浅谈泥质粉砂岩地层土压平衡盾构渣土改良试验

浅谈泥质粉砂岩地层土压平衡盾构渣土改良试验摘要：泥质粉砂岩地层土压平衡盾构渣土改良试验对于实践具有重要的作用，通过试验能够把握泥质粉砂岩土的最佳坍落度，以此推算出坍落度，并且最终还能够得出包括了含水率以及泡沫比在内的函数关系，充分考虑盾构施工的因素具有重要意义。

利用泥质粉砂岩地层涂鸦平衡盾构渣土改良试验能够为渣土改良提供具体的方法，而且控制效果更好，本文对此试验作了详细介绍。

关键词：泥质粉砂岩地层；土压平衡盾构；渣土改良；试验；实施；实践引言土压平衡盾构属于地铁施工中非常常见的工具，由于它具有施工速度快的特点，所以应用价值较高，而且从其影响来看，对于环境的影响相较于其他方法来讲更小，这也是其近年来比较火的原因。

土压平衡盾构施工需要被满足相关要求。

国内外对渣土改良作了许多的试验，研究确定了物理力学指标测定对渣土改良具有重要意义。

一、泥质粉砂岩地层土压平衡盾构渣土改良试验1、渣土级配以及渣土的含水率结合相关研究发现，影响渣土状态的因素很多，其中渣土级配最明显。

因此实践中对于渣土的级配需要把握准确，可以通过现场调研的方式获得。

调研结果显示当渣土粒径大于20㎜的时候不影响其结泥饼。

结合统计的结果选择粒径不同但是性质相同的泥质粉砂岩渣土作为试验对象。

通过实践数据可以知道，当盾构结构应用到施工中的时候，渣土的含水率仍然处于变化的状态。

本文试验的时候选择了三组渣土作为对象，分别对他们的含水率进行了测验。

2、泡沫改良剂以及渣土改良的具体试验渣土改良中常见的有泡沫改良剂，本次试验同样选其作为对象，并对比了国内外流行的改良泡沫剂。

为了更好地记录数据和参数，针对渣土改良之后的状态设定了明确的评价指标，即坍落度。

由于这种方法比较常用而且成本较低，所以应用价值较高。

坍落度这一评价指标其实包括了多个内容，其中又以渣土的和易性以及稠度为主要内容。

最佳坍落度值的确定要根据具体的情况进行。

二、泥质粉砂岩地层土压平衡盾构渣土改良试验结果1、试验结果试验的过程中详细记录试验泥质粉砂岩地层土压平衡盾构渣土改良的结果，并且对于渣土的状态也作了详细的分析，并通过描述确定了样本。

泥岩地层盾构渣土改良技术研究
单青红
【期刊名称】《工程建设与设计》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】依托成都轨道交通资阳线盾构工程穿越泥岩地层进行盾构防泥饼渣土改良方案研究和大量实践,分析了泥饼的形成过程和影响因素,并结合泥岩地层特性,提出了合理的渣土改良方案,包括用取改良材料、开展渣土改良试验、确定改良参数的范围,并根据现场实际情况进行修正,指出实施安全质量控制要点和掘进控制措施,可以有效预防盾构泥饼对掘进施工产生的负面影响。

【总页数】3页(P217-219)
【作者】单青红
【作者单位】中铁十四局集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U455.43
【相关文献】
1.泥岩地层盾构施工渣土改良技术研究
2.富水圆砾地层盾构渣土改良技术研究
3.泥质粉砂岩地层地铁盾构掘进渣土改良技术研究
4.富水闪长岩地层盾构渣土改良技术研究
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太原市砂卵石地层土压平衡盾构渣土改良试验研究发表时间：2019-04-03T11:02:52.990Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第34期作者：齐春杰[导读] 为了解决太原西南环线东晋隧道盾构区间砂卵石地层渣土改良难题，采用泡沫剂、膨润土作为改良剂进行渣土改良试验中铁六局集团有限公司摘要：为了解决太原西南环线东晋隧道盾构区间砂卵石地层渣土改良难题，采用泡沫剂、膨润土作为改良剂进行渣土改良试验，主要试验包括坍落度试验和渗透试验。

通过分别配比泡沫、膨润土溶液，可得出泡沫、膨润土与水最优配比及膨化时间：泡沫浓度3%，膨润土和水质量比1：6，泥浆膨化24h。

然后用最优配比的泡沫溶液与膨润土溶液与渣土拌和，进行下一步试验，试验证明：单独用泡沫或膨润土改良砂卵石渣土效果不理想，采用混合液改良效果较好；当渣土含水率调整到15%，膨润土添加3~5%，泡沫添加10~15%（原液比例3%），改良后渣土坍落度能达到200mm左右，满足土压平衡盾构对于改良渣土和易性的要求。

