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摘要：顶管在流沙层施工过程中经常会出现坍塌、顶管机下陷、被埋现象。结合亳州市十八里镇镇前路～经一路污水干管工程实例，介绍利用袖阀管注浆，对管道四周土层进行水平和垂直固化处理能防止土方坍塌、顶管机头下陷和被埋现象。整个过程中顶管走向良好，未出现下陷和被埋的现象，顶进顺利。
关键词：顶管工程；亳州地区；流沙地质；袖阀管注浆
1 工程背景
十八里镇前路~经一路污水干管工程位于安徽省亳州市十八里镇谯城区，沿G311国道北侧，管线全长7267.5米，其中包含DN1000顶管3879米，DN800顶管1445米，工程地质条件较差，全线均处于粉细砂层和中粗砂层中，地下水位高，施工中常出现坍塌、顶管机头下陷、被埋现象。如何处理流沙让顶管顺利顶进是施工中的一大技术难题。
2 处理方案比选
经分析认为出现坍塌、顶管机头下陷、被埋现象主要原因是由于项目距离涡河近，全线处于粉细砂层和中粗砂层中，地下水位高，含水丰富。对此施工中曾提出轻型井点降水、压力注浆和袖阀管注浆三个方案。对比分析如下：
a、将注浆法与轻型井点降水法法进行对比分析如下：
轻型井点降水虽然可以防止出现涌水涌砂现象，但是其扔无法解决顶管顶进过程中的土方坍塌问题，故轻型井点降水后只能采用大开挖明挖铺管施工，该方案施工难度大，工期长，造价高。若采用压力注浆方案，比照类似地基注浆加固工程的成功经验，则工期较短造价较低，施工较简单。
b、袖阀管注浆法与普通注浆法对比分析
普通注浆法无法准确控制注浆范围，造成注浆过程中浆液浪费，袖阀管注浆能够更精准地控制注浆范围，又能达到同样得固结和止水效果，节约成本。
袖阀管注浆通过花管的位置一次性精确找准注浆位置标高，施工简单，注浆控制容易。而普通注浆需要用人工将下部带尖头的花管打入地层至孔底设计标高，用水冲洗进入管中砂土，用人工葫芦自下而上分段拔管注浆至规定注浆高度。拆除管子及注浆头，进行下一孔注浆，施工难度大而且标高不易控制。
3 注浆方案设计
3.1 袖阀管注浆标准及预期效果
本工程的注浆具有临时工程性质，采用袖阀管注浆，利用浆液压力和化学作用，在顶管施工前，对管道四周指定范围的流沙层进行水平和垂直固化处理，对流沙土的固结强度以管道顶进开挖不再出现坍塌、顶管机头下陷和被埋为标准。预期效果图如下：
通过袖阀管能精准控制注浆范围的特点，在管道四周进行注浆形成水平和垂直固结体，
在顶管顶进轨迹的四周形成一个加固体保护层，防止土方坍塌，同时加固地基防止顶管机头下陷和被埋现象。而管道施工断面不进行注浆处理，以利于顶管顶进和减小注浆量节约成本。
3.2浆液的选择
本工程的注浆加固土层为砂层，可灌性好，粒状浆材或化学浆材均可选用，但由于工程的注浆范围较长，工期紧迫，且地下水丰富，为了使加固尽快发挥作用，加快施工进度，并有效控制加固范围，决定采用水泥-水玻璃双液低压注浆加固方案。
水泥-水玻璃双液浆材具有两种浆液的优点：浆液粘度较低，可灌性较好，在水中可以迅速凝固，凝胶时间可在几秒到几十分钟内准确控制，结石率可高达95%以上，结石强度高，且浆液本身无毒，对下游居民用水无污染。
3.3 凝胶时间
为防止浆液在水中流窜过远，并满足双液浆在孔口混合后渗透至砂层的时间要求，浆液凝胶时间控制在60s。
3.4 注浆参数
根据注浆材料及地质条件，结合类似工程的施工经验及施工前做的试验结果，选用下表所示注浆参数，具体须在施工前进行现场及室内实验。
注浆参数一览表 表1-1
3、效果验证。经试验性注浆3天后开挖，加固效果明显，管径四周按照预期设计在管道周围形成加固体，整个顶管顶进过程不再出现坍塌、顶管机头下陷、被埋现象。
4 施工技术要点
4.1钻机成孔
采用XY-150地质钻机成孔，成孔直径为91mm，如钻进过程出现孔壁坍塌，则采用泥浆循环护壁成孔。
4.2下注浆管
管道沿线布置中间部分，在管道管底0.5m以下和管顶0.5m上的部位用花管，其它部位使用实管，只在管道顶面和地面形成水平固结体。管道沿线布置两侧部分，在管道中间标高处用花管其余部分均用实管，只在管道两侧部分形成垂直固结体。注浆管底部加下闷盖。将实、花管根据要求连接后，在管内注满清水检查密封性能。立即将注浆管沿钻孔下至设计标高，上端露出地面40cm左右，并加盖上闷盖。为保证顺利下管，管中要注满清水，以重力抵消套壳料的浮力。下管后在孔壁间隙靠近地面1～2m范围内充填水泥砂浆加固。
4.3注浆浆液配制
根据顶管注浆范围估算预配制浆液的体积，按水灰比计算出所需的水泥和水的用量，在搅拌机内加入计算好的用水量，边搅拌边加入计算好的水泥用量，搅拌均匀后倒入储浆池内备用。
4.3注浆
开环前先进行注水试验，以检查注浆管路是否正常和判断地层的吸浆能力等，并防止堵管；灌浆量按拌浆桶桶数进行计量。
对于注浆压力的控制应注意以下情况：
（1）初期采用小压力注浆慢速注浆，并采用间歇往复注浆，以有效控制浆液流失。
（2）注浆孔终孔以压力控制终孔，灌至注浆压力后稳压2min为止。
5 结语
通过袖阀管注浆在安徽亳州地区流砂层顶管施工中的应用，本工程顶管施工整个过程中顶管走向良好，未出现下陷和被埋的现象，顶进顺利。大大降低了施工难度，加快了施工工期，具有良好的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]彭振斌.注浆工程设计计算与施工.北京：中国地质大学出版社.1996.
[2]余彬泉，陈传灿.顶管施工技术.北京：人民交通出版社，1998
[3]颜纯文.非开挖地下管线施工技术及其应用.北京：地震出版社，1999
论文作者:刘杰
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/14
标签：注浆论文; 浆液论文; 顶管论文; 管道论文; 工程论文; 机头论文; 标高论文; 《基层建设》2016年8期论文;