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高承壓富水砂層隧底注漿防噴涌技術

		點擊數：	更新時間： 2025年07月06日
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上一篇：含砂地層盾構渣土減量化資源化利用技術介紹

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中國建筑一局（集團）有限公司科技創效推廣應用技術名錄
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（一四二）高承壓富水砂層隧底注漿防噴涌技術
1. 技術背景
福州地鐵4 號線一期2 標段土建8 工區位于福州市臺江、晉安兩區，車站采用明挖順做，區間
隧道為盾構隧道。盾構隧道外徑6.2m，內徑5.5m，管片厚度0.35m，隧道埋深10~17m，整體位于含
泥中細砂層中，區間范圍內地下水位埋深3~5m（承壓水），區間隧道位于富水砂層中，隨底注漿施
工u 過程中受地層和水位影響，易發生噴涌現象。
2. 技術簡介
高承壓富水砂層隧底注漿防噴涌技術，是在注漿頭上部“L”形槽內放置兩個密封圈，頂部焊接
墊片，袖閥鋼管底部焊接錐頭，頂部外絲連接球閥。通過墊片緊固兩個密封圈，兩個密封圈的凹槽
設計充分把水隔斷在密封圈以下，錐頭避免管片壁后的水、砂直接從套管底部大量流入，球閥防止
袖閥鋼管預留孔洞內進來的水從套管頂部噴出，進而解決了在富水砂層中施打袖閥鋼管出現涌水涌
砂的難題。本技術所需構件易得，且充分利用可周轉施工的特點，可批量定制化施工。
本技術通過設置兩個密封圈和一個墊片，一方面通過墊片固定兩個密封圈，另一方面兩個密封
圈的凹槽設計、凹槽面迎水放置、兩密封圈疊放，充分把水隔斷在密封圈以下，并且保證了袖閥鋼
管施打的流暢性，解決了注漿頭和袖閥鋼管之間涌水涌沙的問題；通過在袖閥鋼管底部連接錐頭，
既保證了袖閥鋼管施打的流暢性，又保證了管片壁后的水、砂不會直接從套管底部大量流入；通過
袖閥鋼管頂部球閥的設置，防止了從袖閥鋼管預留孔洞內流通的水、砂由套管頂部直接噴涌。
1—鋼管；2—球閥；3—墊片；4—第一密封圈；5—第二密封圈；
6—注漿頭；7—袖閥鋼管；8—錐頭；9—管片注漿孔
圖1 隧底注漿鋼袖閥管圖
3. 適用范圍
本技術適用于在高承壓富水砂層、易發生涌水涌砂的地層中進行隧底注漿施工。
在已成型隧道底部120°范圍，可利用管片預留的注漿孔進行隧底注漿，將鋼袖閥管通過機械
振動打入隧底以下3m，將底部砂層整體加固，達到控制隧道地層沉降的目的。
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圖2 管片背后注漿應用示意圖
4. 施工工藝流程及操作要點
4.1. 施工工藝流程
工藝流程如下圖所示：
圖3 主要施工工藝流程圖
4.2. 施工操作要點
4.2.1. 機具設備的安裝準備
準備機具設備：電動水鉆、電動振動錘、預制注漿頭、3m 長鋼袖閥管、DN32 管的球閥、注漿設
備。
4.2.2 安裝預制注漿頭
在已成型隧道底部120°范圍，清理管片的注漿孔螺紋，將預制的帶螺紋的鐵注漿頭扭入注漿孔，
注漿頭內徑為3.3cm。
4.2.3 水鉆鉆孔
采用3.5cm金剛石水鉆機，鉆穿管片注漿孔，鉆入管片壁后加固層30cm，并預留一節加固層，使用
鋼袖閥管鉆透。
4.2.4 鋼袖閥管防噴涌裝置安裝
（1）在預制注漿頭的L形槽內疊放入兩個橡膠密封圈，密封圈為凹形，將凹形朝下放入。
（2）疊放入兩密封圈后，將與L形槽口頂部同直徑的鐵墊片焊接連接。
（3）將3m長帶外絲的鋼袖閥管頂部與球閥螺紋連接，球閥上在扭入20cm的帶外絲的DN32鐵管。
（4）將帶錐頭的袖閥管整體插入注漿孔。
（5）鋼袖閥管頂面放置振動錘，打開振動錘，人員雙手持振動錘向下壓入鋼管，一人手扶住鋼管，
穩定住鋼管，輔助將鋼管送入地層內至鋼袖閥管球閥底面位置。
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（6）將袖閥鋼管施打到球閥接近注漿頭位置，然后取下20cm的帶外絲的DN32鐵管。
10—注漿頭上部帶“L”形槽的環形鋼套筒；11—注漿頭下部螺紋管；
12—帶外絲袖閥鋼管頂部外絲；13—帶外絲袖閥管孔洞
圖4 注漿頭內部密封圈、墊片與袖閥管防噴涌裝置
4.2.5 隧底注漿加固
將帶外絲的注漿管接入球閥，地面上開啟注漿泵，當隧道內注漿管上的壓力表有跳動時打開袖閥管
上的球閥，進行地層注漿加固。
5. 材料與設備（參考廠家）
材料組成詳見圖1。
6. 效益計算分析
表6.1 經濟效益分析對比表
工藝人工費（元） 材料費（元）
機械費
（元）
總計（元） 實用性分析
已有異形防噴涌裝
置
10×300=3000 1500×40=60000 2×1600+2×1500+2×500=7200 70200
異形防噴涌裝置加工和安裝
工藝復雜，需鉆孔膨脹螺栓
固定防噴涌裝置
改進的預制注漿頭+
鋼袖閥管+球閥
6×300=1800 300×40=12000 2×500+2×1500=4000 17800
改進的預制注漿頭和球閥組
合，使用方便
通過對比，采用改進的預制注漿頭+鋼袖閥管+球閥的組合裝置，單條隧道節約費用
70200-17800=52400元，4條區間隧道，隧底地層注漿加固，共分2階段施工，節約費用約52400×2
×2=209600元。
通過上述兩施工工藝對比分析在人工、材料、機械上的不同區別：人工分析首先異形防噴涌裝置固
定需在管片上打設膨脹螺栓并安裝橡膠墊，而預制注漿頭只需通過管片預留的注漿孔通過螺栓連接
擰緊，然后異形防噴涌裝置需采用水鉆將混凝土管片開孔，鉆至設計標高，而預制注漿頭則利用管
片預留的注漿孔水鉆打穿塑料套及部分同步注漿填充層，插入鋼花管前異形防噴涌裝置需將異形接
頭套與下部結構套螺栓連接成封閉的整體再插入注漿管，才能防止噴涌，工藝復雜。
材料上采用的防噴涌裝置不同，原工藝采用異形防噴涌裝置在管片上安裝固定，改進的防噴涌裝置
采用與管片預留注漿孔同直徑的通用注漿頭，注漿花管均采用鋼花管注漿加固隧底軟弱地層；機械
上開孔均為手持水鉆開孔，異形防噴涌裝置開孔直徑在100mm，預制注漿頭開孔直徑在35mm；打
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入鋼花管設備不同，異形防噴涌裝置采用大錘錘擊的方式將鋼管管打入地層，而預制注漿頭采用的
人工手持電動振動器依靠振動將鋼花管送入到設計標高。
7. 應用實例（典型照片）
8. 技術咨詢服務單位聯系方式
技術提供單位中國建筑一局集團第五建筑有限公司
主要完成人王振、趙保森、劉偉、李加加、呂朋
技術咨詢聯系人王振聯系電話15210864953

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