省级工法-压注膨润土触变泥浆减摩施工工法.pdfVIP

压注膨润土触变泥浆减摩施工工法 1 前言 近年来，嘉兴市为改善城市居民用水质量，积极开展市政管网 建设的改造施工工作。对于市政供水管道，如果设计位置位于现状 通行道路的下方或者与周边建构物距离过近，不具备明开破路施工 或者开槽的条件时，可以采用顶管施工技术进行施工。顶管施工是 一种非/少开挖施工方法，利用顶管机在地下竖井内进行推管前进， 可克服前方土体压力，逐节顶进管段，最后贯通所需区域土层。该 方式的优势在于，不进行地面开挖作业，减少部分施工环节，对环 境和周边区域的扰动较小，造价也较低，保障了供水管网改造工程 的质量安全。在市政给排水管道施工中，顶管施工技术的运用需要 做好技术把控，以确保工程建设质量。 在顶管工程中，管节在不断前进中会逐渐遭遇强大的土体压力 抵抗，当管节进入土层越多时顶进越困难。在此工况下，顶管施工 会出现较多质量与安全问题：一是，管节所受土体压力的不断增大， 但其自身抗力固定不变，随着土压持续加大，管节将因无法平衡抗 力而导致严重变形，顶进失败；二是，顶进需要足够的顶力来支撑， 但是液压千斤顶提供顶力，其背板提供反力，当顶力增加至一定程 度时该机构就会产生节点偏位现象，且当前方土体压力情况没有明 显改善，将造成液压系统的崩溃，使得千斤顶项杆弯曲变形，发生 1 安全事故。 为了有效解决以上难题，减少顶管施工中的顶力增加问题，采 用压注膨润土触变泥浆减摩重要技术措施。触变泥浆主要合成材料 为膨润土，其混合制备成型使用。混合泥浆在没有外界干扰时呈现 胶凝状，当外界轻微扰动时立刻由胶凝状液态变为蓬松液态。该技 术在顶管顶进过程中，管道行进时受到的摩擦阻力会随着顶进长度 的增加而增大。在正压力不变的情况下，摩擦系数是影响管壁与周 围土体的摩擦阻力的重要因素，因此要通过降低摩擦系数值来实现 摩擦阻力的降低。 该技术在嘉兴市区分质供水工程一现状供水管网改造提升项目 三环北路（东升路～东方路）给水工程、嘉兴市温泉小镇污水管网 （一期）等工程中，实践证明其核心技术成熟，经鉴定达到了国内 的领先技术水平，为推广该项技术，经不断完善与总结形成本工法。 2 工法特点 2.1 关键技术 2.1.1 采用压注膨润土触变泥浆技术降低摩擦系数，起到润滑、 填充与支撑作用。将膨润土触变泥浆注入到顶进管道与周边土层的 环状空间内，将顶进管道与土体之间的干摩擦转换成湿摩擦，实现 减少顶进管道与土层之间的摩擦阻力，提高工作效率，缩短施工工 期。 2.1.2 采用多点对称压注技术，在顶进过程中通过顶管机头尾 部的同步注浆与顶管管节上预留孔向管节外壁压注一定数量的减摩 2 泥浆，使泥浆均匀填充在管节外壁和周围土体的空隙中来减小管节 外壁与土体间摩擦阻力，起到降低顶进时阻力的效果。 2.2 施工工艺特色 2.2.1 通过注浆管布置技术，在工作井洞口止水装置前的建筑 空隙处布置 4 个注浆孔，当管道外壁进入洞内，未与土体摩擦前状 先浸满浆液触变泥浆随外壁向土体浸入。在整个管道中间隔 3 个管 子，设 1 个补浆断面共 3 个注浆孔，横向角度设置为 120°。补浆 应按顺序依次进行，每班不少于两次循环，定量压浆注浆管布置在 顶管外设备 3m 范围，沉井四周 5m 范围。呈梅花井布置，注浆孔间 距为 1m×1m，注浆前三节全部注浆管布置并注浆，后面每隔一节管 进行注浆管布置并注浆。 2.2.2 采用膨润土减阻泥浆地面压浆站配制技术，使通过二台 液压注浆泵压入二根注浆总管，一根总管压注到机头进行同步注浆， 另一根总管压注到管节上设置的环形分管的各个预留注浆孔，进而 不断补充管外壁渗透到土层中的泥浆，以便顶进过程中管节外围泥 浆套的完整。 3 适用范围 本工法适用于市政工程中的给排水系统、电力通讯、自来水等 顶管工程中各类管线的建设和维护。 4 工艺原理 本工法通过管道周围空隙大小及周围土层特征选取减阻泥浆的