透水砂卵石層——膏漿頂管施工工法原理及步驟詳解

施工背景

近年來，隨著市政公用事業(yè)的快速發(fā)展，大量截污管、引水管等地下管道工程需要在透水砂卵礫石層施工。

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采用常規(guī)的泥水平衡頂管工法施工時(shí)，通常會(huì)遇到以下問題：

頂管井洞口漏水涌沙

出渣管道堵塞

頂管爬高、方向失控

地面沉降開裂

透水砂卵礫石層孔隙比大，頂管機(jī)壓力泥漿從孔隙中散逸，難以平衡挖掘面土體，造成地面沉降。同時(shí)，頂管外壁用于減摩的觸變泥漿也會(huì)從空隙中大量散逸，不能有效降低頂進(jìn)阻力。

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本施工工法是在常規(guī)的泥水平衡頂管施工工法的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)掘進(jìn)機(jī)，并增加膏漿壓注系統(tǒng)。

工藝原理

粘土膏漿是指抗剪屈服強(qiáng)度大于20pa，塑性粘度較大的黏土混合膏狀漿液。

從地面將粘土膏，通過管路注入挖掘倉。填充砂卵礫石層的孔隙，形成一個(gè)不透水的土層區(qū)域，泥漿不再散逸。

調(diào)節(jié)送排泥泵的轉(zhuǎn)速即可精準(zhǔn)控制泥水倉壓力，保持挖掘面的穩(wěn)定，注入頂管前方的膏漿，也會(huì)向外擴(kuò)散。

填充管節(jié)外土層空隙，形成一層護(hù)壁泥膜，保證觸變泥漿起到減摩作用。

對(duì)于土層中大塊的卵礫石，刀盤后部的圓錐破碎機(jī)構(gòu)可對(duì)其進(jìn)行破碎，形成30cm以下的粒徑，再通過泥水管道排出。

施工步驟

第一步洞口灌漿

第二步膏漿壓注，改良土體

第三步泥水平衡施工，頂進(jìn)1米

第四步重復(fù)膏漿壓注，將出渣輸送至地面

第五步通過泥水分離系統(tǒng)，進(jìn)行分離，膏漿再次循環(huán)使用，重復(fù)膏漿壓注，頂進(jìn)1米循環(huán)施工

工法特點(diǎn)

此工法解決了透水砂卵石層難以施工的問題，并具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一破碎卵石，便于排渣

能夠破碎土層大塊卵石，破碎后的石渣粒徑小于30cm，便于排渣

二變頻精細(xì)調(diào)控，頂進(jìn)方向穩(wěn)定

通過變頻器精細(xì)調(diào)整泥水平衡壓力，地面沉降小，頂進(jìn)方向穩(wěn)定

三泥漿凈化循環(huán)使用

泥漿凈化循環(huán)使用，環(huán)境污染小，節(jié)約成本

四頂進(jìn)阻力小，可長距離施工

頂進(jìn)阻力小，實(shí)現(xiàn)砂卵礫石層長距離頂管施工