袖閥管注漿作為一種成熟、先進(jìn)的注漿工藝，被廣泛地應(yīng)用于基坑帷幕、地基及壩區(qū)加固等工程之中，擁有極為廣闊的應(yīng)用前景。袖閥管注漿是將袖閥式注漿管通過鉆孔下人地層，采用分段注漿工藝，使?jié){液在壓力條件下，較均勻地進(jìn)人地層，以達(dá)到漿液在地層中分段可控、均勻擴(kuò)散的目的。
1、工程概況
某高速公路某標(biāo)段地處低山丘陵區(qū)，沿線地形起伏，山高坡陡，河谷深切，山體交錯，地形復(fù)雜，施工場地狹窄。該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏熱冬暖，四季分明，雨量充沛，且多為集中暴雨，往往形成山洪暴發(fā)，對山坡及建筑物沖刷嚴(yán)重，并存在地下水作用。地質(zhì)資料揭示，該填方路基段位于古滑坡遺址之上，雖經(jīng)專家論證，古滑坡較為穩(wěn)定，但應(yīng)采取安全保證措施，加強(qiáng)安全儲備。
由于場地狹小、施工組織等原因，其中某段路基在邊坡施工中為刷方土體及棄碴所填，未按規(guī)范進(jìn)行分層選料及碾壓。由于路基填方體多為前期坡面強(qiáng)風(fēng)化破碎巖體，承載力及密實(shí)度均難以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，為確保工程質(zhì)量及建成后的運(yùn)營安全，必須對該段路基進(jìn)行有效處理。
2、方案選擇及確定
根據(jù)目前情況，該段路基處理常用的方案有兩種：翻填夯壓和注漿加固。
由于工程地質(zhì)復(fù)雜，施工難度高，工期壓力大，如采用挖方翻填夯壓不僅難以保證工期，而且由于施工場地狹窄，機(jī)械施工難度極大，質(zhì)量也難以保證。
據(jù)此，相關(guān)專家認(rèn)為，注漿加固是行之有效的辦法。通過從地表注漿使填方體之間空隙得以密實(shí)充填，使填方體同滑坡面的聯(lián)結(jié)力增大，提高路基承載力，從而使路基各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到規(guī)范要求。
地表注漿形式多樣，而后退式袖閥管注漿工藝則以其獨(dú)具的特點(diǎn)不僅可以滿足現(xiàn)場的可操作性，還能較好地保證注漿效果：
?、?注漿深度大、可注性好；
② 可分段注漿，從而解決不同地層吸漿能力不同的問題；
?、?可根據(jù)需要進(jìn)行重復(fù)注漿；
?、?注漿過程中發(fā)生冒漿和串漿的可能性??；
⑤ 鉆孔、注漿可平行作業(yè)，有利于提高工作效率。
采用袖閥管注漿工藝對地層進(jìn)行充填固結(jié)在鐵路、煤礦采空區(qū)及水電工程中較為普遍，但在提高高速公路路基承載力及密實(shí)度方面尚較少運(yùn)用，存在填方體不均勻、注漿范圍不易控制、地層參數(shù)難以準(zhǔn)確掌握等困難，因此施工中需要進(jìn)行全面、完整的設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的施工工藝控制，并根據(jù)實(shí)際情況不斷優(yōu)化施工參數(shù)，遵循動態(tài)控制原則，最終得到較為滿意的效果。
3、注漿設(shè)計(jì)
該段古滑坡堆積土沿路線寬約100 m，縱長約200m，在路線附近厚14.6 m。根據(jù)滑坡上邊坡以上和路基部分上、下兩塊滑體受力計(jì)算結(jié)果，對于古滑坡段除對邊坡進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索地梁進(jìn)行錨固外，路基左側(cè)采用5根預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁，并將原設(shè)計(jì)擋土墻改設(shè)為7根抗滑樁，以確保古滑坡的穩(wěn)定（圖1），在此基礎(chǔ)上進(jìn)行路基充填注漿設(shè)計(jì)。
