采用注浆加固技术提高顶管穿越施工成功率

最新【精品】范文参考文献专业论文采用注浆加固技术提高顶管穿越施工成功率采用注浆加固技术提高顶管穿越施工成功率　　摘要：长输管道顶管施工中所遇到的塑性差的粘土层、流砂层、卵石层、岩土层及碎石等建筑垃圾填充层等由于穿越地段四周扰动土层自身稳定性差易引起塌方或沉降，对顶管施工的成功率与安全性造成了极大影响。本文根据在实际施工中的研究与摸索，提出并应用了注浆加固技术，用注浆法对土（砂）层进行水平和垂直固化，可以起到防止顶管过程中塌方和地面沉降的目的，从而确保顶管施工的成功率与安全性。　　关键词：注浆法加固技术顶管穿越成功率　　中图分类号：U457+.3文献标识码：A文章编号：　　1、引言　　随着西部大开发步伐的推进，全国长输管道的建设也出现了一个新的高潮，相继有西气东输工程、川气东送工程、西气东输二线、西气东输三线等长距离管道工程开工建设。我国地形复杂，管道工程在设计施工中不可避免地要穿越大小型河流、公路、铁路。顶管穿越是常用的一项穿越河流、公路、铁路的施工技术。在顶管穿越施工中遇到塑性差的粘土层、流砂层、卵石层、岩土层及碎石等建筑垃圾填充层等地层时，由于穿越地段四周扰动土层自身稳定性差易引起塌方或沉降，对顶管施工的成功率与安全性造成了极大影响。因此对上述地层需要采用注浆法对土层进行固化，以确保顶管施工安全进行。　　2、注浆加固技术的原理及特点　　注浆加固工艺就是针对在顶管穿越过程中的四周扰动土层时，用预先打孔插管的方法向地基土颗粒的孔隙、土（岩）层的界面或缝隙里注入具有充填、胶粘性的浆液，使四周地质层硬化后增加其强度的注浆施工过程，简称注浆法。用注浆法对土（砂）层进行水平和垂直固化,可以起到防止顶管过程中塌方和地面沉降的目的，从而确保顶管施工的成功率与安全性。　　2.1注浆加固技术的原理　　注浆加固技术就是预先用水泥浆对需要顶进挖掘的土（砂）层进行全方位固化，待四周扰动土层土质稳定后再进行人工掘进作业，可以起到防止顶管过程中塌方和地面沉降的目的，确保顶管施工的成功率与安全性且施工后产生的地沉降也极小。其基本原理就是针对在顶管穿越过程中的四周扰动土层易引起塌方或沉降时，用预先打孔插管的方法向地基土颗粒的孔隙、土（岩）层的界面或缝隙里注入具有充填、胶粘性的浆液,使四周地质层硬化后增加其强度。　　2.2注浆加固技术的特点　　（1）采用注浆工法改良的土层稳定，防止塌方和地面沉降，确保顶管的成功率与安全性；　　（2）施工后地表沉降极小；可使后续顶进过程不间断，施工速度快；　　（3）适用于各种塑性差的粘土层、流砂层、卵石层、岩土层及碎石等建筑垃圾填充层等。　　（4）由于注浆顶管能很好控制地面隆沉、施工安全，防塌方效果好，通过控制一次注浆质量以及顶管结束后对穿越地段进行二次注浆加固减少了对城市道路、绿化、地下管线等的破坏。　　3注浆加固技术的应用　　3.1注浆加固方式的分类及条件分析　　3.1.1垂直注浆加固方式　　垂直注浆加固方式就是在穿越处上方及两侧路面（地面）进行预先竖直打孔插管，然后进行注浆对土层进行固化。垂直注浆加固方式主要用于区域面积较大的塑性差的粘土层、流砂层、卵石层、岩土层　　地段。　　3.1.2水平注浆加固方式。　　水平注浆加固方式就是在穿越处上方及两侧路面（地面）进行预先水平打孔插管，然后进行注浆对土层进行固化。