TSS型注浆管及其注浆技术的研究与应用

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1、TSS型注浆管及其注浆技术的研究与应用张民庆（铁道部隧道工程局，471009）提要本文主要介绍了TSS型注浆管及其系列配套设备的研制，以及该种注浆管注浆技术的研究和工程应用。主题词TSS型注浆管系列配套设备注浆技术研究应用1概述袖阀管注浆工法又称索列坦休斯工法，它是由法国Soletanche灌浆公司首创的一种注浆工法，该工法在国内外施工中已被广泛采用，但一般局限于地表垂直注浆施工。铁道部隧道工程局经过深入研究，拓宽发展，形成“饱和动态含水砂层注浆工法”，工法的主要技术是洞内采用袖阀管，采取长短管相结合注浆工艺对饱和动态含水砂层进行注浆。该工法曾在广州地铁杨体区间成功地解决了

2、111.8m饱和动态含水砂层的注浆施工。工法的主要技术优、缺点如表1。饱和动态含水砂层注浆工法主要技术优、缺点表表1序号优点缺点1套管跟进钻进成孔，解决了饱和含水砂层的成孔难题。①套管跟进钻孔，工艺实施难度较大；②套管跟进钻机为大型机械，增加了工程的投入；③机械体积较大，使用不方便，不适宜于小型断面施工。2极座标法布设注浆孔，定位快速、方便。①增加了无效注浆范围，增加了工程造价；②形成了较大的注浆死角，需要大量的补孔注浆；③钻孔角度较大，增加了成孔的难度；3采取套管后退式工艺安设注浆管，解决了饱和含水砂层中注浆管的安设。套管口径大，钻进困难，采取适量的排砂措施，虽然可以增加

3、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。4①硬质PVC塑料管采用袖阀式结构，起到了单向阀管的作用，可以保证浆液顺利地注入地层，而地层中的水和砂粒不会进入注浆管而造成注浆管堵塞，保证了注浆质量；②注浆管内壁光滑，PC系列止浆塞解决了止浆问题，可以实施分段注浆工艺。①PVC塑料注浆管易受压变形，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；②．PVC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，增加了工程成本；③注浆管价格

4、较高，材料来源不广，易限制工程的顺利进展；④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。综合以上主要技术特点，其不足之处主要是由于采用袖阀管限制了钻进、成孔、注浆，因而，需要研究更适合于饱和动态含水砂层的注浆管材及工艺。目前，铁道部隧道工程局研制的TSS型注浆管材及其注浆工艺是在袖阀管基础上更具有适用性、优越性的材料及工艺，它具有如下特点：（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；（3）采用相对位置法定位，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）

5、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，同套管跟进成孔、下注浆管技术相比较，布设一根注浆管时间可由原来的2h缩短为20～30min，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。2TSS型注浆管及其系列配套设备的研制2.1基本原理为便于系列设备的配套，保证焊接钢管顶管布设时不易弯曲变形，

6、TSS型注浆管采用加厚型GBφ32（或寸）焊接钢管加工制作。焊接钢管内径的误差是影响止浆系统的重要因素。选择60根GBφ32焊接钢管进行内径测试。测试结果如下：平均内径：36mm；φ≤34.92mm（即平均内径小于-3%误差范围）0根34.92mm＜φ≤35.28mm（即平均内径-3%～-2%误差范围）1根35.28mm＜φ≤35.64mm（即平均内径-2%～-1%误差范围）3根35.64mm＜φ≤36mm（即平均内径-1%～0%误差范围）22根36mm＜φ≤36.36mm（即平均内径0%～1%误差范围）27根36.36mm＜φ≤36.72mm（即平均内径1%～2%误差范围

7、）7根36.72mm＜φ≤37.08mm（即平均内径2%～3%误差范围）0根绘制管内径频数曲线，如图1。频数曲线近似为正态分布，可见钢管内径是比较均匀的，最大误差为-3%～2%，这对于注浆系统的止浆十分有利。图1注浆管内径误差频数图2.2TSS型注浆管加工（1）采用JGQ-400移动式型材切割机切割5m长GBφ32焊接钢管;（2）采用气割机将焊接钢管前端割成三瓣花叶状，用铁锤将三瓣花叶状钢片向钢管轴心方向敲笼成尖锥型，用电焊焊接尖锥部位，使其密闭性良好。（3）在注浆管末端加焊φ6～8mm钢筋制成管箍。（4）按注浆管