摘要：本文以某电力隧道顶管机因不良地质造成长时间停机后复推及覆土到达技术的研究，进一步对顶管机在富水淤泥地质中通过一系列技术手段重新恢复顶进施工并安全到达接收进行探讨，为后续类似事件处理提供了有效的技术借鉴。
关键词：顶管施工；复推；覆土到达
1、工程概况
某电力隧道工程某段顶管隧道在到达接收期间洞门突发涌泥地质灾害，导致顶管接收井端头位置塌陷，接收井涌进大量富水淤泥，已严重影响顶管机到达接收安全，为确保顶管到达接收安全，经多种方案对比，最终选定覆土到达技术。该区间顶管隧道长约433.315米，采用内径3.5m顶管，顶管刀盘已进入围护结构约20cm，主要地层为粉质粘土及淤泥地层，未设中继间。接收井为顶管施工临时竖井，基坑深16m，围护结构形式为钻孔桩+桩间旋喷桩止水，主体结构已完成底板及侧墙施工，在事件发生后已作回填处理，回填物从下往上依次为石粉4米、回填土10米。
2、顶管机复推技术
2.1复推前准备工作及注意事项
①启动前检查供电是否正常，各电机长时间未启动是否受潮；②检查主顶泵站压力是否正常，油管、油缸是否有渗漏油情况；③启动刀盘时对启动电流大小进行观察，同时根据电流大小决定是否需注入添加剂；④主顶油缸顶进时应确保顶力严禁超过结构和管材的最大允许顶力；⑤不能启动时，不可擅自增大主顶推力；⑥启动前应提前注浆，减小摩阻力。
2.2顶管机复推
（1）在顶管隧道内每50米范围内设置一个监测断面，在顶管机复推过程对顶管隧道拱起、下沉、收敛等监测数据进行收集，并对数据进行分析，以便于指导顶管机复推施工。
（2）在顶管机复推前对全线顶管隧道进行补充触变泥浆减阻，然后复推过程中顶管隧道内设置每100米为一段补充触变泥浆减阻。
（3）触变泥浆补充完成2小时后液压千斤顶（10个）同步顶进，当顶力达到1400吨时（顶力设计验算最大值为1400吨）停止并收回千斤顶，静置约10分钟后重复，6小时内顶进无效果则再次补充触变泥浆，直至监测显示顶力已传导到达50米预定位置且管节有收紧（前进）变化，后续重复以上步骤，直至顶管机头恢复顶进。
（4）千斤顶顶进过程中，同时对隧道沿线及始发井周边地面进行监测，根据现场实测的监测数据分析结果指导千斤顶加载，如果出现监测数据异常及地面拱起等异常情况，立即暂停千斤顶加载，并收回千斤顶。
（5）顶管复推成功后，顶管机继续往接收井内进行顶进，在顶进过程对隧道实际顶进线路进行人工复测，根据现场测量的顶管机尾部坐标和三维坐标等测量数据判断顶管机头完全进入工作井内，顶管机机头完全顶进接收井内时，停止顶进施工，后续再次对已成型隧道线路和顶管机头三维坐标进行复测。
3、接收端头土体加固技术
顶管机完全顶到接收井内后，为保证土方开挖至顶管机完全暴露时，洞门不出现涌泥涌水等险情，采用φ600@450mm高压双管旋喷桩+袖阀管注浆对端头部位土体进行加固，顶管管节两侧的加固深度为原端头加固深度，管节上方的加固深度为顶管机壳外侧的顶部。土体加固完成后在接收端头段隧道外壁注浆，以达到固定隧道及填充壁后空隙的目的。
3.1高压双管旋喷桩施工技术
水泥为P.O42.5R普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比为1.0～1.5，水泥浆液的压强＞20Mpa。其主要施工工艺：
（1）施工准备。挖除表层松散状种植土，用混合土回填至地面，碾压密实；按计算的桩数、桩间距和加固范围梅花形布置孔位，并在现场定位；挖好排浆沟和泥浆池。
（2）钻机就位。移动钻机至设计孔位，要求钻机安放平稳、保持水平，钻杆倾斜度≤1%，钻机位置与桩位偏差≤50mm。
（3）钻孔，置入注浆管，钻孔的目的是为了置入注浆管（旋喷管）到预定的土层深度，可直接用旋喷管射水成孔，当喷嘴达到设计高程时停止下钻。
（4）喷射注浆，拔管。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当注浆管进入土中，喷嘴达到设计高程时，即可用高压注浆泵通过橡胶软管输送高压水泥浆液至钻机上的旋喷管进行喷射注浆，在桩底部位边旋转边喷射1min，喷射压力及喷浆量达到规定值后，即可逐渐提升喷射管，由下而上喷射注浆，经现场试桩，确定如下旋喷参数：旋转速度8～12r/min；注浆管提升速度不大于15cm/min；注浆压力≥20kpa；每延米水泥用量250kg。旋喷管分段提升，每段卸管后喷射的搭接长度不得小于10cm。
