摘  要：袖阀管注浆法集中了压密注浆、劈裂注浆、渗入注浆的优点，具有分序、分段、定深、定量、间歇、重复灌注的特点，适应性强，在广州新白云国际机场场道淤泥、淤泥质土及土洞处理施工中使用袖阀注浆管工艺，效果良好。

关键词：袖阀管  注浆  新白云国际机场  地基处理

1、引  言

灌（注）浆法是地基处理的常用方法，按地基加固的原理，灌浆法可分为深层搅拌法、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、压密灌浆法和电动化学灌浆法等。袖阀管注浆法因使用了“袖阀管”而得名，该工艺为法国Soletanche公司所首创，故又称Soletanche法，于50年代开始广泛用于国际土木工程界。其适应性强，对砂、砂砾石、粉细砂、软粘土、杂填土、湿陷性黄土等均能达到较好的注浆加固效果。能进行定深、定量、分序、分段、间歇、重复注浆，集中了劈裂注浆、压密注浆与渗入性注浆法的优点。

在广州新白云国际机场场道淤泥、淤泥质土透镜体及土洞的处理施工中，采用了袖阀管注浆法，该注浆工艺经济合理，效果良好，被加固体质量可靠。

2、袖阀管注浆法

2.1 袖阀管结构

袖阀管为内径50～60mm、一次性使用的塑料管，由两部分组成，注浆段为带射浆孔的花管，注浆段以上为实管。花管每隔33cm（即每米3组）钻一组（6～8个孔）射浆孔，射浆孔呈梅花形布设，其外为长5～8cm的橡皮袖阀包裹。

橡皮袖阀的作用是防止泥浆或套壳料进入管内，注浆时，橡皮套被注浆压力冲开，使浆液穿过套壳料进入土层，而当停止注浆时橡皮套又弹回并压紧袖阀管防止地层中的流体倒流到管内。

注浆时，在袖阀管内插入带双塞的注浆花管，其上连接有4"的注浆钢管，注浆钢管通过软管接到注浆泵。注浆时自下而上“分段”注浆，每套双塞注浆花管可包含2组以上的射浆孔，每段的注浆长度为0.5～2m。

2.2 袖阀管注浆施工工序

袖阀管注浆施工工序可分为4步，即泥浆护壁成孔、浇注套壳料、下袖阀管及固管止浆、注浆。

(1) 泥浆护壁成孔：用地质钻机钻注浆孔，孔径90～110mm，观察钻进情况，详细记录待注浆地层顶底界的埋深、厚度。以便确定袖阀管花管的长度及埋设位置。

(2) 浇注套壳料：套壳料为一种粘土水泥浆，主要功能是封闭袖阀管与钻孔壁之间的环状空间，防止灌浆时浆液到处流窜，在橡皮袖阀和止浆柱塞的配合下，逼使浆液只在一个灌浆段内“开环”（即挤破套壳料）而进入地层。

成孔完成后，要将加固段范围内的泥浆置换为套壳料，可通过钢管将配制好的套壳料压入；或将钻杆下到孔底，用泥浆泵将套壳料经钻杆注入孔内。

(3) 下袖阀管及固管止浆：配好袖阀管花管与实管的长度，袖阀管下底端要套好锥形堵头，上顶端要戴上保护帽。将袖阀管垂直下入孔内，下管时可在管内灌满清水，以增加重量，抵抗套壳料的浮力。

袖阀管埋设好后，在套壳料以上的袖阀管与孔壁之间要浇注固管止浆液直至地面，以防止灌浆时浆液向上流窜。

(4) 浆液制备及注浆：浆液可以是纯水泥浆，亦可加入粘土、粉煤灰等材料，可根据对被加固体的强度要求来确定。当强度要求不高时可较多地使用粘土或粉煤灰，在注浆过程中要缓慢搅拌浆液，防止沉淀和析水。

待套壳料具有一定强度后，将4"带双塞的注浆花管从袖阀管中下到注浆段位置，自下而上“分段”注浆。注浆时可在注浆泵前端安装流量计以确定注浆量；亦可根据搅拌桶的容积、浆液流量和注浆压力来确定注浆量。在注浆过程中，应观察相邻注浆孔的返水、排气、冒浆等情况，以判断注浆效果。 

2.3 施工技术要点

(1) 钻孔时要控制孔斜，防止塌孔，保持泥浆质量，防止泥皮附着，孔底沉渣要清理。

(2) 要通过试验确定套壳料配合比，对套壳料的要求是：①适宜的力学强度，强度高可防止浆液串冒，要求早期强度增加较快，后期强度缓慢增加；②收缩性要小，凝固后不致于和袖阀管脱开；③脆性较高，以增加开环后的破碎程度；④析水率较小和稳定性较高。套壳料采用以粘性土为主，水泥为辅的低强度配方（表1）。

表1  套壳料配方及特性

(3) 要通过试验确定开环压力，保证套壳料能够均匀、充分地破碎。开环前，泵压随时间增大，开环后，泵压骤降，继续注浆，泵压逐渐上升。

(4) 要根据对被加固体的质量要求，并通过试验确定注浆压力。对被加固体的强度要求较高时，注浆压力就高，注浆量亦大。

(5) 注浆要根据成孔先后顺序、钻孔布置情况，“分序”注浆、逐次加密。先外后内，外围孔要控制注浆量，“定量”注浆，以免浆液扩散至不必要的地方，中间孔注浆则要在注浆压力下，直至不吸浆为止。