关键词：土压平衡盾构；砂卵石地层；渣土改良；坍落度试验；渗透试验0引言随着城市交通的不断发展，国内外隧道建设逐渐向大深度、大断面、长距离的方向发展，“一洞双线”、“一洞多线”等不断建成。

但是大直径盾构隧道大多采用泥水平衡盾构，土压平衡盾构使用较少，国内成功案例仅限于单一地层，并且在铁路隧道建设方面尚无实例。

为保证正常掘进，渣土改良至关重要，目标是改良渣土的流塑性、提高不透水性、降低内摩擦角。

针对渣土改良的课题，国内外学者进行了大量的研究。

Stephane Quebaud[1]通过研究土压平衡盾构施工中的气泡添加剂，得出改良后的渣土渗透性和气泡添加量有直接关系；A.Bezuijen[2]设计了压力仓模型，对气泡和砂土混合后土体的渗透性、压缩性、粘滞性和孔隙水压力进行了研究；Sotiris Psomas[3]认为泡沫添加剂能减小混合砂的抗剪性，显著降低其渗透性；邱龑[4]等通过常水头试验，测定了采用泡沫剂[5~6]、膨润土[7]和聚合物改良后的富水砂性土渗透系数；相关研究还有叶新宇等对泥质粉砂岩[8]、胡长明等对砂层[9]地层进行渣土改良试验。

泥质粉砂岩地层地铁盾构掘进渣土改良技术研究摘要：盾构施工技术以其适应性强、推进速度快、干扰小等优点在世界范围内日益普及，并在地铁、市政、电力隧道施工中得到广泛应用。

而土压平衡盾构(EPB)是世界上应用最广泛的全断面隧道掘进机，面对城市地层环境复杂、管线分布密集、建筑物集中等复杂工况，能够安全、快速、精准地进行地铁施工。

在隧道施工过程中，为保障盾构施工开挖面稳定，维持土压平衡，防止出现喷涌、土仓压力波动等问题，需要对开挖面、土仓土体进行渣土改良。

土压平衡盾构渣土改良的目的是将刀盘切削土体改良成塑性流动状态，通过在开挖面、土仓等位置添加渣土改良剂提高渣土输送能力，同时对于开挖面支撑稳定、刀具切削能力亦有加强。

改良后的土体应具备低摩擦、高流动、低渗透和优良的黏稠性等性质。

基于此，本篇文章对泥质粉砂岩地层地铁盾构掘进渣土改良技术进行研究，以供参考。

关键词：泥质粉砂岩地层；地铁；盾构掘进；渣土改良技术引言近年来，由于盾构法具有掘进速度快，对周围地层扰动小等优点，因而广泛应用于地铁区间隧道施工。

然而，盾构顺利掘进的关键是使渣土保持为塑性流动状态，利于土仓内渣土建立有效土压以平衡掌子面水土压力，同时防止出现刀盘结泥饼、喷涌或土仓闭塞等问题。

由于地层原状渣土塑流性难以满足盾构顺利掘进要求，需进行渣土改良，使其具有理想的塑流性状态。

众多学者对不同地层条件下渣土改良技术进行了深入研究，依托某盾构工程，详细阐述了泥质粉砂岩地层中的改良方法与改良参数。

分析了粉质黏土和砾砂不同比例组合颗粒组分，展开室内及现场试验研究混合渣土的流动状态和渗透性。

研究结果表明，一定含量的粉质黏土可有效改善渣土塑流性及渗透性，但其含量高于70％时有结泥饼风险。

采用泡沫、膨润土泥浆及聚合物等改良剂改良砂卵石地层渣土，探明了该种地层中改良剂的添加比例，优化了改良方案，有效降低了工程成本。

1渣土改良剂地层适应性分析土压平衡盾构渣土改良剂和改良手段的选取需要根据具体施工地层条件进行确定，不同改良剂具有各自的适应条件，如分散剂和抗黏剂适用于黏性较高的黏土和泥岩地层，膨润土和聚合物适用于土体粒径较大的砂性地层，泡沫剂的适应范围较广。

