富水砂卵石地层土压平衡盾构掘进渣土改良技术

土压平衡盾构机在富水砂卵石地层掘进过程中,由于土体流塑性差,土舱内的渣土无法及时排出,导致推进速度缓慢,盾构推力及刀盘扭矩增大等现象,易出现地表塌陷事故.为此,文章以成都地铁17号线一期项目盾构隧道工程为背景,进行砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究.试验结果表明:采用泡沫剂或泡沫剂+膨润土作为土体改良剂对砂...     

盾构泡沫膨润土系统的优化设计

用于南昌地铁1号线6标盾构施工的土压平衡盾构为例,对土压平衡盾构的渣土改良系统进行了介绍,针对富水砂层的地质结构对原设计的泡沫膨润土系统进行了优化,提出了富水地层渣土改良的设计解决方法。     

富水砂层渣土改良技术的应用

福州地铁1号线采用土压平衡式盾构掘进施工,该方法要求开挖的土体应具有良好的塑性变形、软稠度、内摩擦角小及渗透率小等特性,而某区间隧道需穿越的富水砂层,却具有黏聚力小、外摩擦角大、渗透系数高等地质特性,很难满足土压平衡式盾构的掘进要求。因此对此段渣土层进行了改良,通过添加高分子聚合物,与高浓度膨润土浆液等改良材料共同作用,极大地改善了富水砂层渣土的土质特性,使盾构在掘进砂层时保持高效、稳定。     

砂性地层盾构施工渣土改良试验研究

土压平衡盾构机在砂性地层中掘进时,因颗粒间的摩擦阻力、渗透系数大等原因需要进行渣土改良,但目前国内尚未系统地制定某类地层渣土改良的技术标准,因此采用室内试验和现场论证的方法进行渣土改良试验,以泡沫土的搅拌（扭矩）、坍落度、压缩性、直剪性能和渗透性5个方面作为渣土改良的评价依据。通过对泡沫剂改良渣土的主要性能指标进行量化研究,得出了泡沫剂改良渣土的最佳注入比;通过实际工程应用,验证了泡沫剂在渣土改良中效果较明显,推力、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、土仓压力等施工参数都得到了改善,为实际工程提供了助力。     

浅谈土压平衡盾构机在富水砂层下穿风险源的施工技术

在富水砂层中采用土压平衡盾构下穿河流及既有建筑物施工,具有较大的风险和难点。结合北京地铁6号线工程土压平衡盾构施工的成功实例,从盾构机设备的性能配置、施工工艺参数(掘进参数)、辅助措施(渣土改良)等方面,分析、论证了在富水砂层中采用土压平衡盾构机掘进施工的关键技术。     

富水上砂下岩地层中土压盾构穿越建构筑物技术探讨

以广州某地下综合管廊4～3号井区间隧道工程为依托,通过实例分析,总结出富水上砂下岩地层中土压盾构穿越建构筑物风险的系统性风险控制技术,根据风险可能造成的影响对建筑物采取预保护措施、隧道顶部砂层预注浆,应用“粉末状聚合物-聚丙烯酰胺防喷涌、钠基膨润土辅助建压、巴斯夫泡沫剂降低刀盘结泥饼概率”的综合渣土改良方法,采用剥离剂泡仓+膨润土置换渣土的方式处理泥饼,盾构掘进过程重点控制土压和出土量参数,及时地面补浆回填处理超挖,盾尾脱出后地面跟踪注浆控后续沉降,同时做好应急准备。     

富水砂卵石地层土压平衡盾构刀盘中心注水系统改造研究

成都地区拥有独具特色的富水砂卵石地层,虽然随着我国隧道施工工艺技术的发展,盾构施工工法已日趋成熟,但是针对该地层的盾构掘进施工却一直未能取得良好效果。在此背景下,针对现有的土压平衡盾构进行改造,添加刀盘中心注水系统,使得土压盾构的适用范围大大增加,有效解决了喷涌及沉降控制不佳等难题,提高了渣土塑流性,保障了盾构在富水砂卵石地层掘进顺利。     

