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.由于這個管道直徑差的存在，管道與周圍土體之間存在的間隙會被從注漿孔注入的泥漿填滿。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，并與周圍土體形成一個整體。隨著滲入量的增加，土體與泥漿將會形成一層致密的滲透塊，同時在泥漿壓力的作用下，塊與塊之間緊密結(jié)合，這樣就在管道周圍形成了一個穩(wěn)定的泥漿和土體組合而成的“泥漿套”。這個泥漿套的形成阻止了泥漿繼續(xù)向外面土層滲透，同時在泥漿壓力的作用下泥漿會流動到管道底下，當(dāng)四周都形成泥漿套時就能支撐周圍土體起到浮力的作用，這樣管道與周圍土層中間就隔著一層流動的泥漿，且保持為濕潤摩擦，這是摩擦系數(shù)很小的摩擦阻力狀態(tài)。

　　補漿是因為隨著頂管頂進(jìn)距離的增加，注入的泥漿隨著管道往前滲透、擴散，已形成的泥漿套就會變稀薄，土體就會壓向管道四周，同時管壁阻力就會急速上升。為此，在管道推進(jìn)過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)的管道周圍與前面的管周圍一樣形成連續(xù)的泥漿套，并保持與土壓力一致。一般補充泥漿的孔道數(shù)量和問距要根據(jù)管道直徑、管道頂進(jìn)的速度、土質(zhì)情況等因素來確定。通常情況下每隔2—5節(jié)管道設(shè)置。

　　注漿主要有4個作用，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圍土體變得穩(wěn)定；三是改良土質(zhì)，通過泥漿向管道周圍土體的滲透作用來改良不好的上質(zhì)。四是封堵裂縫，通過注漿處理地下水發(fā)育的圍巖涌水。

　　2注漿技術(shù)的應(yīng)用分析

　　注漿的直接結(jié)果是形成觸變泥漿潤滑套，它的質(zhì)量直接影響頂進(jìn)過程中的頂力，可以直觀地從頂進(jìn)系統(tǒng)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)生問題了，或者是因為停止頂進(jìn)時間過長導(dǎo)致泥漿套缺失引起的頂力上升。

　　一、注漿材料

　　1、傳統(tǒng)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(fù)電荷，端頭帶正電荷。當(dāng)膨潤土含量較多時，顆粒之間由于正負(fù)電相互吸引而形成一個網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，泥土實際程膠凝狀態(tài)，經(jīng)觸動后，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(dāng)漿液受到剪切時，稠度變小，停止剪切時，稠度又增加的性質(zhì)稱為觸變性，相應(yīng)的水分散體稱為觸變泥漿。

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

　　2、FHDF高效膨潤土泥漿

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

　�、僭鞚{性能好，是傳統(tǒng)泥漿的2.5～3倍；

　　②造漿含砂量低，潤滑性能好；

　�、勰酀{是粗分散的和細(xì)的分撒的混合分散體，對泥粒有選擇性絮凝作用，使鉆進(jìn)過程中泥粒在泥壁表面堵塞粗孔隙，泥漿的細(xì)分散體堵塞細(xì)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；

　　④泥漿有較好的觸變性能，網(wǎng)結(jié)構(gòu)形成和黏度恢復(fù)快，凝膠強度適中，因此停鉆后重啟動阻力增加有限；

　　⑤現(xiàn)場施工方便，直接打漿即可，無需再添加其他添加劑。

　　3、新型泥漿材料及抗?jié)B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(dāng)其與水接觸，它能從一顆很小的顆粒變到很大，直徑可以達(dá)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：

　�、龠@些吸水后的顆粒狀材料，附著在管道周圍像很多顆鋼珠點在底下，減少摩擦的作用很明顯；

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

　　⑧這種顆粒材料吸水后直徑較大，不容易滲透到周圍土層中去，因而使用起來較方便，不會流失太多。

　　④這種漿液的配置十分簡單，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：

　　1、在一定的壓力下，膨潤土含量較高時有利于泥漿套的形成，且向土壤中擴散較小，因而開始頂進(jìn)時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(diào)整，含量大的懸浮液，運動流限大，頂管阻力大；含量過小時，懸浮液會很快滲入土壤中去。所以要根據(jù)頂力情況調(diào)整膨潤土含量。

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

　　4、注漿壓力值應(yīng)保持一定，使其不僅能順利壓力管道外壁，而且不會使周圍土體擾動。