基于厚壁圆筒理论的袖阀管注浆开环压力计算方法及影响因素分析

目的袖阀管注浆技术已广泛应用于地层加固、路基病害治理、地铁站渗漏水处治等众多工程领域,然而袖阀管注浆的关键技术—开环压力的确定问题目前尚未有效解决。为解决此问题,方法基于厚壁圆筒理论模型,提出任意倾斜状态下袖阀管出浆口地层应力计算方法,结合第四强度准则,建立考虑多因素综合影响的袖阀管注浆开环压力理论计算公式,并进行开环压力影响因素分析。结果结果表明,袖阀管注浆开环压力随套壳料抗压强度、套壳料与土体泊松比比值、注浆深度、地层最小与最大水平主应力比值的增大而增大,随着套壳料内外半径比、套壳料与土体弹性模量比的增大而减小。套壳料抗压强度、套壳料内外半径比、注浆深度和注浆钻孔方向对开环压力的影响较显著。注浆钻孔方向对开环压力影响较大,α一定时,开环压力随β增大而减小;β一定时,开环压力随α增大而增大。将本文建立的袖阀管注浆开环压力计算公式应用于新建大冶北至阳新铁路DK107+105框架顶进涵工程,并与现有开环压力计算方法进行对比,利用本文方法计算得到的开环压力值更接近现场实测范围,并优于现有计算方法。结论研究结果可为袖阀管注浆理论发展和现场应用提供支持。

隧道超长袖阀管跟管施工工艺及费用研究

袖阀管注浆适用于地表以下50 m内的地基处理,随着深度增加工程会出现钻孔扭矩增加、塌孔、缩孔等问题,普通工艺无法满足更深地基钻进及注浆需求。本文探讨了“采用跟管钻进对70 m范围以内地层进行钻孔,通过袖阀管注浆方式加固地基”的施工工艺,并对其费用进行了研究。结果表明:(1)该工艺解决了超长袖阀管施工过程中的塌孔、缩孔问题;(2)跟管钻孔费用较管棚钻孔造价更高,略低于超前地质预报的钻孔单价,袖阀管注浆的单价略高于普通注水泥浆的费用。

袖阀管应用于灌注桩后注浆的现场试验

针对传统的灌注桩后注浆技术存在的不能多次压浆的问题,将袖阀管注浆技术与灌注桩后注浆技术结合,研究探讨将袖阀管应用于灌注桩后注浆施工。在雄安新区某工点通过开展现场试验,发现袖阀管注浆容易出现注浆管连接耗时长、注浆器与射浆孔匹配难度大、袖阀管堵塞等问题,采用相关技术措施后,袖阀管注浆施工顺利完成,验证袖阀管注浆应用于灌注桩侧、桩端加强的可行性。

上软下硬地层袖阀管注浆对盾构下穿民房扰动控制分析

为了探究深圳上软下硬地层中袖阀管注浆对盾构下穿民房的扰动控制效果,依托深圳轨道交通11号线二期某区间盾构穿越节点,实施了四环节一体的袖阀管注浆加固穿越扰动控制方案,包括穿越前加固必要性模拟验证、加固效果模拟评估、穿越期间施工扰动监测、穿越后加固效果分析。建立了未加固和加固两种工况下盾构穿越的三维有限元数值模型,基于实测数据检验了模型计算结果的可靠性,结果表明在未加固工况下民房沉降极易超越警戒值,验证了袖阀管注浆加固的必要性。而后基于加固模型评估了袖阀管注浆加固效果,计算表明袖阀管注浆加固至少将民房测点的沉降降低了40%,可有效控制盾构穿越对民房造成的施工扰动,实际监测数据与数值模拟吻合较好。此外,实测和模拟表明注浆加固将改变地表沉降槽形状,加固范围内的地表沉降将显著减小,沉降槽呈不对称分布。

袖阀管劈裂注浆在铁路路基深层加固中的应用

近年来,随着高速铁路快速建设及开通运营,路基工程的病害时有发生,铁路路基基底若存在高压缩性软土或其他不利软弱夹层,勘察、设计、施工阶段未发现,铁路建成联调联试或运营阶段,在列车动荷载作用下,会造成路基整体不均匀沉降的病害发生。该文以东南沿海某铁路软土路基沉降病害整治为例,介绍袖阀管劈裂注浆施工工艺及轨道变形控制方法,对铁路运营线路地基进行深层加固,该注浆工艺有效地控制注浆压力和注浆区域,具有可多次注浆,注浆成本较低等特点,并取得显著的加固效果。