总551期2020年第29期（10月中）收稿日期：2020-06-28作者简介：柏春林（1995—），男，助理工程师，从事盾构施工技术管理研究工作。

土压平衡盾构机穿越中等风化粉砂质泥岩渣土改良技术柏春林（中建八局轨道交通建设有限公司，江苏南京210000）摘要：结合宁句线句容站—东句盾构井区间穿越中等风化粉砂质泥岩地层施工案例，通过分析该项目水文地质条件，针对中等风化粉砂质泥岩地层黏性高的问题，提出“分散型泡沫剂+水”作为改良剂进行渣土改良的方案。

工程实践表明：该改良剂应用在中等风化粉砂质泥岩地层的效果良好，可进一步推广应用。

关键词：中等风化粉砂质泥岩；渣土改良；改良剂中图分类号：U455.43文献标识码：B1工程概况南京至句容城际轨道交通工程施工总承包DS6-TA02标全长17.286km ，含5站（2座地下站，3座高架站）7区间1出入线及1车辆段，起点为汤山站，向东经黄梅站、宝华山站，过肖杆河转向南，过杨塘路站后，逐渐由高架转为地下，经东大街站后，在二圣路南侧设终点站句容站。

其中句容站—东句盾构井区间南起句容市汽车客运站，北至好家园小区，区间线路沿宁杭南路下方敷设，侧穿新城吾悦广场、状元新村等建（构）筑物，单线长度为0.88km ，采用盾构法施工，主要穿越中等风化粉砂质泥岩地层。

2工程地质及水文地质情况2.1工程地质场区地表普遍分布人工填土，填土以下覆盖层主要为软塑~硬塑粉质黏土，卵石混粉质黏土，局部夹少量粉土、粉砂，下伏基岩为白垩系浦口组粉砂质泥岩、侏罗系龙王山组凝灰角砾岩，岩面起伏较大，一般埋深在2.4~18.4m 。

区间隧道洞身主要穿越中等风化粉砂质泥岩地层，该地层岩体较为完整，有少量闭合裂隙发育，裂隙中充填薄层石膏，基岩质量等级为V 级，遇水易软化。

隧道上部覆土厚度11.0~18.6m ，主要为填土、粉质黏土和强风化粉砂质泥岩，填土厚度1.0~5.8m ，粉质黏土厚度0~11.2m ，强风化粉砂质泥岩厚度0.7~6.6m 。

破碎地层土压平衡盾构渣土改良实验研究作者：王越来源：《消费导刊》2019年第07期摘要：对于地层中的浅埋段，在实地采取不同类型掘进参数得到不同类型的渣土进行深入研究，对在不同含水量和不同成分配比下所得到的岩质渣土和泡沫剂改良砂质的坍塌程度、塑流状混合物的含水量进行定量研究，通过得到的数据深入研究泡沫剂含量和含水量、渣土流动性的关联。

实验大量数据表明，当泡沫剂含量为40%，含水量在16%到18%时，改良成效显著，经济成本最低，收益高。

关键词：破碎地层土壤结构改良土压平衡盾构法泡沫剂含量引言：随着社会经济的進步与人类文明的发展，地面以下的空间工程也渐渐地得到了重视。

就我国当前形势而言，一线城市甚至二线城市大都通过盾构施工的方式兴建地铁工程。

但是因为不同地区的土层结构差别较大，通用的土压平衡盾构施工法场遭遇刀盘扭矩太大、姿态无法调控、掘进进程迟缓、难以出渣和地表突起、塌陷等困难。

该方法掘进时，其前端刀盘尖端旋进土壤，后隔板与掌子面间形成泥土空腔，若土体把土仓覆盖，其压力与切削面上的水、土压力大致相仿，就可以把掌子面稳定住，但前提是土壤本身具备良好的塑流性。

在施工前必须充塑渣土的流动性，才能够让土壤的塑状流动性提升，进一步使得喷涌量和刀具的磨损速度大幅度降低。

国内外学者为确保该方法的施工能够适应各种情形，进行了海量的科研探索。

A，Bezuije 等研究工作者模拟了相应的压力效应仓，向其中投入了适量气泡，对于其中混合土的压缩程度、黏着程度、渗透程度以及空隙间水压力进行了深刻探索。

张明晶等应用朱伟教授研制的发泡剂和发泡装置进行发泡进行土壤改良时发现，在一定范畴内，随气泡掺量增加，土体强度不增反减。

一、工程难点因为地层破碎、隧道埋深浅等原因，开挖土的流动性就会非常低，如果保持高温的前提下盾构机持续推进压力，就会导致土仓里排水压密、固结，生成泥饼，导致螺旋输送机管道的拥挤，大大降低刀具工作的效率：同时，如果隧道通过破碎地层，相应的裂隙水和承压水的遍布范畴及水位变动很大，在该地层作业时，螺旋机排土器的出口处出极易喷涌，这就会让渣土堆积并导致隧道积水，让掘进进度停滞不前。

