下载文档原格式
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。
利用分散剂处理盾构泥饼施工技术及应用效果评价研究李应姣【摘要】以杭州某标段盾构机在复合地层中处理盾构机土仓结泥饼为背景,研究盾构机土仓气密性检测、土仓土气置换、分散剂注入与半气压搅拌浸泡施工技术.结果表明,采用该技术妥善解决了盾构机在不具备开仓条件下处理盾构机泥饼的问题,避免了人员进仓处理泥饼的风险以及因盾构机开仓而造成地面及临近建筑物发生沉降的风险,省略了地面开挖、进场设备旋喷加固、等待强度、施工协调、盾构停工等一系列繁琐工序,确保了盾构机安全、快速施工,缩短工期近3个月.采用的分散剂等材料与传统技术地面加固产生弃浆污染场地相比,更具有节能环保、绿色低碳的优点.同时,该技术获得了业主及业内人士的高度评价,综合效益显著,也为类似地铁施工提供借鉴和参考.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】4页(P85-87,91)【关键词】盾构泥饼;分散剂;不开仓;土仓土气置换【作者】李应姣【作者单位】中铁十一局集团城市轨道工程有限公司湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】U455.431 工程背景该标段复水区间线路在K8＋500～K9＋291里程段，盾构隧道结构处于全～强风化岩层，隧道范围内地质上部为粉砂、黏土夹块石、全风化安山玢岩；下部为强风化安山玢岩，且地面情况复杂、交通量大。
掘进方向左侧是一高档住宅小区，水平距离2 m；掘进方向右侧临近浙赣铁路线。
因地面情况复杂，不具备开仓处理的条件，同时本标段为全线的铺轨基地，工期压力巨大。
因此，对不开仓情况下盾构泥饼处理技术进行了研究。
2 盾构泥饼处理技术原理盾构机刀盘和土仓结泥饼通过综合成套技术注入分散剂，确定合理停机位置检查土仓气密性，通过土仓内渣土土气置换方法，降低土仓内实土含量和建立土仓半气压平衡模式稳定刀盘掌子面，向土仓和刀盘注入分散剂进行浸泡。
利用微观电荷作用力，分散剂分子会吸附于黏土表面，通过渗透作用，分散剂分子慢慢地进入土体内部，将大块的土体进行分散、分离，屏蔽土体上所带的负电荷，降低黏土对盾构刀具和其它机械的黏附力，并伴随转动刀盘搅动，使土仓内的泥饼充分均匀浸泡和搅拌扰动脱落，从而达到改善土仓渣土结构以及解决刀盘结泥饼的目的［1－2］。
泥岩地层盾构渣土改良技术研究Study on the Improvement Technology of Shield Muck in Mudstone Formation单青红（中铁十四局集团有限公司，济南250014）SHAN Qing-hong(China Railway 14th Bureau Group Co.Ltd.,Ji ’nan 250014,China)【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。
【Abstract 】Based on the shield project of Ziyang Line in Chengdu Rail Transit,the paper studies the scheme of improving the mud cake soil byshield tunneling through mudsto ne stratum,and analyzes the formation process of mud cake and influencing factors,based on the characteristics of mudstone formation,a reasonable improvement scheme is put forward,which includes selection of improved materials,development of improvement test,determination of the range of improvement parameters and modification according to the actual situation.At last,the key points of safety and quality control and the measures of excavation control are given,which can effectively prevent the negative impact of shield mud cake on excavation construction.【关键词】盾构；泥饼；泥岩；渣土改良【Keywords 】shield;mud cake;mud stone;mudstone and muck improvement 【中图分类号】U455.43【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2024）03-0217-03【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2024.03.066【作者简介】单青红(1980~),男,山东临沂人,工程师,从事轨道交通研究。
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。