袖阀管注浆用套壳料配合比优化

套壳料质量的好坏是决定袖阀管注浆成功与否的关键。为确定适用于袖阀管注浆用套壳料的最优配合比,开展了水、水泥、膨润土、水玻璃等材料不同占比下的室内试验并进行套壳料微观结构分析。水灰比对套壳料抗压强度影响最显著,水灰比越大,套壳料抗压强度越小;膨润土和砂在一定程度上可以提高套壳料前期抗压强度,但对后期强度基本不产生影响;水灰比越小,套壳料初、终凝时间越短,水玻璃对缩短套壳料终凝时间更显著;膨润土含量以及砂的存在对套壳料凝结时间基本不产生影响。

袖阀管注浆技术在偏压隧道中的应用

孟北路隧道穿越碎石土层、中风化泥晶灰岩、中风化泥砾屑灰岩,隧道埋深较浅,地下水补给丰富,隧道周围岩体富含裂隙水,隧道出口偏压,采用回填碎石土及袖阀管注浆,消除偏压影响,成功解决暗挖过程中浅埋偏压隧道容易坍塌的问题。目的是为类似工程施工提供经验借鉴。

采用钢制袖阀管加固既有铁路基础施工技术研究

介绍常见铁路基础的加固技术,阐述了铁路基础加固方案、具体措施和加固效果,通过合理制定注浆方案、提高钻孔施工效率、选用高性能注浆材料、合理安装袖阀管、采用先进施工设备等措施,优化铁路基础加固技术,可为相关技术人员提供参考。

袖阀管注浆技术在机场飞行区土溶洞中的应用研究

随着民航业的发展,机场选址地质越发复杂,岩溶地质问题频发,造成地基不均匀沉降或在荷载作用下产生塌陷,影响工程质量和安全性。常规地表深溶洞处理方式为强夯补强和灌注混凝土;浅溶洞常规处理方式为挖清爆后回填。为了能更好地处理填充型深土溶洞,文章提出了袖阀管注浆技术,并结合实际案例,对其进行理论分析、现场勘查和实验模拟等,发现该技术不仅能保证地基处理质量还可以避免大量土石方的挖填,具有施工方便、质量良好、工期短、经济合理等特点。

富水炭质千枚岩隧道集束水平袖阀管注浆加固施工技术

针对富水炭质千枚岩隧道在开挖过程中,炭质千枚岩遇水软化呈流塑状,导致掌子面失稳发生溜塌无法掘进的问题,本文采用一种新的注浆工艺进行止水与围岩固结。超前注浆采用前进式分段注浆、钻杆后退式分段注浆、集束水平袖阀管分段注浆相结合的注浆施工工艺。结果表明:所采用的超前注浆加固方案合理、施工安全高效,能够对该段富水炭质千枚岩地层实现有效加固,研究成果可为同类工程借鉴。

袖阀管劈裂注浆加固粉土路基实验研究

通过室内大型模拟实验,对粉土路基强度、刚度在毛细水作用下的衰减规律和袖阀管劈裂注浆加固路基的效果进行研究。实验模拟新建路基、潜水位20 cm/50 cm的毛细水作用路基、袖阀管注浆劈裂土体加固路基等4个工况,得到粉土路基土体含水率的分布规律和物理力学指标;在分级循环加卸荷载的作用下,得到路基模型总体刚度、受力和变形的特性;挖除路基模型,观察袖阀微桩及浆液扩散的形态。结果表明:毛细水作用可使粉土路基模型总体刚度降低70%,土体抗剪强度下降,路基竖向塑性变形随荷载增大快速增加;水平分层劈裂土体凝固的浆液不仅阻断了毛细水的上升通道,而且与底端扩大的微桩形成空间骨架与土体共同作用,骨架与土体各承担荷载大约50%,袖阀管加固粉土路基效果显著。

袖阀管注浆技术改性土体研究及效果评价

注浆技术作为一种有效的岩土工程施工方法,理论研究远落后于工程应用。在简要分析袖阀管注浆原理及注浆机制类型的基础上,采用岩土颗粒流程序,从微观上模拟了单孔条件下不同注浆压力对土体改性效果的影响,认为随注浆压力的提高,土体出现显著的压密效应,拉应力增加且范围扩大,并产生劈裂注浆效应,尤其是注浆孔周围土体,空间置换率较大;同时模拟了多孔状态下浆液扩散、土体压密及劈裂效应产生的过程,认为对于土体改性存在一合理的注浆压力,浆液挤压土体并在土体中产生劈裂缝,在多孔之间贯通、交叉,形成网状浆脉,土体得到整体改性。模拟结果与现场注浆试验取得了较为一致的结果,土体改性效果良好。

袖阀管注浆法加固地基技术的改进与应用

针对传统袖阀管注浆法的跑浆串浆现象以及在地基中产生明显的挤土效应问题,提出了双阀布袋袖阀管注浆法,即在常规袖阀管外套上高强纺织土工密封布袋,并在外侧固定配有阀门的塑料排水板;结合梅汕高速公路工程现场试验,探讨了双阀布袋袖阀管注浆法的应用对桥台、路基变形及孔隙水压力的影响。结果表明:双阀布袋袖阀管注浆法可以有效控制串浆跑浆现象,注浆间歇期各深度孔隙水压力消散较快,挤土影响范围可控制在6m左右且持续时间相对较短;运营期加固处理工程不宜直接设置塑料排水板。