目录1 编制依据 (3)2 工程概况 (3)2.1 工程范围 (3)2.2 工程地质 (6)2.2.1 地形、地貌 (6)2.2.2 地层描述 (6)2.2.3 隧道洞身穿越地层 (11)2.3 水文地质 (13)2.4 周边环境 (13)3 渣土改良 (15)3.1 渣土改良的原因 (15)3.2 渣土改良的方法 (15)3.3 渣土改良在盾构施工中的重要性 (15)4 渣土改良试验 (16)4.1 试验目的 (16)4.2 改良剂的确定 (16)4.3试验 (18)4.3.1 圆砾地层改良试验 (18)4.3.2 泥岩地层改良试验 (22)4.4 试验结果 (26)5 安全质量控制措施 (26)5.1 防喷涌控制措施 (26)5.1.1 喷涌原因分析 (26)5.1.2 控制措施 (27)5.2 防刀盘结泥饼措施 (27)5.2.1 刀盘结泥饼原因分析 (27)5.2.2 控制措施 (28)1 编制依据《埌西站（原桂春路站）～青竹立交站（原竹溪大道站）区间设计图纸》；《南宁市轨道交通3号线工程（科园大道-平乐大道）埌西站（原桂春路站）～青竹立交站（原竹溪大道站）区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告》；《青竹立交站（原竹溪大道站）～青秀山站区间设计图纸》；《南宁市轨道交通3号线工程（科园大道-平乐大道）青竹立交站（原竹溪大道站）～青秀山站区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告》；《南宁市轨道交通3号线一期工程（科园大道-平乐大道）施工总承包02标土建8工区盾构区间建（构）筑物及管线调查报告》；《南宁市轨道交通3号线一期工程(科园大道-平乐大道)施工总承包02标土建8工区合同文件》；《土工试验方法标准》GB/T50123-1999；本企业在北京、广州、深圳、杭州、南京、成都、南宁等地铁施工中累积的经验及地铁施工的研究成果和技术储备。

2 工程概况2.1 工程范围南宁市轨道交通3号线一期工程施工总承包02标土建8工区盾构区间包含：金湖广场站～埌西站（原桂春路站）区间（以下简称：金～埌区间）、埌西站（原桂春路站）～青竹立交站（原竹溪大道站）区间（以下简称：埌～青区间）、青竹立交站（原竹溪大道站）～青秀山站区间（以下简称：青～青区间），区间设计为盾构隧道。

土压平衡盾构法施工渣土改良试验方案1、试验目的(1)按照泡沫的要求(如半衰期、发泡倍率等)发出合适的泡沫，并评价泡沫的性质。

研究气泡性能与发泡液浓度和气体流量、气体压强及液体流量的关系，为土压平衡盾构渣土改良提供合适的泡沫。

(2)根据改良土体的需求配制合适的泥浆，并试验泥浆的性能。

对试验结果与数据处理，研究泥浆漏斗粘度、比重、PH值与纯碱、CMC、膨润土添加量的关系，为土压平衡盾构渣土改良提供合适的泥浆。

(3)在几类典型地层的盾构施工中，总结满足盾构施工土体性能所要求的土体含水量、泡沫注入率、泡沫浓度、泥浆注入率、泥浆浓度等参数指标。

(4)通过坍落度试验、搅拌试验、LCPC磨擦试验、盾构模型试验综合评价土样经过不同添加剂改良后的性能，最终得到土压平衡盾构施工优化添加剂配比方案。

(5)根据地区地层的土层特性，采用合适的添加剂（如泥浆和泡沫等添加剂）进行渣土改良，并明确以下容：泡沫稳定性及注入率对改良土流动性的影响；不同浓度的泥浆和不同泥浆注入量对改良土体流塑性的影响；泡沫和泥浆共同改良土体各自发挥的作用以及交互作用的影响。