圖1 抗滑樁設(shè)計(jì)斷面圖
3.1 設(shè)計(jì)原則
?、?針對該段堆積體的類型和地質(zhì)條件，采用相應(yīng)的注漿措施充填固結(jié)路基，提高路基密實(shí)度；
?、?抗滑樁間注漿
材料選用擴(kuò)散范圍可控性較好的普通水泥一水玻璃雙液漿，路基固結(jié)注漿材料選用可注性好、經(jīng)濟(jì)合理的水泥粉煤灰漿作為主材；
?、?底部預(yù)留滲水通道，防止因注漿阻塞地下水通道后，路基一側(cè)積水而對路基及古滑坡穩(wěn)定不利，同時考慮到此處為穩(wěn)定滑坡體，帷幕及路基注漿深度僅深入原地表以下、滑面以上；
④ 采用后退式分段靜壓注漿工藝，要求均勻充填及固結(jié)地層；
⑤ 遵循動態(tài)原則，即施工過程中根據(jù)施工實(shí)際對施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確保注漿效果。
3.2 注漿設(shè)計(jì)
注漿漿目的及工藝、材料合理選擇并確定，本工程注漿分為抗滑樁問帷幕注漿及路基充填固結(jié)注漿兩部分。
?。?） 抗滑樁間帷幕注漿
K73+84.5～+154．5段抗滑樁間帷幕注漿設(shè)計(jì)孔間距為1 m，排間距為0.9m，擴(kuò)散半徑為0.6m，漿材選用普通水泥一水玻璃雙液漿，帷幕深度以進(jìn)入原地表以下2 m為宜（圖2）。
圖2 抗滑樁問帷幕注漿孔位設(shè)計(jì)圖（單位：m）
圖3 路基固結(jié)注漿孔位設(shè)計(jì)圖（單位：m）
?。?） 路基充填固結(jié)注漿
抗滑樁側(cè)路基固結(jié)注漿設(shè)計(jì)孔間距為2 m，排間距為1.8 m，擴(kuò)散半徑為1.2 m，漿材選用水泥粉煤灰漿，注漿深度以進(jìn)入原地表以下2m為宜（圖3）。
?。?） 注漿設(shè)計(jì)參數(shù)
根據(jù)工程類比及施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工程特點(diǎn)及注漿目的等因素，確定本工程注漿參數(shù)如表l所示。
表1 注漿設(shè)計(jì)參數(shù)
4、注漿試驗(yàn)
為保證注漿質(zhì)量，進(jìn)一步確定合理的漿液配比及注漿參數(shù)，注漿施工前進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場試驗(yàn)段施工，對設(shè)計(jì)注漿參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。
4.1 室內(nèi)試驗(yàn)
針對注漿目的和注漿材料的可注性主要對普通水泥一水玻璃雙液漿的漿液配比、膠凝時間及水泥粉煤灰漿液的可注性等進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2
一表4。
表2 水泥粉煤灰漿液稠度試驗(yàn)成果表
表2中漿液標(biāo)準(zhǔn)稠度均>10 s，可滿足充填地層空隙過程中漿液流動滲透要求。
表3 普通水泥一水玻璃雙液漿配比試驗(yàn)結(jié)果
從表3、表4可以看出，各組配比均可滿足施工及樁間止?jié){強(qiáng)度要求，但第一組配比中水灰比較大，可達(dá)到經(jīng)濟(jì)高效的目的，現(xiàn)場可選用第一組配比作工程試驗(yàn)。
表4 水泥一水玻璃雙液漿強(qiáng)度試驗(yàn)成果表
4.2 現(xiàn)場試驗(yàn)