浅谈袖阀管劈裂注浆法在地基加固处理中的应用

以北京地铁十号线地基加固处理的施工为例,介绍了一种注浆加固松散地基的特殊施工方法———袖阀管劈裂注浆法。这种施工方法不但具有造价低、施工工艺简单、快速方便等优点,而且施工过程不破坏地上建筑和路基,也不影响其他施工作业,对保证工程质量和总体施工进度有较大的实用价值。

袖阀管注浆工法的改进与应用

我国自引进袖阀管注浆工法以来,得到较为广泛的应用,但在该工法应用中,也逐渐暴露出了施工工艺较复杂,注浆管材价格较高,注浆过程中易出现串浆、卡管等问题。为此,笔者通过对袖阀管注浆工法的进一步研究,并结合工程实践,研制了新型的PVC袖阀管,开发了台阶式止浆塞,并将施工工艺中的封孔工艺简单化,从而使该工法更简单、实用、造价低,具有推广应用价值。

袖阀管注浆对临近土体变形影响的试验研究

袖阀管注浆会引起周围土体变形,进而影响临近构筑物的安全。依托杭州某工程,现场试验研究了袖阀管注浆过程中土体的变形规律,并进一步研究了注浆参数和结石体体积之间的关系。试验结果表明:注浆引发临近土体的水平变形呈现一定的规律性,土体水平位移量随着注浆量的增大呈现增大的趋势,随着孔隙水压力的消散而逐渐减小;随着距注浆孔距离的增大,土体的水平位移量逐渐减小;改变注浆深度对土体水平位移量的影响较小,且水平位移最大值出现在注浆所在深度附近。地层孔隙水压力在注浆前后呈现先增大后减小的趋势,且距注浆孔越大,孔隙水压力变化值也越小。通过后期对土体开挖,得到结石体体积均约为对应注浆量的30%。研究成果对于袖阀管注浆及类似工程的设计和施工具有一定的参考价值和指导意义。

非均匀地应力下袖阀管注浆开环压力研究及应用

基于对深厚地层套管、水泥环的理论研究,建立了非均匀地应力下套壳料力学模型进行弹性分析并推导套壳料的应力分布表达式,结合第四强度准则讨论注浆压力和侧压力系数对套壳料开环的影响。研究结果表明:袖阀管注浆开环压力小于套壳料的养护强度,随着侧压力系数的增大所需的注浆压力也增大。理论推导的袖阀管注浆开环压力和汉宜(武汉—宜昌)高速铁路施工测量数据相吻合。研究结果对完善袖阀管注浆技术和确定注浆压力有实用价值。

袖阀管注浆在隧道穿越楼房施工中的应用

袖阀管注浆作为一种常用的注浆加固方式,广泛应用于不良地层的处理、地基的加固、控制楼房、桥梁、管线等建(构)筑物沉降等。北京地铁10号线一期工程中,在隧道近距离穿越某宿舍楼楼段施工过程中,严格按照暗挖"管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测"的十八字方针,以及后退式袖阀管注浆"注浆一段、开挖一段"的原则,采用洞内水平袖阀管全断面帷幕注浆的方法取得了较为理想的效果。

袖阀管注浆法在松散地层防渗处理中的应用

以西龙池抽水蓄能电站1号拦沙坝防渗加固处理为例,介绍了一种注浆加固松散地层的特殊施工方法—袖阀管注浆法。该方法使松散地层的土体强度与防渗效果在多次注浆后得到提高,土体与水泥凝结体结合在一起,增强整体抗滑、抗压和防渗能力。根据不同地层情况,该方法采用不同的材料,选择不同注浆参数,用一根注浆管进行注浆作业。采用此方法对松散地层基础进行防渗处理后,能够满足设计要求。此方法施工工期短、施工工艺简单、易操作、造价低,对类似坝基的防渗加固效果较好。

袖阀管劈裂注浆加固技术数值模拟研究

应用ABAQUS非线性有限元分析软件,对采用袖阀管劈裂注浆技术加固的粉土路基进行了数值模拟研究。通过对袖阀管劈裂注浆施工方法和作用机理的分析,确定对粉土路基采用三维弹塑性模型和Mohr-Coulomb屈服准则进行模拟,袖阀管桩采用三维弹性模型。通过试验确定模型计算参数,模拟对比分析了粉土路基加固前后的稳定性安全系数,并对位移、受力和塑性进行分析。数值模拟结果表明,袖阀管劈裂注浆加固粉土路基效果显著。