2、试验装置及试验步骤(1)泡沫试验[1] [2]本次试验装置如图1、2所示，本试验使用的盾构用泡沫的发生装置及衰落度测试仪器是由龚秋明课题组设计制造。

使用该套试验装置能快捷的制造出发泡倍率及稳定性不同的泡沫，该仪器设备经测试参数定位精确、性能稳定、试验操作方便。

试验步骤如下：①.启动空气压缩机，关闭气体开关和发泡液容器的出口开关，按照发泡溶液浓度称取一定的水和发泡原液，将水和发泡原液注入发泡液容器并搅拌均匀；②.打开溶液罐的出口开关和液体开关，启动增压泵（保证液体充满增压泵部），调整液体开关使得液体流量和压强到设定值；③.待空气压缩机储气罐中气体达到8bar时，打开气体开关，调整开关使得气体流量和压强为设定值，收集生产的泡沫；④.将衰落筒壁用水湿润，然后放到电子天平上，置零；⑤.将生产出来的泡沫注入衰落筒，注满后开动秒表，关闭液体增压泵和气体开关；⑥.将装满泡沫的衰落筒放在电子天平上，读取泡沫的质量mf；⑦.把衰落桶迅速放到三角架上，然后把量筒放到三角架下方的电子天平上，置零，使衰落筒液体流出口对准量筒的中心（第6、7步为测量泡沫半衰期的关键步骤，为了提高试验的准确性，这两个步骤尽量在30秒完成）；⑧.记录量筒液体每增加5g时所用的时间，直至量筒液体接近泡沫质量为止，整理数据求得泡沫的半衰期t1/2；⑨.清洗衰落桶，以备下次试验；⑩.至少进行三次平行试验，取泡沫发泡倍率和半衰期的平均值作为最终试验值。

泥质粉砂岩地层泥水盾构泥饼形成过程分析与盾构机改造措施发布时间：2021-09-09T14:14:59.948Z 来源：《基层建设》2021年第17期作者：陈浩文[导读] 摘要：文章以佛山市轨道交通3号线某区间双线泥水盾构工程为背景，针对右线泥水盾构在泥质粉砂岩与砂层的复合地层中出现的掘进参数异常（推力2000~2500t，掘进速度5~10mm/min，刀盘最大扭矩达3000kN•m）、结泥饼、出渣结团、泥浆循环管道堵管等不良现象，对左线已进场泥水盾构进行刀盘开口率、刀具配置优化，并加装刀盘冲刷系统、增加刀盘防结泥饼涂层，以降低出现结泥饼现象的可能性。

佛山市铁路投资建设集团有限公司广东省佛山市 528000摘要：文章以佛山市轨道交通3号线某区间双线泥水盾构工程为背景，针对右线泥水盾构在泥质粉砂岩与砂层的复合地层中出现的掘进参数异常（推力2000~2500t，掘进速度5~10mm/min，刀盘最大扭矩达3000kN•m）、结泥饼、出渣结团、泥浆循环管道堵管等不良现象，对左线已进场泥水盾构进行刀盘开口率、刀具配置优化，并加装刀盘冲刷系统、增加刀盘防结泥饼涂层，以降低出现结泥饼现象的可能性。

工程实践表明：改进后的泥水盾构在推力约1700t时，掘进速度能达到15~20mm/min，扭矩基本能控制在2000kN•m以内，满足施工需求。

关键词：泥水盾构泥质粉砂岩砂层复合地层结泥饼1、引言当前我国处于基础设施高速建设时期，随着我国城市地铁工程建设的大规模开展，泥水盾构因其具有“环境干扰少、安全可靠、施工效率高”的特点，越来越多地被应用到对沉降控制要求高的穿越砂层的地铁隧道建设中，但由于线路规划的需要，有时将难以避免地出现需要在粘土层与中、强风化岩中掘进的情况。

在此类地层中掘进时，开挖面的粘性土体受刀盘碾压后，产生的粘性颗粒极易附着在刀盘上，形成以刀盘为中心向外扩展的泥饼。

对泥水盾构而言，泥饼不仅会堵塞刀盘开口，严重降低盾构机掘进能力，而且极易造成泥水仓压力频繁波动，严重影响地表沉降控制。

土压平衡盾构施工中渣土改良技术的应用摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，土压平衡盾构施工越来越多，在土压平衡盾构施工中，渣土改良技术的应用越来越广泛。

渣土改良效果的优劣是土压平衡盾构能否正常掘进的重要影响因素之一，不同的渣土改良方法对盾构推力、扭矩、地表沉降控制等产生不同结果。

为了进一步提高土压平衡盾构机施工的适应性，可对其渣土改良技术开展相应的研究，本文首先分析了常用渣土改良剂及特性，其次探讨了盾构机在砂卵石地层中掘进时可能出现的不利情况，最后就土压平衡盾构渣土改良精细化控制进行研究，以供参考。

