1注漿（補漿）原理和作用

　　掘進(jìn)機的直徑一般要比管道直徑大2—5cm.由于這個(gè)管道直徑差的存在，管道與周?chē)�土體之間存在的間隙會(huì )被從注漿孔注入的泥漿填滿(mǎn)。泥漿是一種混合液，在壓力作用下和土體接觸并滲入土層中，慢慢擴散開(kāi)，并與周?chē)�土體形成一個(gè)整體。隨著(zhù)滲入量的增加，土體與泥漿將會(huì )形成一層致密的滲透塊，同時(shí)在泥漿壓力的作用下，塊與塊之間緊密結合，這樣就在管道周?chē)�形成了一個(gè)穩定的泥漿和土體組合而成的“泥漿套”。這個(gè)泥漿套的形成阻止了泥漿繼續向外面土層滲透，同時(shí)在泥漿壓力的作用下泥漿會(huì )流動(dòng)到管道底下，當四周都形成泥漿套時(shí)就能支撐周?chē)�土體起到浮力的作用，這樣管道與周?chē)�土層中間就隔著(zhù)一層流動(dòng)的泥漿，且保持為濕潤摩擦，這是摩擦系數很小的摩擦阻力狀態(tài)。

　　補漿是因為隨著(zhù)頂管頂進(jìn)距離的增加，注入的泥漿隨著(zhù)管道往前滲透、擴散，已形成的泥漿套就會(huì )變稀薄，土體就會(huì )壓向管道四周，同時(shí)管壁阻力就會(huì )急速上升。為此，在管道推進(jìn)過(guò)程中需要對后面頂進(jìn)的管道不斷均勻的進(jìn)行補充泥漿，使后面推進(jìn)的管道周?chē)�與前面的管周?chē)�一樣形成連續的泥漿套，并保持與土壓力一致。一般補充泥漿的孔道數量和問(wèn)距要根據管道直徑、管道頂進(jìn)的速度、土質(zhì)情況等因素來(lái)確定。通常情況下每隔2—5節管道設置。

　　注漿主要有4個(gè)作用，一是起潤滑作用，將管土之間的干摩擦變?yōu)闈駶櫮Σ�，減小摩擦阻力；二是起支撐作用，在注漿壓力下使管道周?chē)�土體變得穩定；三是改良土質(zhì)，通過(guò)泥漿向管道周?chē)�土體的滲透作用來(lái)改良不好的上質(zhì)。四是封堵裂縫，通過(guò)注漿處理地下水發(fā)育的圍巖涌水。

　　2注漿技術(shù)的應用分析

　　注漿的直接結果是形成觸變泥漿潤滑套，它的質(zhì)量直接影響頂進(jìn)過(guò)程中的頂力，可以直觀(guān)地從頂進(jìn)系統的壓力表上反映。如果項力發(fā)生突然上升，很可能是由于泥漿潤滑套的質(zhì)量發(fā)生問(wèn)題了，或者是因為停止頂進(jìn)時(shí)間過(guò)長(cháng)導致泥漿套缺失引起的頂力上升。

　　一、注漿材料

　　1、傳統觸變泥漿

　　頂管觸變泥漿一般是以膨潤土為主要材料，CMC（粉末化學(xué)漿糊）或其他高分子材料等為輔助材料的一種均勻混合溶液。膨潤土分散在水中，其片狀顆粒表面帶負電荷，端頭帶正電荷。當膨潤土含量較多時(shí)，顆粒之間由于正負電相互吸引而形成一個(gè)網(wǎng)架結構，泥土實(shí)際程膠凝狀態(tài)，經(jīng)觸動(dòng)后，顆粒之間的連接電鍵即遭到破壞，釋放出網(wǎng)架中的水使膨潤土分散體隨之變稀。如果外界因素停止作用，分散體又變稠形成凝膠體。這種當漿液受到剪切時(shí)，稠度變小，停止剪切時(shí)，稠度又增加的性質(zhì)稱(chēng)為觸變性，相應的水分散體稱(chēng)為觸變泥漿。

　　為了及時(shí)充填管子和土層之間的空隙，同時(shí)膨潤土懸浮液滲入土層空隙內，在管予與土壤間形成泥漿套，在機尾刃腳后第二節管子開(kāi)始壓入泥漿。

　　2、FHDF高效膨潤土泥漿

　　FHDF高效膨潤土泥漿與傳統膨潤土泥漿相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

　�、僭鞚{性能好，是傳統泥漿的2.5～3倍；

　�、谠鞚{含砂量低，潤滑性能好；

　�、勰酀{是粗分散的和細的分撒的混合分散體，對泥粒有選擇性絮凝作用，使鉆進(jìn)過(guò)程中泥粒在泥壁表面堵塞粗孔隙，泥漿的細分散體堵塞細孔隙，能有效形成致密泥皮，降失水作用較好、濾失量低，滲透距離短；

　�、苣酀{有較好的觸變性能，網(wǎng)結構形成和黏度恢復快，凝膠強度適中，因此停鉆后重啟動(dòng)阻力增加有限；

　�、莠F場(chǎng)施工方便，直接打漿即可，無(wú)需再添加其他添加劑。

　　3、新型泥漿材料及抗滲泥膜

　　除了膨潤土系的潤滑材料外，國外還研究出許多高分子化學(xué)減摩劑。如日本生產(chǎn)的IMG減摩材料，這種高分子材料具有吸水的功能。當其與水接觸，它能從一顆很小的顆粒變到很大，直徑可以達到O.5～2mm，質(zhì)量可以變成之前的百倍以上。具有很多優(yōu)點(diǎn)：

　�、龠@些吸水后的顆粒狀材料，附著(zhù)在管道周?chē)�像很多顆鋼珠點(diǎn)在底下，減少摩擦的作用很明顯；

　�、诓幌衿渌麧櫥瑒�，當頂管頂進(jìn)暫停一段時(shí)間再次啟動(dòng)時(shí)，它的阻力增加不顯著(zhù)，基本和之前阻力保持相同；

　�、噙@種顆粒材料吸水后直徑較大，不容易滲透到周?chē)�土層中去，因而使用起�?lái)較方便，不會(huì )流失太多。

　�、苓@種漿液的配置十分簡(jiǎn)單，操作也十分方便。

　　二、注漿工藝及技術(shù)控制

　　注漿技術(shù)要點(diǎn)：

　　1、在一定的壓力下，膨潤土含量較高時(shí)有利于泥漿套的形成，且向土壤中擴散較小，因而開(kāi)始頂進(jìn)時(shí)漿液中膨潤土含量要高。

　　2、補充的懸浮液中膨潤土含量需進(jìn)行調整，含量大的懸浮液，運動(dòng)流限大，頂管阻力大；含量過(guò)小時(shí)，懸浮液會(huì )很快滲入土壤中去。所以要根據頂力情況調整膨潤土含量。

　　3、注入漿體的量與頂進(jìn)速度有關(guān)，量為管道與周?chē)�土體之間空隙體積的7～9倍；

　　4、注漿壓力值應保持一定，使其不僅能順利壓力管道外壁，而且不會(huì )使周?chē)�土體擾動(dòng)。