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隨著城市建設(shè)和發(fā)展的需要,矩形頂管施工技術(shù)有著越來越廣泛的應(yīng)用前景和可提高的空間。泥漿減阻作為矩形頂管施工中的關(guān)鍵部分,掌握正確運(yùn)用觸變泥漿的方法能更好地保護(hù)管壁、減少阻力,使矩形頂管施工得到最大化的安全保障。
一、注漿原理
矩形頂管機(jī)的直徑一般要比管道直徑大2-5cm。
由于這個(gè)管道直徑差的存在,管道與周圍土體之間存在的間隙會(huì)被從注漿孔注入的泥漿填滿。
觸變泥漿是一種混合液,在壓力作用下和土體接觸并滲入土層中,慢慢擴(kuò)散開,并與周圍土體形成一個(gè)整體。
隨著滲入量的增加,土體與泥漿將會(huì)形成一層致密的滲透塊,同時(shí)在泥漿壓力的作用下,塊與塊之間緊密結(jié)合,這樣就在管道周圍形成了個(gè)穩(wěn)定的泥漿和土體組合而成的泥漿套。
二、注漿的作用
1、潤滑減阻
觸變泥漿在輸送和灌注過程中具有流動(dòng)性,呈膠裝液體,將管道外壁與土層之間的干摩擦變?yōu)闈駶櫮Σ粒瑴p小摩擦力。
2、支撐土體
經(jīng)過一定時(shí)間的靜置后,泥漿固結(jié)呈凝膠狀,對(duì)土體可起到支護(hù)作用,平衡土壓力,使管道周圍土體變得穩(wěn)定,防止地面沉降。
三、注漿孔的布置
一般補(bǔ)充泥漿的孔道數(shù)量和間距根據(jù)管道頂進(jìn)的速度、土質(zhì)情況等因素來確定。通常情況下每隔2~5節(jié)管道設(shè)置。
在頂進(jìn)過程中,通過注漿環(huán)管向節(jié)外壁壓注一定數(shù)量的減阻泥漿,采用多點(diǎn)對(duì)稱壓注使泥漿均勻的填充在管節(jié)外壁和周圍土體間的空隙,來減少管節(jié)與土體間摩阻力,起到降低頂進(jìn)阻力的效果。
注漿施工中需要注意的要點(diǎn)是:
1、攪拌均勻的泥漿應(yīng)靜置一定時(shí)間后方可灌注。
2. 注漿前,應(yīng)通過注水檢查注漿設(shè)備,確認(rèn)設(shè)備正常后方可灌注。
3. 在注漿過程中的注漿流量、壓力是根據(jù)土質(zhì)、覆土深度來調(diào)整的。
4. 注漿的壓力大于泥倉壓力。
5. 應(yīng)遵循“頂進(jìn)同步注漿,沿線補(bǔ)漿,注漿管的比例1比1布置”的原則。
6. 同步注漿時(shí),注漿量需大于刀盤超挖量1.5倍;頂進(jìn)速度與注漿量相匹配,才能形成漿套減阻潤滑。
四、觸變泥漿的配比
觸變泥漿是由膨潤土、水和摻合劑按一定的比例混合而成,其中膨潤土和水占大部分,而摻合劑含量雖小,但對(duì)觸變泥漿的影響極大,也不容忽視。
為了在頂進(jìn)完畢后使觸變泥漿固結(jié)增強(qiáng),可摻入凝固劑(石灰膏),但為了在施工使用時(shí)保持流動(dòng)性,還必須摻入緩凝劑(工業(yè)六糖)和塑化劑(松香酸鈉)。
五、注漿的影響
注漿過程周而復(fù)始貫穿于整個(gè)頂進(jìn)過程。
若注漿效果不佳,如未及時(shí)形成完整有效的泥漿套,則可能導(dǎo)致頂管推力增大,進(jìn)而引起后期的較大變形。
在長距離或超長距離頂管中,由于施工工期較長,泥漿的失水將會(huì)將會(huì)導(dǎo)致觸變泥漿失效,因此必須在管道沿程,工具管開始每隔一定距離設(shè)置補(bǔ)漿孔,及時(shí)補(bǔ)充新的觸變泥漿。
另外,管道鋪設(shè)完畢后、隧道貫通后,觸變泥漿會(huì)失水、收縮和凝固,可能造成地表后期持續(xù)沉降。因此,在頂管隧道貫通后需進(jìn)行置換注漿,及時(shí)壓注水泥漿,置換或填充施工過程中的觸變泥漿,固結(jié)隧道和地層。