关键词：土压平衡盾构；渣土改良；试验引言土仓内渣土改良是土压平衡盾构隧道工法的重要技术环节，渣土的改良效果直接影响着开挖面的稳定性和土仓内渣土的运输状态。

和易性是改良渣土的重要特性之一，反映了渣土自身的流动特征，改良渣土和易性差极易诱发刀盘扭矩大且磨损严重、千斤顶推力大、土体饼化堵仓、喷涌等问题，进而导致掌子面支护压力不足、甚至塌方等一系列事故。

因此，有必要针对改良渣土的和易特性及其评价指标进行深入研究。

1常用渣土改良剂及特性土压平衡盾构渣土改良所用改良剂多为泡沫、膨润土、聚合物等一种或几种材料的组合，并通过使用量的调整使盾构切削下来的渣土具有良好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩擦力。

如一般黏土地层中多使用泡沫剂、分散剂、水组合作为改良剂，砂卵石地层多使用膨润土作为改良剂，岩石地层多使用泡沫剂、水作为改良剂，富水砂、砂砾地层多使用膨润土、聚合物为改良剂。

2盾构机在砂卵石地层中掘进时可能出现的不利情况(1)当砂卵石地层处于无水状态时，由于沙粒相互咬，内部摩擦就会发生，土壤流动性差，土仓填土时，随着渣土量的增加刀盘扭矩随即增大，导致仓土排出不良，严重情况下，刀盘泥饼现象，直接影响盾构掘进。

(2)无水砂卵石地层中未改良渣土的流动塑性较差，造成掘进过程中刀盘扭矩增大，盾构机的推力也随及增大，刀盘刀具因摩擦阻力增大而产生较多的热量，从而加剧刀具的磨损，同时其磨损加剧影响着盾构机的工作性能和传动效率。

土压平衡盾构在圆砾、粉砂地层中掘进地面沉降分析及处理措施摘要：本文主要对土压盾构机在圆砾、粉细砂等经典地层中掘进引起地面沉降进行全面分析，针对沉降原因总结了相关的技术参数，同时采取了针对性措施有效控制地面沉降，并在后期掘进注意事项提供了几点建议，供类似土压平衡盾构施工参考。

关键词：原理层粉细砂层土压沉降膨润土二次注浆1工程概况新广区间由新秀公园站出站后，沿明秀西路向北，在大学明秀路口下穿既有1号线广西大学站，最后接入5号线广西大学站。

区间起讫里程为YDK20+712.134～YDK22+031.821/ZDK20+588.134～ZDK22+031.821，区间左右线总长1458.4m/1322.9m，采用土压平衡盾构法施工。

本区间隧道主要穿越地层为③1粉土层、③2粉土层、④1-1粉细砂层、⑤1-1圆砾层、⑦1-2泥岩、⑦1-3泥岩。

本区间地下水位埋深3.5-11.3m，承压水位标高66.53~72.66m，平均埋深5.81m，平均高程68.76m。

结合线路地质剖面图，前257环隧道地下水位埋深约：4m-6.8m，盾构机当前位置地下水位深度为4.6m。

区间隧道内径5.4m，外径6.0m，采用300mm厚的管片错缝拼装而成，每环管片有六分块，环宽1.5m。

区间管线较多且复杂，前257环主要有5条管线，前257环主要管线分布图详见图4.图4 新广区间管线分布图2沉降预警新广区间始发掘进至今260环，共出现了15次速率预警达到橙色，预警点位共97个，其中地表沉降71个，管线沉降31个。

根据盾构掘进情况，将沉降发生时段依据盾构掘进绘制“盾构掘进地层变形阶段示意图”，分五个阶段：图5盾构掘进地层变形阶段示意图根据“盾构掘进地层变形阶段示意图”地层变形阶段显示：新广区间右线盾构掘进期间出现的15次预警中，出现在第二阶段预警点位的有11次（刀盘前方）、第三阶段15次（盾体上方）、第四阶段10次（盾尾后）、第五阶段3次（工后沉降），第一阶段无点位沉降，监测点产生的上浮均为事后二次注浆引起。

砂卵石地层土压平衡盾构施工渣土改良分析摘要：盾构在卵石含量高、粒径大的砂卵石地层中掘进时，由于土体流塑性差，土体在土仓内无法及时排出，时常出现盾构推力、刀盘扭矩增大，推进速度极其缓慢等现象；由于土仓内土体颗粒间的传力是点对点，使支护压力不能有效施加到开挖面上，极易出现地表沉降超限、塌方等事故。