(6)注浆时若邻近孔没有反应，且注浆量过大，可采取“间歇定量分序注浆法”注浆，以控制浆液扩散范围、提高注浆效果。当被加固体与地下水有水力联系，浆液流失过大时，应缩短浆液凝固时间，在浆液中加入一定量的速凝剂。 

3、新白云国际机场场道地基处理

3.1 概 述

广州新白云国际机场位于广州市花都区花东镇与白云区人和镇交界处，场区基岩为石炭系灰岩，上覆第四系土层可分为6大层，主要为粘性土、粉土及粗、砾砂，局部为粉细砂及中砂、圆砾等，局部夹淤泥质土层。场区内存在表层耕植土和填土；沟、坑、塘；膨胀土；土洞和溶洞；淤泥、淤泥质土透镜体等不良地质现象及软弱地基，需要进行处理。其中淤泥、淤泥质土透镜体的处理直接采用了袖阀管注浆工艺，土洞处理采用了先充填低标号混凝土再进行袖阀管注浆的工艺。

3.2 淤泥、淤泥质土处理

新白云国际机场场道地层中夹有的淤泥、淤泥质土透镜体呈流塑状，含有机质及炭化木，结构松散。一般厚1.0～2.0m，埋深4.2～16.3m。其天然含水量39.6%～91.8%，孔隙比1.20～2.458,压缩系数a_1～2=0.57～2.32MPa^-1,压缩模量E_1～2=0.99～4.34MPa，具有高压缩性。要对其进行加固处理，使其压缩性达到中等，减少地基沉降量。需要处理的淤泥、淤泥质土透镜体共10处，体积在9万立方米以上。

淤泥、淤泥质土处理直接采用了袖阀管注浆工艺，各工序施工技术参数及要求如下：

(1) 成孔：注浆孔按孔距×排距为1.6m×1.6m的梅花形布设，采用XY－100型钻机成孔，泥浆护壁钻进，孔径90～110mm，孔位偏差小于100mm，孔斜<1％。孔深要超过土体底界0.20m。

(2) 浇注套壳料：套壳料配合比（重量比）为水泥:粘土:水＝1:1.50:1.88。浇注时，直接用泥浆泵经钻杆注入孔底，要防止泥浆混入套壳料中，浇注高度要超过土体顶界0.20m。

(3) 下袖阀管及固管止浆：袖阀管花管长度要超过土体厚度0.4m，花管与土体范围重合，并超过其顶、底界各0.20m。花管以上至地面为实管，实管要高出地面一定长度，以便于插入注浆管。下袖阀管时可在管内灌入清水以克服浮力，使花管下至孔底，尽量使其垂直居于孔中心。袖阀管下底端要套好锥形堵头，上顶端要戴上保护帽。

固管止浆液配合比为水：水泥=1：1.50。浇注时，在袖阀管与孔壁之间的空隙中下入4"钢管至套壳料顶面，从钢管中注入直至孔口返出，孔口浆面下沉后应多次回灌，保证固管止浆效果。

(4) 注浆：浆液配合比为水:水泥＝1:1~0.8:1或水泥:粘土:粉煤灰:水＝1 : 0.08 ：0.6 : 1，配合比误差要≤5％。经试验得到开环压力为0.3Mpa，注浆压力为0.2～0.6Mpa。将4"带双塞的注浆钢管从袖阀管中下到注浆段位置，自下而上分段注浆，分段长度1.0～2.0m。

“分序”注浆、二次加密。在同一排孔上，一序注浆孔之间相隔3个孔；在一序孔中间加密的注浆孔为一次加密注浆孔；在一次加密孔与一序孔之间加密的注浆孔为二次加密注浆孔。

在搅拌桶中先加入水、粘土和粉煤灰并搅拌，再将水泥倒入粘土浆中，测定体积后将浆液过筛输入注浆池中，注浆池与注浆泵相连，注浆泵为TBW－150型。注浆时通过压力表和浆液流量来控制注浆量。终灌标准为在注浆压力下，吸浆量＜1～2L/min，稳压15min。

3.3 土洞处理

新白云国际机场场区属极强岩溶区，土洞极为发育。要对土洞进行处理，使其能充填密实，充填物能够固结且具有一定的强度，并切断土洞与地下水的联系，使其不再发展。需要处理的土洞有22个，洞体体积超过8万立方米。

土洞的处理采用了先充填低标号混凝土再进行袖阀管注浆的工艺。其袖阀注浆工艺的技术要求与淤泥质土处理相似，不同之处主要有：

袖阀注浆孔孔距排距为2.0m×2.0m的梅花形布置；袖阀管花管长度与洞高相同，套壳料浇注到洞体顶界位置。土洞底部可能与溶洞相连，易受地下水影响，为了避免地下水稀释浆液或将浆液带走，在洞底注浆时要掺加一定量的速凝剂或采用“间歇定量分序注浆法”进行注浆。分序为跳孔注浆，定量为每孔每次注浆5.0m³，间隔时间为12小时。

4、注浆效果

设计要求的淤泥质土及土洞处理的质量标准如表2，经袖阀注浆处理后的质量检测结果如表3。对比可知，袖阀管注浆法效果良好，加固体质量完全达到设计要求。  

表2   淤泥质土及土洞处理工程质量标准

表3   淤泥质土及土洞袖阀注浆后质量检测结果