顶管施工注浆作用及施工要点研究

2015-11-04张明会

建材与装饰 2015年42期

关键词：压浆顶管浆液

张明会

（中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司广西南宁 530000）

顶管施工注浆作用及施工要点研究

张明会

（中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司广西南宁 530000）

管道地下顶进作为管道施工中的一种有效的方法，因为其占地少、施工简单，被广泛的运用在管道施工中。但是在管道顶进施工中，因为地质条件存在不可预见性，所以施工中时常遇到一些不良地质问题，造成塌方事故的发生。顶管注浆施工可以对管壁周围被扰动的松散性土层的性状进行改善，使得管道顶部以及侧面的抗压性能得到增强，实现加固的目的，保证顶管施工的顺利进行。本文主要根据实例阐述了顶管注浆的作用、施工方法和施工要点，为同类工程作为参考。

顶管施工；注浆；作用；施工要点

引言

顶管施工技术是目前工程给水排水管道工程中采用的一种非常有效的施工方法。在顶管施工中，如果遇到一些特殊软弱地层，在顶进的过程中很容易出现坍塌的现象，所以必须对顶管采取有效的注浆方法，保证工作面的土层处于稳定的状态。

1　工程概况

某污水管网工程，施工管道位置无原有管线，该工程设计DN1000mm钢筋混凝土管在H0+009～H0+850段进行顶管施工、长度约841m，管线位置在道路南侧道路的混凝土路面上，工作井为圆形，内径为4.5m，管道埋深为5～10m，顶管范围土体为素填土、杂填土及粉土，易塌方。

2　顶管注浆作用及方法

顶管施工过程中，土体受力（见图1）会产生变形、结构松动等现象，注浆主要是为了固结顶管施工中管子周围土体，处理的目的是加强土体的承载力、改善土体性质使土体有一定程度的胶结，同时改造土体的渗透性，减小渗透系数，也阻隔水流水平方向的相互渗透，避免细颗粒随水流失产生流土、流砂、突涌。在本工程施工中，工程对地面的沉降要求比较高，并且在顶管顶进的施工中，非常容易产生流沙的现象，会对顶管的抗压强度以及周围建筑物的安全产生非常严重的影响，甚至可能会造成顶管坍塌的现象。所以为了保证顶管以及建筑物的安全，可以采用对顶管进行注浆加固的方法，之后在继续进行施工，这样可以对土体的稳定性进行有效的保证。所以说，注浆主要是为了固结顶管施工中管子周围土体，处理的目的是加强土体的承载力、改善土体性质使土体有一定程度的胶结，同时改造土体的渗透性，减小渗透系数，也阻隔水流水平方向的相互渗透，避免细颗粒随水流失产生流土、流砂、突涌。

图1　土体受力模式示意图

在施工过程中，为了保证注浆效果，为了保证注浆作用的全面发挥，在注浆中必须注意一下几点：

（1）在进行压浆孔的设置过程中，必须保证压浆孔设置的合理性，保证压浆孔能够对土体形成有效的加固。

（2）注浆一定要按程序施工，保证每根管注浆要准确，注浆压力一定要严格控制，专人操作。当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，查找原因。

（3）在压浆的过程中，必须选择合理的压浆方法，通常采用以同步注浆为主，补浆为辅的方法。在顶管施工中，必须加强对浆液形成的情况的检查。此外，为了保证注浆的质量，必须保证注浆设备的可靠性，并且保证管路的有效性，保证其具有非常好的密封性能以及较好的抗压性能。