通过试验表明，采用泡沫+膨润土作为土体改良剂对砂卵石地层进行改良是可行的，能够显著降低盾构的推力和扭矩以及渣土的温度。

膨润土和泡沫混合注入后在掌子面形成泥膜具有良好的保压性，能有效提高盾构机停机状态下的安全性。

关键词：盾构隧道；渣土改良；砂卵石地层1引言土压平衡盾构施工过程中，如何防止渣土在刀盘上形成泥饼、在土仓内积压、堵仓，在螺旋输送机口产生堵塞、喷涌、刀盘和刀具磨损，仍是隧道施工面临的主要难题。

在砂卵砾石地层施工，地层力学性质不稳定，砂卵石含量高，颗粒之间空隙大，无黏聚力，使得开挖土体塑流性差，盾构推力及扭矩大，刀盘。

刀具及螺栓输送机磨损严重，推进速度极其缓慢，且地层在盾构施工中稳定性较差，给施工造成困难。

如何进行有效的渣土改良，至关重要。

渣土改良的好坏，将直接影响到盾构掘进速度、开挖成本，甚至工程成败。

目前关于渣土改良性能评价主要是以室内试验研究为主的塌落度试验、搅拌试验、渗透试验、压缩试验、稠度试验、剪切试验、安定性试验等等。

2土体改良剂的选择在砂卵石地层中施工时，为避免土体的塑流性不佳而发生一系列施工问题，通常的办法就是向开挖面及土仓内注入一定比例的土体改良剂来改变土体的状态，使其达到盾构正常掘进的要求。

土体改良常用类型泡沫和膨润土最为常见。

（1）泡沫与土体的匹配关系；土压平衡盾构施工用的泡沫一般由发泡剂、稳泡剂和助剂组成。

目前盾构使用的泡沫剂绝大部分是由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配构成主发泡剂，再配以稳泡剂，所有成分按照一定比例，采取合理的混合方式形成泡沫剂产品。

适用于泡沫剂进行土体改良的地层主要有，颗粒级配相对良好的土体、平均粒径较大的土体、水量较高的土体。

土压平衡模式盾构掘进渣土改良摘要：渣土改良是盾构掘进的重要措施，在不良地质条件下通过良好的渣土改良能有效改善渣土的流塑性、增加渣土的阻水性、减小渣土摩擦性，从而减小掘进扭矩、延长刀具和刀盘使用寿命、使螺旋输送机出土顺畅降低喷涌的发生及有利于控制地面沉降，对于土压平衡模式盾构掘进非常重要。

关键词：流塑性；阻水性；摩擦性引言不良地质土压平衡模式盾构掘进时，易出现刀具和刀盘磨损严重、刀盘结泥饼、土仓压力控制困难造成地面沉降超标、螺旋输送机出土口喷涌的问题，影响盾构掘进进度，严重时造成地面塌陷建筑物损坏。

良好的渣土改良可有效地保护盾构设备，避免盾构掘进中非正常情况的发生，使盾构掘进安全可控，从而加快施工进度，提高经济效益。

正文土压平衡盾构掘进的平衡原理是以土仓内渣土的土压力来平衡刀盘前方的土体压力以实现刀盘前方地面沉降的控制，因此土仓内充满了渣土。

不同地质渣土的流塑性、粘性、摩擦性各不相同，在盾构施工中表现出来的问题也不相同，现将具有代表性地质在盾构掘进中的问题归纳如下：石英岩、花岗岩、玄武岩、砂岩等具有高石英含量，被盾构滚刀碾压破碎为棱角的石块，这些石块在刀盘前方对刀具和刀盘产生磨损，在土仓内对滚刀产生二次磨损以及对土仓隔板产生磨损，并且土仓内石块间的内摩擦角很大使得刀盘转动的扭矩很大。

如果岩层具有裂隙水，土仓内易产生水压造成螺旋输送机出口喷涌。

泥岩泥岩中含有大量的粘性物资，被盾构滚刀碾压成块和细小颗粒，细小颗粒中的粘性物资容易粘附在刀盘上逐渐在刀盘上产生泥饼，使刀盘的挖掘功能大大降低。

砂卵石具有高石英含量，在刀盘前方对刀具和刀盘产生磨损，在土仓内对滚刀产生二次磨损以及对土仓隔板产生磨损，并且土仓内石块间的内摩擦性很大使得刀盘转动的扭矩很大。

如果岩层具有裂隙水，土仓内易产生水压造成螺旋输送机出口喷涌。

粘土含有大量的粘性物资，粘附性强，容易在刀盘上结泥饼，严重时会糊住刀具和刀盘开口时盾构难以掘进。

盾构在土压平衡模式下掘进上述地质时须进行渣土改良。

土压盾构在富水粉砂地层中浓泥渣土改良技术研究莫振泽;王梦恕;罗跟东;王辉;钱勇进【摘要】为解决土压盾构在富水粉砂地层掘进过程中存在的刀盘转矩过大、开挖面稳定难以控制及排土困难等问题,提高该地层盾构施工的安全性及稳定性,以无锡地铁3号线富水粉砂地层盾构区间为依托,提出土压盾构浓泥渣土改良技术,并开展土压盾构浓泥渣土改良现场试验,研究掘进过程中开挖面前地层中孔隙水压力、盾构掘进参数及地层沉降的变化规律。