3.2袖阀管注浆施工技术要求
由于塌陷区域土体被扰动较大，高压双管旋喷桩加固后仍然可能存在加固薄弱部位，因此该区域旋喷桩达到28d龄期后再对加固区采用袖阀管注浆进行补充加固，注浆浆液采用双液浆。注浆孔选择在成型隧道上方布设7排，共45根，成孔直径为110mm，其中靠近围护桩两排加密布设。
（1）钻孔时采用比重为1.2~1.3（水：膨润土=1：0.36）的泥浆进行护壁。
（2）袖阀外花管采用了φ50的聚氯乙烯塑料管，在管子注浆段上每隔30cm钻一排（3-4个）孔眼，孔眼直径6mm。并在管子外面套上一段长10cm厚1-2mm紧贴的橡皮箍加以固定。
（3）袖阀管套壳料采用粘土和水泥配制，配比范围为水泥：粘土：水=1：1.5：1.88，浆液比重约为1.5，漏斗粘度24-26s。根据现场施工需求，套壳料凝固时间和强度增长速率控制在1天左右可灌浆。
（4）注浆液采用42.5R普通硅酸盐水泥作灌注主料，掺入适量的的水玻璃作为速凝剂。水泥浆与水玻璃体积比C：S=1：（0.5～1）。开环压力约为0.5Mpa。正常注浆压力为0.5-0.8Mpa。注浆压力控制在1.0MPa以内，并由下而上逐渐减小。
（5）为了防止发生窜浆现象发生，每次注浆时跳开一个孔进行注浆，在全孔段注浆完成后，间歇一段时间再进行第二、三次注浆，间歇时间控制在10~30min之内。
（6）当注入浆量大致接近设计量；压力达到0.8Mpa，吸浆量<2.5L/min，稳定时间30 min；发现被加固建筑物有上抬的趋势和窜浆或浆液漏失严重时，立即停止注浆。
3.3隧道补充注浆
土体加固及袖阀管注浆完成后，需要对成型隧道接收端头部位外壁进行补充注浆，以便将成型隧道固定成型及填充壁后空隙。使用注浆机在隧道内对端头6m范围内成型隧道的管节上部预留注浆孔进行注浆，浆液采用水泥浆，水灰比0.5~1：1，为了避免破坏管节，注浆压力控制在2MPa左右，注浆量应根据压力波动情况饱和为准。
3.4土体加固质量检测
水泥土强度增长速度较慢，检验时间应在注浆结束28d后进行，以防由于固结强度不足，因检验而受到破坏，检验量为施工总数的2%～5%；检验位置应重点布置在关键地方如中心线部位，在施工时出现过异常现象的地段等；为不破坏桩体，用钻孔取芯的方法检查桩身均匀程度，取得的芯样进行抗压强度试验及标准贯入试验。根据现场实际情况检测数量取2%以上，经钻探取芯钻 27孔，共取得水泥土芯样81组，其无侧限抗压强度3.2~18.1MPa，共实施标准贯入试验24次，满足设计不小于2.0MPa要求。
4、基坑土方开挖
注浆加固质量检测合格后，组织进行接收井土方二次开挖。基坑内回填土层分布是最下方为从洞口涌进来的淤泥，中间为回填的石粉，表层为回填土。本次开挖为机械设备开挖，待挖至顶管机壳顶部时，继续用长臂挖机开挖将顶管机刀盘前方和两侧回填土挖除。在清理接收井井底余土后，立即对顶管管节外壁至主体结构洞门之间的空隙按照设计图纸要求进行封堵。
5、结束语
由于顶管隧道施工的特殊性，在顶管施工过程中，遇到复杂地质或设备故障时，很有可能出现长时间停机情况，以及在顶管机到达过程因地质条件和现场施工条件限制，无法进行常规到达，顶管复推及覆土到达施工技术具有一定的指导意义，有效的规避了顶管到达接收施工安全风险，为后续类似事件处理提供了有效的技术借鉴。
参考文献：
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[3]王连普，刘瑞洋.袖阀管注浆技术在河床地层加固中的应用[J].科学时代，2011（11）.
论文作者:李聪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/28
标签：注浆论文; 顶管论文; 隧道论文; 浆液论文; 泥浆论文; 压力论文; 钻机论文; 《基层建设》2019年第5期论文;