶密封圈相套紧，钢制双液混合器的入浆孔通过止回阀分别连通有高压管，高压管为外径15mm、内径12mm的环氧树脂钢丝双高压管的环氧树脂钢丝高压管。如图1所示

图1：改进后的注浆器结构

1.注浆钢管；2.PVC袖阀管；3.橡胶密封圈皮碗；4.橡胶密封栓塞；5、6.环氧树脂钢丝双高压管；7.水泥浆；8.水玻璃；9.柱塞；10.细铁丝；11.U型注浆孔槽；12.双液混合器；13.止回阀

5、注浆主要参数 扩散方式：渗透～劈裂； 浆液扩散半径：1.5m 有效加固范围：1.5m（间隔加固）； 注浆压力：0.5～2Mpa 注浆速度：12～20L/min； 凝结时间：40～50s 浆液基准配比： A液：水/水泥=1：1 外加剂：缓凝剂/水泥：3% B液：稀释的水玻璃：3:1 (水:水玻璃)，水玻璃的模数为2.6，浓度为35⁰Be′

单液浆为A液单液，双液浆为A液和B液的混合液，双液浆的配合比为A液：B液=1：1。 6.施工技术要求 6.1钻孔：根部设计和钻机允许要求保证钻孔的垂直度和孔深；

6.2下袖阀管：下PVC袖阀管包括下混合浆液、注浆器与管路的连接、钻孔封堵工作。混合浆液一定要按规定比例配制、袖阀管的连接一定要连接紧密、不得有断开现象；

6.3下注将器镀锌钢管头：先检查注浆器的状况，如双液混合器的出浆孔、止回阀的状态是否良好、止回阀与环氧树脂钢丝高压管的连接是否可靠、注浆收紧器柱塞铁丝与橡胶密封圈是否套紧；注将器镀锌钢管头是否下放至孔底；

6.4混合浆液的配制制作：按试验和现场监理工程师确认的配合比拌制好浆液，一定要保证水泥浆和水玻璃混合浆液的配制质量；

6.5开注浆机：在一切准备工作都做好后方可开注浆机进行注浆，注浆过程中严格把握注浆的实施效果、真实做好注浆记录； 6.6注将器镀锌钢管头的上提：注将器镀锌钢管头的上提一般是注将达到规定的量时进行，要求提管用力均匀、及时快速； 6.7清洗及文明施工：在注浆完毕后要及时清洗注浆机、搅拌机和各种管路，做好现场的文明施工工作，做到工完场清。 7.施工注意事项 7.1施工前管理人员要向工人做好施工技术交底、三级安全教育和安全技术交底；

7.2在注浆施工中应通过现场试验对布孔方式、注浆参数及浆液配比作进一步试验调整；

7.3如出现堵管，堵管的处理要快速及时，按顺序尽快处理； 7.4注浆过程中要采取相应的技术措施来防止堵管；

7.5 施工过程中做好注浆施工的各种记录，随时关注注浆压力和流量变化情况并进行综合分析，判断注浆效果是否满足设计要求；

7.6施工过程中，要及时做好各种机械设备和电路的验收、使用检查工作，确保施工安全；

7.7在拆除管路及注浆操作时应戴防护眼镜，以免浆液溅入人眼，并做好劳动防护，作业人员必须佩带胶手套；

8效果

袖阀管注浆就地加固桥梁南侧各种管线达到一定龄期后，开挖桥台土方，桥台坑侧土方稳定无坍塌、各种管线地面无下沉开裂，达到了就地加固保护的效果。同时，经过项目部管理人员归纳总结改进袖阀管注浆器后，新的袖阀管注浆法还有以下优点：

8.1注浆器连接管采用环氧树脂钢丝双高压管，高压管内外管壁光滑、浆液不易粘结、耐磨、耐腐蚀、整管硬度高于橡胶管，单人轻松提升或装塞注浆器、节省人力，明显提高施工效率；

8.2注浆器进浆孔径加大至15mm后，成为双管双液的混合液生成器，浆液通过流速明显加快；

8.3注浆器由原来的安装两个橡胶密封圈皮碗改为以单个橡胶密封圈皮碗，同时增设柱塞收紧器用细铁丝套住橡胶密封圈皮碗。袖阀管中混合液返浆至注浆器顶部的几率非常少，大大减少橡胶密封圈皮碗更换次数、也避免了混合液返浆至注浆器顶部而造成的埋塞。

8.4.在距离地面袖阀管孔口近处，设置双孔止回阀，能防止压浆泵停止工作时，高压混合液沿单液压浆管返回，造成塞管。

9结语

华阳路南延（含华阳桥）道路工程施工第二标段桥梁施工过程中遇到的各种市政管线就地加固保护时，通过选用袖阀管注浆加固方法、改进袖阀管注浆器结构、严格袖阀管注浆工艺、注浆参数、施工技术要点等管理措施，紧邻桥梁的各种市政管线就地加固保护效果良好，保证了工程整体施工进度和施工安全，赢得了各方好评。

参考文献：

[1]刘热强，张赛军，方创熙，林顺添，刘芳等《一种袖阀管用注浆器结构》，2016，中华人民共和国国家知识产权局.

[2] 《建筑地基基础设规范》（DBJ 15-31-2003）.

[3] 《建筑地基处理技术规范》（DBJ 15-38-2005）.

[4]王杰，《岩土注浆理化与工程实例》，科学出版社于2001-04-01出版.

作者个人简介：姓名（刘芳），出生年（1988-11），职称（建筑工程管理工程师），研究方向：建筑工程施工与管理