tss型注浆管的研制及在饱和含水砂层的应用wbn9y.docx

型 注 浆 管 的 研 制 及 在T S型 注 浆 管 的 研 制 及 在T SS饱 和 含 水 砂 层 的 应 用Ξ丁 锐(铁道部隧道工程局, 河南 洛阳 471009)提 要: 本文是为了解决饱和含水砂层的分段注浆中的成孔难、钻机机械体积较大、PV C 塑料注浆管易受压变形、价格较高等缺点, 通过对 T SS 型注浆管的研制, 及其在饱和含水砂层的应用, 成功地解决了单向袖阀 式小口径注浆管工艺, 大大地提高了工程进度, 降低了造价。主要介绍了 T SS 注浆管的逆止阀和单向止浆系 统的设计与实验以及 T SS 注浆管在饱和含水砂层应用中的施工工艺。主题词: 注浆管; 饱和含水层; 研制; 应用中图分类号: U 445 文献标识码: A浆;1研究目的及意义在饱和含水砂层中注浆, 注浆工艺是注浆施工获( 4) 钻孔角度较大, 增加了钻孔的难度; 套管口径大, 钻进困难, 采取适量的排砂措施, 虽然可以增加钻 进速度, 但工艺要求技术性特别高, 工人掌握较为困难, 施工中稍有不慎, 易引起较大的涌水、涌砂事故。(5) 施工中一般只能采取钻一孔、注一孔的施工原 则, 工序转化频繁, 降低了工效;( 6) PV C 塑料注浆管相对较软, 需要加强筋提高 其抗折强度, 这样增加了注浆管的外径尺寸, 随之施工中需要采用较大的套管配套, 增加了钻进难度, 因而需 要钻机有较高的功率, 这样, 浪费了能源, 增加了工程 成本;( 7) 注浆管, 材料来源不广, 易限制工程的顺利进 展;(8) 塑料注浆管强度较低, 不能有效地充当超前小 导管的支护作用。针对该工艺以上的不足之处, 需要研究更适合于 饱和动态含水砂层注浆管材及工艺, 目前, 隧道局科研所正着力于研究 T SS 型注浆管, 即单向袖阀式小口径 注浆管工艺。 该工艺的研究成功具有以下意义:(1) 施工中不需要大型钻孔机械, 给施工配套带来 方便;(2) 采取风钻或风镐顶进技术布设注浆管, 不易造 成注浆管布设过程中的涌水、涌砂事故;得成败的关键因素之一。对于饱和含水砂层, 从地质角度看, 一般为海陆交互冲积层或填置沉积层构造, 地层 中砂层分布一般表现为中、粗、细砂交互出现结构, 地 层的均一性很差, 因而, 在饱和含水砂层中注浆施工, 不应采取长距离全孔一次性注浆方式, 应采取分段式注浆方式进行注浆施工。根据地层的构造特点, 经过广 州地铁杨体区间饱和动态含水砂层的注浆试验研究确定, 采用 016 m 的注浆段长 ( 或称注浆步距) 能够较好 地解决饱和含水砂层的不均一性特点, 可以获得较好的注浆效果, 所以可以说, 饱和含水砂层的注浆工艺要 点是注浆实现分段式。 分段式注浆要求注浆管必须满足单向袖阀式, 止浆塞必须具有良好的止浆效果。广州地铁杨体区间成功地运用了套管钻进成孔工艺、注浆 管极坐标法布设工艺、PV C 硬质单向袖阀注浆及其止浆塞的配套组合工艺, 解决了饱和动态含水砂层的注浆难题。 但是上述工艺存在着如下的缺点: (1) 套管跟进钻孔, 工艺实施难度较大;( 2) 套管跟进, 使用不方便, 不适宜于小型开挖断 面的施工, 且增加了无效注浆范围, 造成了浆液的浪 费, 从而增加了工程造价;( 3) 形成了较大的注浆死角, 需要大量的补孔注Ξ 收稿日期 1999212215 丁锐 工程师 男 1968 年 9 月出生96铁道 工 程 学 报2000 年 3 月(3) 采用空间相对坐标法定位, 将角度定位技术转96铁道 工 程 学 报2000 年 3 月(3) 采用空间相对坐标法定位, 将角度定位技术转化为距离定位技术, 定位方便, 易于掌握、实施;(4) 可以实现注浆管沿开挖断面周边进行布设, 减 少了无效注浆范围, 节约了注浆材料, 降低了工程成本;(5) 注浆管口径小, 钻进容易, 节约了能源, 降低了 工程成本;( 6) 钢管硬度大, 可以实施多孔钻注作业, 节约时 间, 缩短工期;( 7) 采取顶管技术, 较套管跟进成孔、下注浆管技术相比较, 布设一根注浆管时间可由原来的 2 h 缩短 为 20～ 30 m in , 节约时间 70～ 80% 以上, 大大地缩短了工期;(8) 材料来源广, 成本低;(9) 注浆管为焊接钢管, 周边布设后可以起到超前 支护加强作用, 对稳定地层十分有利。制作。 芯管加工尺寸如图 2 所示。图 2 注浆芯管加工尺寸图 (单位: mm )2. 1. 3 顶管加工采用 28×215 mm , 长 313 m 的无缝钢管作为顶 管。顶杆螺母加工采用 60 ×30 mm 的圆钢加工, 加工尺寸如图 3所示。2T S