（4）在注浆压浆的过程中，为了保证压浆的质量，必须选择专人对该项工作进行负责，并且对该项工作的质量进行定期的检查，发现问题及时的进行处理。

3　注浆材料

在进行高压密注浆加固的方法中注浆材料的选择时，必须保证选择材料的性能符合工程实际要求。经过分析总结选择的材料必须满足以下几个方面的要求：①选择的材料必须具备较高的止水性能、高强度和高抗压性能；②具有较好的流动性，在地注浆材料进行处理之后，必须保证具有较好的可灌性，能够满足注浆要求；③注浆材料在发生凝固之后应该具备一定的微膨胀性，以此对注浆施工中土体的土体扰动及地层损失进行满足；④具有一定的抗分散性，应该保证注浆材料具有遇水絮凝的特性；⑤必须保证选择的注浆材料具有一定的耐久性，浆块的性能应该比较稳定，满足加固长久性的需要；⑥满足环保型的要求，必须是无毒和无污染的。如水泥—粉煤灰浆液具有成本低，结石体抗压强度较高，抗化学侵蚀能力强，凝胶时间可控的优点，是注浆加固地层的较为理想的浆液，所以采用水泥—粉煤灰作为主要注浆浆液，必要时辅以单液水泥速凝浆进行注浆。在进行注浆施工中，为了对泥浆的早期强度以及可灌性能进行提高，可以采取添加硅酸钠的方法。必须保证注浆用的泥浆的稳定性，并且在注浆的过程中不会发生任何不利于施工的现象，如沉淀、固结或者失水的现象。必须保证配置的泥浆具有一定的稠度和一定的流动性，必须严格控制泥浆的配合比。

4　施工要点

4.1注浆准备工作

根据管道预留注浆孔的位置，布设注浆支管，每个注浆口支管均设一控制闸阀。用高压注浆软管将打入土体的注浆钢管接口与工作井上的注浆泵连接好，连接处必须牢固，不渗漏浆液。用拌合机调制好水灰比为1：0.5的水泥浆，储存于储浆箱，将注浆泵进料吸管头放入储浆箱浆液内，这些准备工作都完成后，就可以开启注浆泵将浆液通过注浆管压入流沙或流泥层中了。

4.2注入浆液

管道布设完成后开始注浆，注浆压力1.2MPa。统计好注浆量，一般每米注浆用水泥量约为90～100kg为宜，若注入过多会造成不必要的浪费，注入太少又形成不了足够厚度的保护层。调制水泥浆要控制好水灰比（1：0.45～0.5），水灰比太小难以注入，容易堵塞注浆管，影响水泥浆的渗透；水灰比太大又起不到凝结硬化土体的作用。注浆压力一般可控制在0.8～2.5MPa左右，对于管顶覆土较浅的地段，注浆压力不可过大，以免引起地表面膨胀隆起，或影响附近原有的地下构筑物和管道的使用，因此，一般每1m覆土厚度的注浆压力可按0.44MPa考虑。注浆时要注意观察管内工作面浆液流动情况，以工作面有少量浆液渗出为宜，即可停止注浆。

第一次压浆量为管道外周环形空隙的1.5～2.0倍，压注压力根据埋设深度和土的天然重量而定，本工程拟采用2γH（kPa），式中γ为土的重量，H为管道的覆土深度。在顶进过程中，还应根据不同的土质条件和覆土厚度变化等适当调整压浆量和压力。

4.3封堵注浆孔

采用与预留注浆孔配套的丝堵封堵注浆孔，防止浆液流失。

4.4冲洗注浆管

在注浆作业结束之后，必须及时的采用清水对管道进行清洗。对于清理后产生的废水，严禁随处乱放，必须采取有效的方法对其进行处理。注浆完成后4h即可恢复正常顶进，待顶完注浆段后，又可重复上述注浆操作，如此循环直至穿过不利土层为止。

5　注浆效果检测手段和质量控制

在注浆作业结束之后，必须对低地基的流量以及渗水系数进行测量和确定，主要的方法是在注浆体内进行钻孔，运用压水、抽水以及注水的方法进行测定。在检查的过程中如果发现不符合相关要求那么必须进行及时的补充注浆。在对注浆效果进行检查的过程中，必须保证检查孔的数量，一般是总注浆孔的百分之十，在进行检查孔的选择时，最好选择一些注浆过程中有疑问以及地质条件不好的注浆孔。对其进行检查对于提高注浆的质量是非常有效的，是在注浆过程中研究注浆效果的一项重要的参考指标。

配料采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工。注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力一定要严格控制在0.05～0.1MPa，专人操作。当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，每段注浆量应严格控制。注浆完成后，应采用措施保证注浆不溢浆、跑浆。