李宇光

无锡市太湖新城发展集团有限公司 江苏 无锡 214000

【摘 要】无锡市和畅路电力管廊顶管施工过程中，应用压密注浆土体加固技术对顶管沿线高压铁塔进行加固保护。实践证明，该技术可经济、有效得对沿线相关构筑物起到加固保护作用，从而保证顶管施工的顺利进行。

【关键词】压密注浆；顶管；土体加固

随着城镇化建设进程的加快，如何有效得提高现有土地的利用率，得到了各级政府和开发商的广泛关注。高压架空电力通道及其构筑物在占用了大量的土地和空间资源的同时，影响了整体的环境效果，因此近几年，对高压架空电力电缆入地改造工程兴起。顶管技术作为一项成熟工艺具有对现状交通和周边环境影响小的特点，也被广泛应用于高压电力入地改造工程中。本文结合无锡市和畅路电力管廊顶管工程，应用压密注浆土体加固技术对顶管沿线高压铁塔进行加固保护，从而保证了顶管施工的顺利进行。

一、工程概况

无锡市和畅路电力管廊工程位于无锡市太湖新城，是为配合周边地块内部的现状220KV电力架空线入地敷设，以提高该段道路两侧土地利用率而实施的项目。

本项目电力管廊总体线位位于沿线道路南侧的绿化带里。全线共采用顶管方式新建d2400-3000mm电力管廊2190m，顶管深度位于地下10-13m，沿线涉及到红莫线1#电力杆塔等多处现状杆塔，需对其进行加固保护，以保证顶管施工期间高压电力的正常使用。以红莫线1#电力杆塔为例，采用压密注浆加固技术对其进行保护加固。

1.1红莫线 1#电力杆塔基本情况

红莫线1#电力杆塔，重力式基础。三级台阶，最低层基础7.2m×7.2m，基础埋深3m。杆塔在顶管线位北侧，杆中心到顶管外壁的最近距离为6.17m。该位置处顶管为直线顶管，顶管=2.4m，壁厚0.24m， =2.88m。杆塔位置如图1所示，杆塔和顶管的相对位置关系如图2所示。

图1 红莫线1#杆塔位置图（单位：cm）

图2 红莫线1#杆塔与顶管相对位置关系图（单位：cm）

二、压密注浆加固方案

考虑到顶管管顶距离杆塔基础较近，为减小顶管施工对铁塔的影响，保证铁塔的安全，对顶管线位两侧1.5m范围内的土体进行压密注浆加固，注浆孔间距1m，以提高土体的承载力，增大土体的力学参数，减小顶管施工引起的土体沉降。

2.1压密注浆加固原理

压密注浆法加固底层是通过一定的压力将可固化的化学浆液或水泥浆液注入地层土的裂隙或空隙，以改善地层的物理学性能。压密注浆一般是对地层垂直钻孔，在孔内注入浆液。在注浆孔附近一定影响半径范围内，固化的浆液和土颗粒凝聚成圆柱状的固结体，该固结圆柱体的抗压强度和抗压缩变形能力高于未注浆的土体，密布排列的固结圆柱体形成了群桩效果，提高了地层的物理力学性质。

2.2红莫线1#杆塔压密注浆加固方案

加固范围：对顶管线位两侧1.5m，管顶以上2.0m，管底以下3m范围内的土体进行压密注浆加固；注浆孔间距1m；红莫线1#杆塔土体加固范围如图3和图4所示：

图3 红莫线1#杆塔土体加固平面布置图（单位：cm）

图4 红莫线1#杆塔土体加固立面布置图（标注单位：cm，标高单位：m）

2、水泥砂浆采用42.5级的硅酸盐水泥，水灰比取1，速凝剂掺入量1%-3%。水泥浆塌落度25mm～75mm，黏度80s～90s。注浆流量取（7～10）L/min，注浆压力为1～2MPa。

3、浆体经过充分搅拌后方可压注，注浆过程中要不停的缓慢搅拌，搅拌时间小于初凝时间，浆液在泵送前需经过筛网过滤。

4、注浆采用跳孔间隔注浆，先外围后中间的顺序注浆，当地下水流速度较大时，从水头高的一端开始注浆。注浆先对渗透性和孔隙率大的土层进行注浆，渗透系数相同时，先注浆封顶，后由下向上进行注浆，防止浆液外冒。

5、液压注浆的设备及工作参数根据地区经验和试压浆效果确定。

三、压密注浆加固方案计算分析

地面沉降是由于顶管施工引起管道周围的土体松动和沉陷。引起地面沉降的因素很多，不但与土层的性质有关，而且与顶管的管径大小，顶管机类型、操作人员的技术水平，顶管纵向轴向的垂直度以及顶管持续的时间、注浆情况等因素都有直接的关系。因此，在施工控制措施恰当合理的情况下，对地面沉降的控制才可以得到保证的，同时本工程已对土体进行了注浆加固，土体较原状粉土有很大改善，超挖量可得到很好的控制，周围土体的扰动损失均会得到很大的改善。

