顶管出洞注浆加固施工技术探讨.docx

顶管出洞注浆加固施工技术探讨摘要：本文根据工程实例叙述了顶管进出洞注浆施工（SRF法）加固处理的施工工艺可供同类工程借鉴。关键词：顶管工程；注浆加固；软基处理中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1、前言顶管施工技术是目前在市政给排水工程中应用比较成熟的一门技术但是因地质条件原因顶管施工时各类软土加固技术依然是困扰顶管施工的难题。特别是顶管工具头进出洞时如果洞口土体强度不足且未进行加固可能会导致大量土体和地下水涌入工作坑造成工作周边地表出现大面积的沉陷严重的将会出现安全、质量事故；反之如果进洞土体加固强度过高、过长又会给顶进和刀盘切削土体带来困难进而影响施工进度和质量。因此顶管施工进、出洞段软弱土体加固处理是十分必要的。2、工程概况某市政排污工程采用顶管法施工管径为DN1200～DN2000管道埋深5～12m。尽管在工作井布置时充分考虑了选择在较好地质条件位置但由于工程条件限制部分工作坑还是设置在地质条件较差的部位必须对顶管工具头进、出洞区域进行加固处理。下图为一个典型的工作井的最不利情况施工管道完全位于淤泥质土层中。图1工作坑地质情况示意图3、土体加固的方案选择施工管道位于的淤泥质土呈软塑或半流塑状态天然含水量较大具有变形量大强度低等特点地质报告显示该层土体物理力学参数见下表：淤泥质土主要物理力学参数表表1由于土的承载力差不但后背墙的承载力达不到设计要求而且顶管始发拆除封门时会出现涌泥现象特别重要的是在此类土质中顶管工具管穿墙初期极可能会产生机头“叩头”下栽现象因此必须进行加固。土体加固可采用有注浆法、旋喷法、深层搅拌法等多种形式加固时须考虑土的摩擦角、土体渗透系数、渗水量和标准贯入值等物理力学参数。本工程加固时还必须考虑增加后背墙土体的承载力和工程成本。根据实际情况加固区土质为淤泥质土该土表现为松、软、承载力低、颗粒细、塑性流动等特点在这样的软土中采用注浆加固、渗透注浆方法是不现实的只能是劈裂注浆。本工程进出洞口土体加固方案选用软土分层注浆施工（SRF法）。SRF注浆是一种劈裂注浆施工工法主要是利用浆液在压力作用下似利斧劈入土层浆液在劈入土层过程中并不与土体混合而是以二相存在同时产生充填效应、挤压效应、扩散效应、骨架效应和离子效应等达到注浆加固土层的效果。它可适用于渗透性较差的粘土或淤泥质土。4、加固区域的确定1)后背墙加固长度要求确定后背墙在水平力作用下加固区域可按土体水平荷载的塑性区理论公式计算：式(1)式中：-土体最小加固长度m；式中：-千斤顶顶力在后背墙上推算的均布荷载KN/m；-千斤顶顶力KN；A-组合后背墙的面积m2；―基坑深度m；―土的粘聚力KPa；―土的容重KN/m3；―土的内摩擦角°。按上式计算本工程一般在1.5m至2.5m之间。2)进出洞部位加固范围按经验取值根据经验在淤泥质土中加固范围采用理论计算值一般偏小尺寸过小也无法施工因此按经验取值：顶进方向加固长度为2D（D为管径）竖直方向加固范围：管顶以上1.5D管底以下1D顶管壁左右相侧加固宽度不小于1D。本工程具体加固范围取值如下：顶进（出洞）方向加固长度为2.5～4m上部加固高度取2.0～4.0m下部加固高度取1.5m管壁的左右两边加固宽度取1.5～2.0m。以上两方式比较加固区域可按经验取值。具体加固范围详见下图。5、工艺参数选定软土分层注浆施工在工作井、接收井完成后进行采用地面打孔注浆的施工方法。1)钻孔布置钻孔平面布置采用梅花点如图2所示纵横间距为500mm×1000mm孔径为110mm。钻孔深度按顶进管下1m确定钻孔超深50cm。施工时跳孔间隔作业。2)注浆压力0.5-1.0MPa。3)浆液采用普通硅酸盐P42.5级水泥采用Ⅱ级以上磨细粉煤灰水灰比1：1。需要时可掺入1-3%的水玻璃作为速凝剂。4)实行间断分层注浆注浆范围为管下1m、管上2m顶管部分采取空桩处理。5)注浆采用压力控制和每分钟注入量进行控制。注浆采用分层注浆分层高度50cm分7次压浆完成注浆间隔4h。6)封孔泥浆采用粘土浆液水：干土重量比=1：1.6浆液比重>1.6g/cm3一般控制在1.64～1.66g/cm3浆液粘度大于80″。6、施工工艺1)施工工艺流程及步序2)主要施工工艺①钻孔采用XY―