透水砂卵石层——膏浆顶管施工工法原理及步骤详解

施工背景

近年来，随着市政公用事业的快速发展，大量截污管、引水管等地下管道工程需要在透水砂卵砾石层施工。

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采用常规的泥水平衡顶管工法施工时，通常会遇到以下问题：

顶管井洞口漏水涌沙

出渣管道堵塞

顶管爬高、方向失控

地面沉降开裂

透水砂卵砾石层孔隙比大，顶管机压力泥浆从孔隙中散逸，难以平衡挖掘面土体，造成地面沉降。同时，顶管外壁用于减摩的触变泥浆也会从空隙中大量散逸，不能有效降低顶进阻力。

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本施工工法是在常规的泥水平衡顶管施工工法的基础上，通过改进掘进机，并增加膏浆压注系统。

工艺原理

粘土膏浆是指抗剪屈服强度大于20pa，塑性粘度较大的黏土混合膏状浆液。

从地面将粘土膏，通过管路注入挖掘仓。填充砂卵砾石层的孔隙，形成一个不透水的土层区域，泥浆不再散逸。

调节送排泥泵的转速即可精准控制泥水仓压力，保持挖掘面的稳定，注入顶管前方的膏浆，也会向外扩散。

填充管节外土层空隙，形成一层护壁泥膜，保证触变泥浆起到减摩作用。

对于土层中大块的卵砾石，刀盘后部的圆锥破碎机构可对其进行破碎，形成30cm以下的粒径，再通过泥水管道排出。

施工步骤

第一步洞口灌浆

第二步膏浆压注，改良土体

第三步泥水平衡施工，顶进1米

第四步重复膏浆压注，将出渣输送至地面

第五步通过泥水分离系统，进行分离，膏浆再次循环使用，重复膏浆压注，顶进1米循环施工

工法特点

此工法解决了透水砂卵石层难以施工的问题，并具有以下优点：

一破碎卵石，便于排渣

能够破碎土层大块卵石，破碎后的石渣粒径小于30cm，便于排渣

二变频精细调控，顶进方向稳定

通过变频器精细调整泥水平衡压力，地面沉降小，顶进方向稳定

三泥浆净化循环使用

泥浆净化循环使用，环境污染小，节约成本

四顶进阻力小，可长距离施工

顶进阻力小，实现砂卵砾石层长距离顶管施工

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