结果表明:1)向开挖面注入4m3/环泥浆后,能够将渣土的坍落度由原来的7.5cm提高至14.5cm,降低盾构闭舱和喷涌风险,且能减小土压、推力及转矩的变化波动;2)浓泥浆在开挖面形成泥膜效应,可以有效降低掘进过程引起的孔隙水压力,最大可减小20kPa。

掘进完成地层稳定后,与未添加浓泥渣土改良掘进的地层相比,地表沉降值减小26.7%。

【期刊名称】《隧道建设（中英文）》【年(卷),期】2018(038)012【总页数】6页(P2026-2031)【关键词】富水粉砂地层;土压盾构;浓泥渣土改良技术;孔隙水压力;盾构掘进参数;地表沉降【作者】莫振泽;王梦恕;罗跟东;王辉;钱勇进【作者单位】[1]北京交通大学土木与建筑工程学院,北京100044;[2]无锡地铁集团有限公司,江苏无锡214000;[1]北京交通大学土木与建筑工程学院,北京100044;[2]无锡地铁集团有限公司,江苏无锡214000;[3]中铁十七局集团有限公司,山西太原030006;[4]河海大学土木与交通学院,江苏南京210098;【正文语种】中文【中图分类】U450 引言目前，盾构在地铁和隧道工程中应用越来越广泛[1]，尤其是土压平衡盾构，其在地铁工程中应用越来越广泛，而泥水盾构则是在越江海底隧道等地层条件较差的环境中应用较多[2-3]。

盾构穿越富水粉砂地层时，经常会发生开挖舱及螺旋排土器闭塞，土压、盾构推力及转矩参数发生大的波动，进而造成开挖面前后一定范围内出现大的隆沉现象[4-6]。

南昌上软下硬地层土压平衡盾构渣土改良技术研究翟圣智;胡蒙达;叶明勇;叶新宇;王树英;詹涛【摘要】以南昌地铁一号线5标中山西路站-子固路站盾构穿越上覆砂砾下卧泥质粉砂岩复合地层为背景，通过矿物成分分析，得知泥质粉砂岩中高岭土、伊利石和蒙脱土等黏土矿物成分含量高达40.5%，是现场盾构隧道容易结泥饼的关键原因。

在室内试验成果的基础上，提出了渣土改良方案，并结合现场实施效果，相应地修正了现场渣土改良参数。

总体而言，上覆砂砾下卧泥质粉砂岩复合地层土压平衡盾构渣土改良，每环管片所需泡沫剂确定在63～82 L，注水量为6～8 m3。

【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】5页(P27-30,31)【关键词】盾构隧道;上软下硬土层;渣土改良;室内试验;改良参数【作者】翟圣智;胡蒙达;叶明勇;叶新宇;王树英;詹涛【作者单位】南昌轨道交通集团有限公司，江西南昌 330038;南昌轨道交通集团有限公司，江西南昌 330038;中铁五局集团有限公司，贵州贵阳 550003;中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075;中南大学土木工程学院，湖南长沙410075;南昌轨道交通集团有限公司，江西南昌 330038【正文语种】中文【中图分类】U455.43众所周知，土压平衡盾构在地铁施工中起着无法取代的地位，但盾构在不同地层中掘进会遇到诸多问题，其中为了防止渣土结“泥饼”、喷涌等，保证盾构的正常掘进，渣土改良显得尤为重要。

魏康林［1-2］提出了土压平衡式盾构施工“理想状态土体”的概念，还对非理想状态土体引起的常见盾构施工问题进行了概述。

同时通过几年的室内土体改良试验研究，分析了国内常用的两种外加剂(泡沫和膨润土)和土体相互作用的内在机理。

朱伟、郭涛、魏康林［3］通过室内试验对气泡的基本性能进行了研究，并在现场试验中研究了气泡性能对开挖土体的改良效果。

付艳斌［4］结合具体工程提出在上软下硬地层中盾构掘进的渣土改良主要为防止结泥饼以及喷涌并对改良参数的经验范围进行了概括。