砂性土层盾构掘进面前土体改良现场试验

针对土压平衡盾构在砂性土层掘进时常面临的闭塞、喷涌、刀具严重磨损、掘进速度过慢及刀盘扭矩过大等难题,依托上海某盾构在高含砂率砂性土层中掘进的工程实例,在盾构掘进面前方掺加肥皂水、泡沫剂进行现场试验,通过试验前后盾构施工参数的反馈分析结果,确定出土体改良最佳方案。将试验成果应用于相似地层,通过长距离改良前后掘进速度、刀盘扭矩以及刀具磨损变化来检验试验成果。研究结果表明:肥皂水改良效果不明显,泡沫剂改良效果优于肥皂水,适量浓度泡沫剂能大幅度提高掘进速度、降低刀盘扭矩和减少刀具损耗。     

新型泡沫剂在土压平衡盾构施工中的研究与应用

针对土压平衡盾构在砾砂地层掘进过程中,土体塑流性差,刀盘及螺旋输送机磨损严重,开挖面平衡不易保持等问题,开发了一种土压平衡盾构用新型泡沫剂,以北京地铁16#线西苑站~万泉河桥站区间砾砂地层土压平衡盾构施工为案例,对新型泡沫剂改良砾砂地层的塑流性进行了室内试验研究,得出含水率为5%~12.5%,泡沫掺量为20%~40%时,土体塑流性良好。利用该泡沫剂进行了盾构掘进试验,改良后刀盘上土压力主要集中在0.45~0.55 MPa,扭矩在3000~3750 kN/m,掘进速度在35~45 mm/min之间,结果显示,新型泡沫剂能满足施工需求,大大提高了掘进效率。     

南宁泥质粉砂岩地层中土压平衡盾构掘进渣土改良技术

南宁地铁1号线泥质粉砂岩地层中土压平衡盾构掘进土施工中,为使仓渣土达到塑性流动状态以提高掘进效率,采用泡沫剂作为渣土改良材料,通过发泡率、稳定性、坍落度等室内试验确定渣土改良参数并应用于施工,达到了预期效果。     

深圳风化花岗岩地层盾构防泥饼渣土改良技术

依托深圳地铁某线盾构工程开展了风化花岗岩地层土压平衡盾构防泥饼渣土改良技术研究。通过对盾构掘进参数和刀具磨损分析,阐述了泥饼对盾构掘进参数和刀具磨损的影响,并结合地层制订了相应的渣土改良方案,有效预防泥饼出现。研究表明:盾构发生"结泥饼"后,推力明显增大,掘进速度逐渐减慢接近0,扭矩变化不大,采用分散剂浸泡刀盘,能消除一部分泥饼,但若渣土改良不合适,泥饼又将会快速形成;盾构结泥饼过程中,滚刀的磨损方式主要是偏磨,且刀具的磨损相对于刀盘回转中心呈现出一定的中心对称性;在风化花岗岩地层中,采用分散性泡沫剂和水可有效提高渣土的流动性,取得理想的改良效果;但在卵石土和风化花岗岩复合地层中,需采用膨润土、分散性泡沫剂和水相结合的渣土改良方案,提高渣土的抗渗性和流动性,且在风化花岗岩与卵石土复合地层和风化花岗岩地层中理想渣土的坍落度值为15～20cm;相比于渣土改良,地层对掘进参数的影响更明显,且盾构在卵石土和强风化花岗岩复合地层中掘进时,推力和扭矩相对较小。     

无水大粒径漂卵砾石地层土压平衡盾构施工渣土改良分析

土压平衡盾构在砂卵石地层掘进时,会出现盾构推力、刀盘扭矩异常增大,刀盘、刀具和螺旋输送机磨损严重等问题,通过渣土改良是解决上述问题的有效手段。因此,本文以北京地铁9号线砂卵石地层中的盾构隧道工程为背景,进行了采用膨润土和泡沫改良后渣土的现场试验及施工性能分析。试验结果表明:采用膨润土和泡沫作为混合改良添加剂对渣土进行改良能够显著降低盾构的推力和扭矩以及渣土温度;膨润土和泡沫混合注入后在掌子面形成的泥膜具有良好的保压性,能有效提高盾构停机状态下的安全性。     

全断面富水砂层土压平衡盾构喷涌控制技术研究

以西安地铁十四号线盾构下穿灞河工程为依托,通过对盾构下穿高水压全断面砂层过程中喷涌问题进行原因分析,并针对性地提出多种喷涌控制手段,有效地抑制了喷涌的再次发生.研究表明:对于全断面富水砂层盾构喷涌的控制,采用泡沫剂+钠基膨润土等常规材料进行渣土改良是可行的;盾构掘进参数优化、降低开挖面水头、盾尾水流通路封堵及停机保压是...     