地面沉降计算采用Peck法的沉降槽理论。

其中：—x位置处的地面沉降（m）；

—顶管管道轴线上方的最大地面沉降量（m），；

—顶管管道轴线的横向水平距离（m）；

—地面沉降槽宽度系数（m），，其中：—管道中心至地面的覆土厚度；—土的内摩擦角。

超挖量可由公式计算得到，其中：

—顶管机头切削面土体损失，；

—顶管机头纠偏引起的地层损失，；

—頂管过程中管道外周与土层之间空腔引起的地层损失，主要由三部分组成：①顶管机头外径与管道外径之间形成的环状空隙造成的土体损失，；②中继间外径与管道外径之间形成的环状空隙造成的土体损失，；③相邻管节间外壁不平整过大造成的土体损失，。

（1）红莫线1#杆塔

；

；

；

；

，该项中取0。

。

顶管轴线上方地面的最大沉降。

杆塔基础边缘距离顶管轴线的最近距离为3.995m，最远距离为11.195m，

因此处的沉降为

；

处的沉降为

；

可见基础最大沉降9.1mm<20mm，满足要求。

杆塔基础两侧沉降差5.7mm，倾斜率为=5.7/7200=0.8‰<2‰，满足要求。

四、压密注浆加固效果的检测和分析

对红莫线1#杆塔顶管线位周围土体进行了压密注浆加固处理之后，在110KV红莫线1#杆塔南部附近，施工2个静力触探孔，孔深11.0～11.5米，采用5吨手摇式静力触探机对土体加固效果进行了检测，以判别地基土在压密注浆后力学强度的变化。经过各孔静力触探试验比贯入阻力Ps值的厚度加权平均值结果分析：压密注浆对（4）层粉土的强度起到一定提高作用，28天后（4）层粉土的强度可达160～170KPa。

结论

在无锡市和畅路电力管廊顶管施工中，采用压密注浆工艺对顶管沿线现状高压杆塔周围土体进行加固，实践及检测数据证明，压密注浆工艺提高了顶管穿越地层的性能，经济有效得控制了顶管施工对周围现状杆塔及构筑物的沉降，从而保证了顶管工程的顺利施工。

参考文献：

[1]魏纲，等.顶管施工引起的地面变形计算方法综述[J].市政技术，2005，（6）.

[2]兰凯，等.压密注浆在砂土液化处理中的应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2005，（4）.

[3]乔宏伟，等.顶管施工中地面沉降的预测[J].西部探矿工程，2000，（6）.

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土强度状况，专门聘请我们公司为这项工程进行相关的检测。由于该结构实体混凝土龄期大于1000d，所以很适合采用钻芯修正回弹法对其进行相关的检测。根据具体的施工的状况来看，将一层柱和二层柱，二层梁和三层梁分别都定为不同的检验批，根据相关的规章程序：不同的批次进行检测的构件，抽检的检测构件的数量不得少于整批构件总数的30%同时构件的数量也要等于或者是大于10件。在现场的检验过程中抽取第一层柱和第二层柱各10根，第二层梁和第三层梁各12根，首先是使用回弹法检测送检的构件的混凝土强度，然后再结合钻芯法对检验构件进行修正。

现场采用回弹法每个不同批次的送检构件混凝土强度进行检测，并分别在一、二层柱相应测区钻取75mm的混凝土芯样（随机各抽取9根构件），在二、三层梁相应测区钻取100mm的混凝土芯样（随机各抽取6根构件），进行抗压强度试验后修正混凝土构件的测区混凝土强度换算值。《钻芯法检测}昆凝土强度技术规程》第3.1.3条规定：抗压试验的芯样试件宜使用标准芯样试件，其公称直径不宜小于骨料最大粒径的3倍；也可采用小直径芯样试件，但其公称直径不应小于70mm且不得小于骨料最大粒径的2倍。标准芯样公称直径为100mm、高径比为1：1的混凝土圆柱体试件。由于本工程受柱径向主筋间距的限制，柱芯样公称直径采用75mm。

6、结语

钻芯修正回弹法是对钻芯法和回弹法的缺点进行规避，将彼此的优点进行合理的发挥，很大程度上弥补了各自的不足之处，不但建筑工程的检测精度和效率得到了提高，还避免了钻芯法对建筑结构的损坏，减小了工程量，受到广大的检测人员的一致好评，从各个方面来看，钻芯修正回弹法还是很值得在以后的实际工作中进一步应用的，建筑工程的检测人员，要不断的在工作中学习，在工作中进步。

參考文献：

[1]侯伟生.建筑工程质量检测技术手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[2]GB/T50344-2004，建筑结构检测技术标[s].北京中国建筑工业出版社，2011.

[3]CECS03：2007，钻芯法检测混凝土强度技术规程[s].北京中国建筑工业出版社，2012.