水平注浆加固方式主要用于城区内道路、较高等级公路（高速公路、国道、省道等）及铁路　　顶管施工地段。　　3.1.3复合注浆加固方式　　复合注浆加固方式即为上述两种注浆方式的结合，其打孔方式与上述两种打孔方式相同。复合注浆加固方式主要用于结构松散、地下水位较高，极易发生坍塌的地段以及顶管穿越处顶部或附近存在建筑物的施工地段。　　2.1.4三种注浆方式的优缺点对比分析见下表：　　　　　　3.2注浆实施过程　　注浆系统由注浆设备及浆液两部分组成，一套注浆设备包括钻孔机(或冲击钻)、注浆机、发电机、注浆管及安全配套设施等。　　3.2.1钻孔机（或冲击钻）的选择　　选择何种打孔设备及型号取决于现场实际地质，对于较为疏松的砂质地层，选择冲击钻即可满足打孔作业；对于无法使用冲击钻的地质，则要选择钻孔机进行打孔作业。选择打孔设备的原则是：在满足打孔需要的前提下应尽量选择型号较小的设备，小型设备引起的震动小，不破坏注浆孔周围的路面，另外也能减少施工成本。　　3.2.2注浆管的制作　　一般来说用直径3～6cm、壁厚3～5mm的钢管来制作注浆管。长度1～1.5m，过长则易出现摆动跑偏现象。两端均有螺纹，并有一定数目的条形丝口，丝口开口方向与钢管旋转方向相反，可防止在旋转进入地层时周围沙粒杂物进入钢管而影响溢浆效果。第一根注浆管前端焊接十字交叉的厚铁板，制作成“¤”状，铁板的长度要大于钢管的外径，这样可以在进入砂层后与四周砂层产生一定的空间，可有　　效减少沙粒进入钢管，并为注浆留下空隙。　　3.2.3水泥浆的配制　　取原样地层土作为样本，做水泥浆渗透固化实验，测定水灰的最佳混合比例。选定配合比例后按照比例将普通硅酸盐水泥（一般用32.5级）与清水进行混合，然后加入1%～3%的水玻璃（主要成分是硅酸钠，速凝作用）搅拌均匀后待用。　　3.2.4打孔　　打孔前应选定打孔点的位置及数量，并找好方向、做好标记。注浆孔应尽可能对套管的上方及两侧进行半包围包裹，相邻孔间距离在0.6～0.8m为宜，太近容易出现穿孔、跑浆；太远则会出现两孔渗透扩散半径不能交叉，达不到注浆加固效果。　　在进行水平打孔时应特别注意：钢管的方向既不能水平也不能前端上翘，应使钢管前端向下，与水平线呈5°～8°的夹角。这样既可防止注浆时浆液沿着管体或孔快速回流，也能使注浆时水泥浆快速自底部开始聚集、利于排除孔中空气，使水泥浆在压力作用下快速向四周进行渗透。　　3.2.5注浆　　打孔完成后，在孔与钢管间存在一定的缝隙，注浆前应将自孔口向内约30cm的缝隙进行封堵，先用布或其他密封材料将缝隙塞紧塞实，然后用砂浆进行抹平，确保孔口不漏气。　　注浆过程中注浆机压力一般在0.3Mpa～0.5Mpa之间，单个孔注浆持续时间为4～10分钟。注浆压力与持续时间可根据现场地质的密实度大小等进行微调。　　4结束语　　2010年12月在莱州-昌邑管道工程施工中，对环海路、疏港路及省道S304三条公路进行穿越时采用了注浆顶管施工技术。三条路均为沥青路，现场地质为中粗砂且土质自身稳定性差、土层凝聚力小，加之此地段进出站运油车辆通行频繁易因振动形成流沙现象，极易出现顶管中塌方无法制止、直至塌到地面的情况。为确保道路安全及顶管成功率，采用注浆方式对四周砂土层进行预先加固。顶管过程中未出现大面积塌方，注浆效果良好。------------最新【精品】范文