土压平衡盾构河底长距离全断面富水砂层施工技术

土压平衡盾构机在富水砂层掘进时易出现喷涌现象,造成地面沉降、坍塌等环境风险,当其在河底穿越长距离类似地层时,风险大幅增加.论文依托福州地铁4号线某盾构工程,从设备管理、渣土改良、掘进及注浆、应等方面进行研究,并采取针对性措施使工程顺利实施,为类似工程提供借鉴.     

富水砂层土压平衡盾构渣土改良试验研究

为得到3种不同富水砂层土中最佳膨润土泥浆体积的注入比，通过膨润土泥浆优化试验、坍落度试验、渗透试验研究了膨润土泥浆对不同种类富水砂土的改良作用。结果表明：钠基膨润土更有利于渣土改良。在细砂层、中砂、粗砂地层，钠基膨润土泥浆体积注入比差别较大。将试验结果应用于盾构施工，发现经改良优化后盾构掘进参数明显改善，渣土流塑性良好，渗透系数呈数量级降低，有效防止了喷涌现象的发生。     

富水砂卵石地层渣土改良试验研究

针对成都富水砂卵石地层,采用泡沫剂和膨润土对盾构施工中的渣土进行改良,给出了渣土改良相应指标的控制标准。通过室内坍落度试验、渗透性试验以及研发的土体磨蚀试验,分析了不同添加剂掺入比下渣土坍落度、渗透系数以及土体磨蚀系数的变化规律。结果表明,采用泡沫剂浓度3%、体积注入率15%和膨润土质量比1∶6、体积注入率15%进行渣土改良,渣土坍落度和渗透系数满足控制指标要求且土体磨蚀系数最小。最后通过刀具的磨损量验证了刀具磨损值在控制范围内。     

富水砂性地层盾构渣土改良试验与喷涌防治技术

为解决土压平衡盾构穿越富水砂性地层螺旋输送机喷涌、排渣不畅等难题,基于渣土改良剂的地层适应性规律研发新型化学改良剂并开展相关室内试验.试验结果表明:非离子聚合型泡沫剂可兼备发泡倍数与稳定性能,适当提高泡沫剂浓度Cf能够增大发泡倍率FER和半衰期HT.当cf＞5％时,由于达到临界胶束浓度,FER和HT趋于最大值.透射电镜...     

砂卵石地层中土压平衡盾构的渣土改良技术分析

在砂卵石地层盾构过程中切削下来的土体一般无法达到较为理想的"塑性流动状态",往往因土体流塑性弱,内摩擦角大,可塑性差等,容易造成开挖面失稳崩塌、盾构机械易磨损等问题,影响盾构施工的顺利进行,渣土改良是在砂卵石地层中土压平衡盾构的关键技术。以采用矩形盾构机施工的四川省成都市四川大学地下停车场下穿人民南路地下人行通道为工程背景,开展了砂卵石地层渣土改良试验,分别采用了膨润土和泡沫剂进行了室内试验研究,并对渣土改良效果进行了对比分析得出了最佳配合比,最后结合现场施工和监测数据,对渣土改良效果进行了评价和分析。研究成果可为今后类似工程提供技术参考和借鉴。     

卵石地层的泡沫性能试验研究

以乌鲁木齐1号线宣仁墩站至大地窝堡站区间为背景,针对中密及密实卵石地层进行泡沫性能试验,通过研究和对比不同泡沫剂的性能和改良后的渣土性能,优化添加剂配比方案,为土压平衡盾构在类似地质的顺利掘进提供理论依据。     

富水砂卵石地层盾构施工渣土改良技术创新与应用

在富水砂砾、砂卵石地层盾构施工中,一般采用添加泡沫剂及膨润土浆液的方法进行渣土流塑化改良。特别在细颗粒含量极少的砂卵石地层,所需要添加的一定粘稠度的泥浆的量比较大,泥浆搅拌制作、储浆发酵、高粘度泥浆的运输等造成的成本高、对环境的污染也比较大、质量控制要求高、质量控制不好容易导致推进困难。本文基于沈阳及北京等富水砂卵石地层渣土改良机理及效果的研究和探索,通过采用高分子聚合物溶液替代膨润土浆液,研究分析出一种操作简便、成本低、效率高、对场地要求低且相对环保的富水砂卵石地层改良技术,并依托于沈阳南运河综合管廊盾构隧道施工项目的实践,形成一套严谨完整的富水砂卵石地层盾构施工渣土改良新技术,实现了更高的社会及经济效益。