本文针对粉质地层输水管线顶管施工，通过改良试验配置矿物类改良剂，提高了开挖面的稳定性，并在顶进施工中注入一定量的触变（润滑）泥浆，将干摩擦转化为液体摩擦，发挥了润滑剂的作用，加快了顶进速度。

目前使用的改性材料主要包括高吸水性树脂材料、矿物类材料，纤维类、多糖类、负离子类材料和表面活性材料、硅溶胶等四类，几种材料特性见下表。

改良材料特性

本工程拟采用矿物类改良剂，其主要材料为膨润土，通过试验确定初始配合比膨润土：粘土：水=98：392：812（kg），以指导施工。加入改良剂后配成的浆液应具有较大稠度，要求C型粘度计值在8000~10000，比重在1.30~1.50，泥浆的注入量在15%~30%。

最佳配合比必须根据螺旋输送机排土状况确定。泥土仓内的泥土经过搅拌后具有良好的可塑性、流动性和止水性，可使土仓内的压力处于平衡状态。

顶管节吊装下井前，预制管节外壁四周应涂蜡烘烤，方便顶管节的顶管施工。

触变泥浆按拟定配合比进行现场试验并根据实际使用情况调整，不同地层配合比不同。施工时，应严格按照操作规程搅拌触变性泥浆，做到浆液不沉淀、不失水、不固结，搅拌后的泥浆具有一定的粘度和良好的流动性。触变泥浆配合比为：膨润土：水：CMC=400：850：2.5（kg），其相关指标如下表所示。

触变泥浆指标

地面注浆系统包括拌浆筒、储浆池、注浆泵、液位计、主管、支管、球阀、止逆阀、压力表及管道等组成，发酵后的触变泥浆使用注浆泵注入管节壁后。

顶管注浆系统由机头同步注浆和管道补浆组成。机头同步注浆采用地面液压注浆泵通过φ50mm管路压送到机头储箱内，再由螺杆泵定量注入机头壳体。在机头处安装隔膜压力表，以检验注浆液是否到达指定位置，并在注浆孔内设置单向阀和球阀。每间隔2个管节设1处补浆断面（4个注浆孔），由总管压送补浆至各补浆断面上的注浆孔。补浆应按顺序依次定量注入，每班不少于2个循环。

合理的注浆压力表现为浆液顺利注入管段外壁，且不严重扰动地层。如果注浆压力过高，将对管接头周围的土壤形成劈裂效应，造成泥浆流失、冒浆，从而导致地面隆起。若注浆压力过低，泥浆无法填补管节与周围土壤之间的空隙，难以形成泥浆环套，难以实现预期的注浆效果。因此，实际施工中的注浆压力应略大于注浆现场的静土压力和地下水压力之和 。

针对粉质地层顶管隧洞施工，通过配置改良液改良土体，渣土流动塑性强，和易性好，易被螺杆机排出，同时提高隧道开挖掌子面稳定性，更好地控制地层。通过控制触变泥浆配合比、注入量和注浆压力，有效降低顶进阻力，加快了施工进度。

（1）土压平衡顶进过程中，要根据螺旋输送机排土状况，不断优化改良液配合比，更好地控制地层。

（2）结合土质、顶进条件及地面沉降合理控制膨润土泥浆注浆量，做好同步注浆和管道补浆。