注浆加固和触变泥浆减阻顶进技术在顶管施工中的应用

1、    注浆加固和触变泥浆减阻顶进技术在顶管施工中的应用    朱伟摘要：以凤溪路截污工程为例，介绍了高地下水位的顶管施工技术。施工中采用超前小导管注浆固化土体，达到了超前加固土体和止水的目的；同时边顶进边灌膨润土泥浆，有效减小了顶管的顶进摩阻力。采用上述施工技术取得了良好效果，可供相关工程参考借鉴。关键词：顶管施工；注浆加固；触变泥浆减阻顶进1工程概况凤溪路截污工程为“西塱污水处理系统花地河以西截污工程”的子项。凤溪路截污工程主要包含西浦村以南的五凤金属厂、海北木材厂、凤溪以东海北东联村以西的现有工厂、海北南村及海北凤池村的污水，另外还要转输西浦涌及西

2、三涌污水，地貌属冲洪积平原，沿线地形平坦，地面标高为5.56.3m，稳定地下水埋深为5.35.7m，地下水位标高为0.20.6m。该工程aw05aw20号井施工段为顶管施工段，位于凤溪路东侧15m处，该段设计施工长度为1037m，最大作业距离为100m。d800mm污水顶管管道槽底平均标高为-0.2m。管道槽底最浅埋深为6.3m，最大埋深为9.5m。根据地质勘探报告，该段工程地层结构简单，下部土层分布均匀，力学性能较好，以卵砾石为主，中粗砂填充空隙，由于该顶管施工段位于凤溪路下人工填筑路基范围内，人工填筑的级砂存在较大的孔隙率，土体孔隙率为32%。可以看出该施工段的土质结构间粘结不够紧密，自稳

3、时间短、抗剪力差、孔隙率偏大、透水性极强，在开挖坡比例不够大的情况下极易发生边坡坍塌事故。2主要技术措施根据施工实际情况，结合现有顶管施工方案及经验，确定采用超前小导管注浆固化土体、触变泥浆减阻顶进等技术。超前小导管注浆固化土体为了保证顶进面在开挖过程中土体不会塌方或产生流沙，开挖前需对前方土体采取超前支护、注浆加固等辅助措施。小导管注浆加固地层技术是通过沿顶管开挖轮廓线外纵向前倾斜安设注浆管，并注入浆液，达到超前加固围岩和止水的目的，同时小导管还可起到超前管棚预支护作用。触变泥浆减阻顶进在顶管外围，边顶进边灌很稠的膨润土泥浆触变泥浆，泥浆在管壁和砂砾石间形成一层不透水的胶质防水层，对其施工和

4、使用階段的防水都十分有利，可以使顶管顺利进行，且无泥沙涌入。管道顶进时，经常借助于带有钢刃脚的特殊工具管，使刃脚以上部分的土壤与顶管间具有2570mm的空隙，且随时对管道轴线、高程偏差进行调整。虽然，这个空隙可用膨润土悬浮液填充，为了防止刃脚周围的浆液流进顶管，需采用高浓度的膨润土。这种方法的优越性在于减小顶管的顶进摩阻力，同时缩短施工时间，节省顶进设备的装卸工序。顶管周围的土壤扰动和向前阻力也大大降低，能够防止周围土体向管道内流失，同时也能避免对附近道路、构筑物的干扰。3主要施工方法3.1洞口处理采用空压机由小导管注入化学浆对洞口处的土体进行固化，形成尺寸为3.5m×3.5m

5、15;3.5m的洞口导向墙，并在墙内预埋直径大于管外壁4cm的带有橡胶裙边的钢套环，以起到导向和阻浆作用。3.2超前小导管由于顶管所穿越的土体为砂卵砾石，尽管力学性能较好，强度高，但其结构间粘结不够紧密，自稳时间短、抗剪力差、结构松散、孔隙率大、透水性极强，管道顶进前需在工作面前端顶部布设超前小导管。导管为dn42钢管，管长为3.5m，小导管顶端为尖锥形以利导管打入岩土壁内，小导管尾端加焊已接有止回阀的短钢管。在管前部2m长度范围内的管壁上打孔，做成花管，孔径为12mm，孔距为80mm。将小导管沿工具管刃脚顶端向上倾斜5°，打入土体深度为3m。由于该部位土质孔隙率较大，为保证土体能够均匀固化，满足安全施工要求的注浆固化厚度，导管间距为0.3m左右，导管布置在管顶、侧面，覆盖范围不小于管顶240°左右的范围，布置小导管间距为0.5m左右。随后通过小导管向土体内注入水泥水玻璃浆液。4结语凤溪路截污工程顶进断面为砂砾层，地下水位高，地质透水严重，地下土质孔隙率较大，自稳时间短，一次顶管顶进距离长，施工难度较大，施工中综合应用了超前小导管注浆固化土体和触变泥浆减阻顶进施工技术工艺，圆满完成了该管道的顶进施工。该套施工技术在常温条件下操作，各种原材料及浆液配制、储存都不需特殊设备和环境，没有繁重的体力劳动，人工配合机械操作效率高