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大口径长距离钢顶管注浆减阻技术:以黄浦江上游水源地连通管工程为例

冯锐 张鹏 苏树尧 马保松

冯锐, 张鹏, 苏树尧, 马保松. 大口径长距离钢顶管注浆减阻技术:以黄浦江上游水源地连通管工程为例[J]. 地质科技通报, 2020, 39(4): 174-180. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0421
引用本文: 冯锐, 张鹏, 苏树尧, 马保松. 大口径长距离钢顶管注浆减阻技术:以黄浦江上游水源地连通管工程为例[J]. 地质科技通报, 2020, 39(4): 174-180. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0421
Feng Rui, Zhang Peng, Su Shuyao, Ma Baosong. Resistance reduction by grouting to large diameter and long distance steel pipe jacking:A case study of pipe jacking project in the upstream water source area of Huangpu River[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(4): 174-180. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0421
Citation: Feng Rui, Zhang Peng, Su Shuyao, Ma Baosong. Resistance reduction by grouting to large diameter and long distance steel pipe jacking:A case study of pipe jacking project in the upstream water source area of Huangpu River[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(4): 174-180. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0421

大口径长距离钢顶管注浆减阻技术:以黄浦江上游水源地连通管工程为例

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0421
详细信息
    作者简介:

    冯锐(1996-), 男, 现正攻读地质工程专业硕士学位, 主要从事顶管技术研究工作。E-mail:freefreedfree@hotmail.com

    通讯作者:

    马保松(1968-), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事非开挖领域的教学和科研工作。E-mail:mabaosong@163.com

  • 中图分类号: P642.1

Resistance reduction by grouting to large diameter and long distance steel pipe jacking:A case study of pipe jacking project in the upstream water source area of Huangpu River

  • 摘要: 黄浦江上游水源地通管工程C3标段采用DN4000钢顶管施工,单次顶进长度达到969.94m,如何降低顶力是整个工程成功的关键。为减少摩阻力从而降低顶力,对泥浆配制、注浆控制等方面进行了研究,并结合JB06~JB05及JB07~JB06顶进段的地层、顶进力变化状况,分析顶管摩阻力的变化规律。结果表明:①该工程注浆孔的合理布置、触变泥浆的配制与使用得到的减阻效果明显,可作为类似工程减阻技术的参考;②顶力与顶进距离近似呈线性关系,但地层本身的性质会造成顶力的突变,类似工程可先对地层性质进行研究以得到更准确的顶力预测,指导顶管施工;③已注入环空一定时间后的泥浆与刚注入的泥浆相比减阻效果更好,顶力增速过快时可降低顶进速度,待泥浆充分与地层反应后再以原速顶进;④适当增加注浆量可以有效地减小管周摩阻力;⑤高聚物膨润土泥浆比膨润土泥浆单价更高,但高聚物膨润土泥浆注浆量少,综合环境效益等多方面因素考虑,高聚物膨润土泥浆更有优势。

     

  • 图 1  C3标工程概况图

    Figure 1.  Construction schematic plan of C3 section

    图 2  地质剖面图

    a.JB05~JB06:①1.素填土;③1.淤泥质粉质黏土;③3.黏土;⑥2-1.砂质粉土;⑥3.粉质黏土夹粉性土;⑥1-1, ⑥1-2.粉质黏土; b.JB07~JB06:①1.素填土;③3.黏土;⑥1-1,⑥1-2,⑥4-1.粉质黏土;⑥2-1, ⑥3夹.砂质粉土;⑥3.粉质黏土夹粉性土

    Figure 2.  Geological profile

    图 3  注浆孔布置

    Figure 3.  Arrangement of grouting holes

    图 4  注浆工艺顺序

    Figure 4.  Procedure of grouting

    图 5  JB06~JB05顶力情况

    Figure 5.  Jacking force condition of JB06~JB05

    图 6  JB07~JB06顶力及注浆量情况

    Figure 6.  Jacking force and the grouting amount of the JB07~JB06

    表  1  浆液配比

    Table  1.   Proportion of two kinds of mud

    顶进段 泥浆 膨润土 纯碱 CMC 聚合物材料
    m/kg
    JB06~JB05 膨润土泥浆 100 5 1.2 0 780
    JB07~JB06 高聚物泥浆 350 5 0 1.2 780
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    表  2  泥浆性能参数

    Table  2.   Technology parameters of two kinds of mud

    顶进段 泥浆 漏斗黏度/ mPa·s 失水量/mL 比重/ (g·cm-3)
    JB06~JB05 膨润土泥浆 1′19″ 12.6 1.048
    JB07~JB06 高聚物泥浆 0 10 1.4
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    表  3  各顶进段总顶力

    Table  3.   Jacking force of each section

    顶进段 设计采用总顶力/kN 实际监测总顶力/kN
    JB06~JB05 41 096 16 673
    JB07~JB06 52 403 21 250
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    表  4  泥浆的用量

    Table  4.   Dosage of slurry

    泥浆类型 注浆量/ (m3·节-1) 补浆频率/ (次·100 m-1) 稳定时单位面积平均摩阻力/(kN·m-2)
    膨润土泥浆 42 10 1.44~1.66
    高聚物膨润土泥浆 24 2 1.54~1.75
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