浅谈流沙地带顶管施工技术

  近年来汛期徐州市区发生多次强降雨，造成城市内涝，局部地区出现100毫米以上的强降雨，多处路段积水。本工程为新城区积水点改造工程—丽水路，本次治理位于丽水路与清风路，通过在丽水路与清风路部分路段新建雨水管道，在丽水路南侧入琅河前新建一体化泵站解决片区积水问题，管道为顶管施工。本工程现场地质遇水容易塌陷、涌砂，，甲方与设计未同意降水措施，施工难度较大。

  本工程顶管施工采用压密注浆封端头配合泥水平衡机械顶管。由于工程顶进部位处于粉砂层而且地下水位较高极易垮塌遇水涌砂现象严重，在开始工作时就对下一步工序影响甚大，但由于本工程地勘土质与现场不符及其他原因，未同意降水措施及专项施工方案中采用的高压旋喷桩作为止水帷幕墙，而是在施工过程中出现涌砂现象，才同意采用双液压密注浆，边施工、边封端头，防止顶进口垮塌、涌砂现象。

二 、封端头方法

  工作井或接收井在达到验收能顶进要求后，事先在工作井或接收井端头洞口采用双液压密注浆,在管道范围内布置三排，横纵向间距均为1m，临近支护结构2m范围内注浆孔加密至间距500mm，避免进、出机头时发生土体垮塌。顶进或接收口采用止水钢板安装止水圈、止水带，防止涌水、涌砂。

        

三、注浆要点

1、双液浆配置

硅酸盐水泥P.042.5浆液水灰比1：1，水泥浆液：水玻璃溶液体积比=1：1。

2、注浆控制

注浆根据压力进行控制，注浆终孔压力应控制在0.4Mpa以内。在设计灌浆压力下，注入量不大于 5 L／min，延续灌注15 min后，漏浆严重，采取间歇性、低压、浓浆灌浆，经反复多次(3次以上)仍不能恢复注浆的，宜采取加入速凝剂的特殊方法结束灌浆，如果压力未达到0.4Mpa，或土体出现隆起变形，应及时停止注浆。浆液注入时，顶部浆液注入量应最大，其次为中部、底部。

灌浆孔施工检查结束后，使用M10水泥砂浆将管孔封填密实。

3、注浆注意事项

① 注双液浆时，尽可能地加长此处管路，混合器之后的管路尽可能短，防止混合后的浆液在管路中凝固而堵塞管路。

② 任何时候，进浆口至浆液的垂直距离应小于1m。

③ 水源在搅浆筒清水筒旁应随时可以打开和关闭。

③ 注浆过程中，不能中途停顿，特别是在注双液浆时更要注意，以防浆液沉积、凝固，堵塞泵内通道。

② 注浆工作时，尽可能不要临时停泵，间隙工作极易使泵管路堵塞。实践证明，准备工作越充分，泵连续工作的时间就越长，事故率越低。

4、几种特殊情况处理 

（1）规定压力下不进浆

采用0．5～1．0 MPa压力冲压，调整浆液配比对浆液进行稀释，压灌5～10 min，使局部堵塞部分冲压畅通，以达到浆液灌注到孔周围，并充实脱空处。用正常灌浆压力与配比灌到不吸浆为止，然后持续灌注5 min即可停灌封孔。 

（2）吸浆量较大

灌浆过程中如果吸浆量较大，则采用更浓的水灰比与间歇灌浆方式综合进行，间歇灌浆一般停灌待凝2～3小时后再灌。 

（3）串浆

灌浆过程中发生串浆，如果串浆孔具备条件可采用同时进行灌注，一泵一孔。否则必须将串浆孔堵塞，待灌浆孔灌浆结束后，对串浆孔再进行通孔、冲洗，而后继续灌浆。 

（4）冒浆、漏浆

根据具体情况采用封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆或掺加速凝剂（磷酸）等方法进行处理。

（5）灌浆工作因故中断

及早恢复灌浆，否则立即冲洗孔，而后恢复灌浆，若无法冲洗或冲洗无效，则用凿子将该孔弄通，而后恢复灌浆；恢复灌浆时，采用开灌配比水泥浆进行灌注，如果注入率与中断前相近，改用中断前水灰比级 的水泥浆继续灌注；恢复灌浆后，如果注入率与中断前相比减少很多，且在较短时间停止吸浆，则必须采取补救措施；吸浆量大、灌浆难以结束地段，采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆或掺加速凝剂、回填等方法处理。  

四、 泥水平衡机械顶管要点

  根据已知的交桩点，用全站仪在工作井将管道中线控制桩引至工作井内，并在第一节顶管安装一个测量中线控制靶，用激光或红外线测量顶进中线，时刻监控顶进效果。

2、导轨设计

  导轨是导管顶进保证不偏位的首要设备，导轨安装要稳定牢靠，要埋置在固定不动的基础设施中，以便在顶管时不会导致导轨发生移位或者下沉。导轨本身必须具备坚固、挺直，管子压上去不变形等特性，材料多用轻、重铁轨、工字钢制成。导轨在顶进过程中要安排专人监控检查校核，如发现位移变形则应立即停止作业，查找原因。

3、工作井后基座设置

  后座墙必须保持稳定，一旦后座墙遭到破坏，顶进工程就要停顿，后座墙要有足够的强度和刚度且表面应平直，防止受力不均产生偏差，本工程沉井为圆形，采用钢板保证后座墙平整并用现浇混凝土加固。

  顶管工作时要求工作井内无水作业，井顶面用砖墙砌筑，高出原地面0.15m作为挡水埂拦水，工作井内设置集水坑，集水坑采用格栅盖板防护，并及时用Φ50-Φ100口径污水泵排出井内积水。

5、顶进施工

  这种地质情况下采用水泥平衡顶管掘进机，顶进过程应全程开启“报警系统”’，并安排专人检查各项设备顶进数据与顶进口止水止砂情况，如有异常应立即停止作业，采取措施纠正。

6、测量、纠偏方法

   该工程设计顶管间距平均在80-100m左右，固测量监控要及时跟进，采用激光或红外线设备,每顶进两节需测量一次，并做好纠偏记录。

   顶进作业一开始，就不能停顿。如果停顿粉砂和粉质粘土遇水就垮塌且地下水位较高，一旦停下容易涌砂涌水扩大了垮塌面积，增加了在顶进顶力与清理工作，如因突发情况停止顶进则在再顶进时，要对后座墙进行加固才可再顶进。

  总结本次工程的施工过程，采用双液压密注浆配合顶管施工后，预防了端头涌砂、涌水的现象，保证了工程的顺利进行，避免了质量通病，为类似的工程施工积累了经验。

祥成 李春霖