由于地層的不均勻性及雙液漿凝膠時間較快的特點(diǎn)，注漿之前需在適當(dāng)?shù)奈恢眠x取試驗(yàn)段，按設(shè)計(jì)及室內(nèi)試驗(yàn)所確定參數(shù)進(jìn)行注漿施工，對注漿效果進(jìn)行檢測評估，同時還能達(dá)到熟練工藝操作的目的。
試驗(yàn)段注漿鉆孔實(shí)施過程中，由于抗滑樁鎖口的影響，地面上布孔區(qū)域減小，難以嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行布孔，經(jīng)過分析，采取了將樁間注漿孔數(shù)減少，而間距、深度及注漿總量均保持不變的措施。試驗(yàn)段帷幕注漿孔為8個，路基注漿孔為52個。
試驗(yàn)段施工完成后，對注漿效果進(jìn)行了檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)地層吸漿量較大、壓力變化較小，巖芯中可見以滲透為主形成的不均勻漿脈，基本達(dá)到了充填空隙、形成止?jié){帷幕的效果，但注漿量需加大。根據(jù)效果分析，進(jìn)一步確定注漿施工參數(shù)如表5所示。
表5 注漿施工參數(shù)表
5、注漿施工工藝
5.1 袖閥管注漿工藝流程
樁間帷幕和路基注漿施工均采用后退式袖閥管分段注漿工藝，即采用地質(zhì)鉆機(jī)垂直于地面鉆孔，下入袖閥管后，通過雙液注漿泵進(jìn)行后退式分段注漿，較均勻地固結(jié)充填地層空隙。其施工工藝流程如圖4。
圖4 后退式袖閥管注漿工藝流程圖
5.2 注漿工藝控制
由于注漿不同于
其它工藝，施工中存在地層復(fù)雜、漿液流動隨意性較大等困難，在嚴(yán)格工藝控制的同時重視過程控制，根據(jù)試驗(yàn)段施工及注漿效果分析，施工中采取以下措施以保證注漿質(zhì)量：
① 跳孔跳排間隔注漿：路基注漿第一步注奇數(shù)排奇數(shù)孔，第二步注偶數(shù)排奇數(shù)孔，第三步將余下孔依次由外向內(nèi)注，帷幕注漿則采用先外側(cè)后中間的注漿順序；
② 定量定壓注漿：外側(cè)先注孔采用以定量為主進(jìn)行控制，而內(nèi)側(cè)后注孔則以壓力控制為主；
?、?結(jié)合注漿壓力分析地層吸漿量，針對注漿不足的孔進(jìn)行補(bǔ)注；
?、?注意觀察壓力、流量、漿液及周圍環(huán)境變化，并及時調(diào)整注漿參數(shù)，做到施工過程動態(tài)控制。
6、效果檢查
注漿結(jié)束后，結(jié)合本工程注漿目的及特點(diǎn)，采用了分析法、取芯觀察法、注水試驗(yàn)法及重力觸探法等手段對注漿效果進(jìn)行了檢驗(yàn)及評價，結(jié)論如下：
?、?通過注漿記錄數(shù)據(jù)對注漿過程進(jìn)行分析及注漿量反算等方法，從理論上驗(yàn)證了注漿效果；
?、?巖芯中可明顯觀察到灰褐色漿液擴(kuò)散脈分布，并具有一定強(qiáng)度；
?、?通過注漿區(qū)域及未注漿區(qū)域注水試驗(yàn)對比分析，注漿后地層滲透系數(shù)達(dá)1.017×10cm/s（4
#），而注漿前地層試驗(yàn)孔內(nèi)注水時水位無法穩(wěn)定，具有顯著區(qū)別；
?、?重力觸探試驗(yàn)成果表明，固結(jié)注漿區(qū)域比未固結(jié)注漿區(qū)域觸探錘擊數(shù)高一倍以上。
綜上所述，路基填方體通過袖閥管注漿，其密實(shí)度和承載力有了較大提高，滿足了相關(guān)路基指標(biāo)的要求。
7、結(jié)束語
后退式袖閥管注漿在公路路基處理中的成功應(yīng)用，對于高速公路工程具有較高的推廣價值，為充分發(fā)揮袖閥管注漿的作用，應(yīng)結(jié)合工程特點(diǎn)，對袖閥管注漿參數(shù)及影響注漿效果的因素進(jìn)行分析探討，以期在今后的工程應(yīng)用中能不斷得以改進(jìn)。