盾构施⼯中⼟体改良的⽅法及应⽤盾构施⼯当中⼟体改良⽅法及应⽤（李懂懂）⼟体改良⽬的：通过盾构⾃⾝的管路系统向开挖⾯注⼊⼟体改良剂，以达到润滑效果降低⼑具的磨损、改良⼟质以防治结饼等施⼯问题，使盾构掘进顺畅、⾼效。
⼟体改良要求：(1).对⼑盘前⽅的⼟体需预先及持续不断地改良(2).将⼑盘切削下来的⼟体改良成流动性好、能够及时建⽴起⼟仓内的⼟体和⼑盘外⼟体之间的压⼒平衡、维持盾构掘进过程中盾构切⼝上⽅的⼟体稳定；(3).增加⼟体的流动性，⼑盘切削进⼊⼟仓的⼟体能及时排出，减少⼟仓内泥饼的形成，不会形成颗粒的⾻架拱效应。
⼟体改良⽅法：⼀、泡沫剂改良⼀般⼟压平衔盾构机适应于内摩擦⾓⼩，渗透系数在10-6m/s以下的易塑流的粘性⼟层。
在颗粒粒径较⼤的砂层、砾⽯层中，由于摩擦⼒⼤，透⽔性⾼，在这种⼟层中施⼯难以保持开挖⾯稳定。
为解决砂性⼟的塑流性，可在开挖⼟仓中注⼊泡沫并充分搅拌，改变⼟的成分，以保证⼟的流动性和减少⼟的透⽔性，使开挖⾯保持稳定；减少⼑盘与⼟体的摩擦，降低扭矩，减少壳体与⼑盘上粘⼟的粘着⼒有利于排⼟机构出⼟，在盾构机泡沫改良系统中，泡沫剂溶液浓度控制为2％~5%的情况下，针对主要地层建议采⽤以下泡沫注⼊及膨润⼟添加参数：（1）．<2-5>粉细砂层、<2-6><3-5><4-2>中砂层，泡沫发泡倍率15～25倍，泡沫注⼊率35％～45％（泡沫体积与渣⼟的体积⽐）。
（2）．<2-8><3-7><4-4>卵⽯层、<5-2>强风化泥岩，泡沫发泡倍率25~35倍，泡沫注⼊⽐45％～60％。
不同地层中泡沫剂的⽤量⼆、膨润⼟改良由于膨润⼟具有吸湿膨胀性、低渗性、⾼吸附性及良好的⾃封闭性能，所以向⼟舱内注⼊钠基膨润⼟溶液时，可以起到的主要作⽤为：增加⼟舱内⼟体的流动性，在⼑盘转动切削⼟体的过程中在掌⼦⾯形成泥膜，起到护壁作⽤，有利于保持⼟舱内⼟压平衡，从⽽避免开挖⾯的⼟体坍塌，保持掘进的持续顺利进⾏。
盾构隧道渣土改良理论与技术研究综述摘要：由于盾构隧道工程的内容多，需要积极探讨各种地层渣土改良技术，在掌握基本理论知识的基础上，对此工程地段地质中的粉质黏土等内容进行有效改善，保证具体的施工可以满足土压盾构施工要求，更好地配备渣土改良系统，提高盾构隧道渣土改良的质量。
关键词：盾构隧道；渣土改良理论；技术研究；综述前言：在具体的盾构施工中，经常会遇到结"泥饼"和刀具磨损等多种问题，为了保证此工程的顺利进行，需要积极采取措施对渣土进行有效改良,主要目的是确保隧道顺畅施工的基础上，完善渣土改良的方案，对不同的改良技术进行整合，从而保证盾构隧道渣土改良技术在具体施工中的有效实施。
一、盾构隧道渣土改良技术的发展现状如今，为了提高我国建筑施工的效果，在隧道开挖过程中，需要在保证施工质量的基础上，合理使用盾构法，提高盾构施工质量。
可以结合实际施工进度，对渣土的实际状态进行调整，然后通过不同技术的改良，保证施工过程的顺利性和稳定性。
在保证其施工安全的基础上，结合复杂地层，完善施工方案，结合施工现场地质情况,了解渣土的特点，然后在此基础上选择最佳的渣土改良剂，提高实际改良的效果[1]。
由于盾构的施工项目比较多，施工流程也非常复杂，所以在其中存在排渣困难和盾尾失效等问题，更会严重影响隧道施工本身的安全性以及掘进效率。
为了避免对盾构施工质量带来影响，积极开展渣土改良以及盾尾密封工作，应用不同的理论知识，解决其中的问题。
同时，还需要分析盾构隧道渣土改良理论知识，加强对不同技术的应用，同步注浆充填剂等盾构新型技术，加强对特种材料的应用，加强其与配套施工技术的联合应用，通过对此内容的分析，为复杂环境渣土的改良提供保障。
在此过程中，还需要详细剖析了国内外的盾构渣土改良理论内容，加强对技术发展动态分析的力度，总结其中的研究不足之处。
最后，还需要提出渣土改良技术，加强对水环境以及温度地控制，不断强化渣土改良效果。
盾构施工——粘土中的渣土改良方案一说到盾构施工，脑海中便浮现出那深深的地下通道，犹如一条巨大的蟒蛇，在泥土中缓缓前行。
而粘土，这种看似普通的土壤，却给盾构施工带来了不小的麻烦。
今天，就让我来为大家详细讲解一下如何在粘土中进行渣土改良，让盾构施工变得更加顺畅。
我们要了解粘土的特性。
粘土颗粒细腻，粘性强，水分含量高，这使得它在盾构施工过程中容易造成刀盘堵塞、土仓压力不稳定等问题。
为了解决这些问题，我们需要对渣土进行改良。
1.渣土改良材料的选择（3）水泥：可以增加渣土的强度，提高其稳定性。
2.渣土改良方法（1）直接添加法：将改良材料直接添加到渣土中，搅拌均匀。
（2）预混合法：将改良材料与水预混合，形成悬浮液，再与渣土混合。
（3）泡沫法：将改良材料与泡沫混合，形成泡沫悬浮液，再与渣土混合。
3.渣土改良工艺（1）对施工区域进行地质调查，了解粘土的性质和分布情况。
（2）根据地质调查结果，选择合适的渣土改良材料和方法。
（3）在施工过程中，实时监测渣土的性能，调整改良材料和方法的用量。
（4）加强渣土的排放管理，确保施工环境的安全。
我们来谈谈渣土改良在盾构施工中的应用。
1.刀盘堵塞的预防通过渣土改良，可以提高渣土的流动性，减少刀盘堵塞现象。
在施工过程中，要密切关注刀盘的运行情况，一旦发现堵塞迹象，及时调整渣土改良材料和方法的用量。
2.土仓压力的稳定渣土改良可以降低土仓压力的波动，提高施工效率。
在施工过程中，要实时监测土仓压力，根据压力变化调整渣土改良材料和方法的用量。
3.土体位移的控制渣土改良可以提高土体的稳定性，减少土体位移。
在施工过程中，要加强对土体位移的监测，发现异常情况及时采取措施。
4.施工安全渣土改良可以降低施工过程中的风险，提高施工安全性。
在施工过程中，要严格执行安全规程，确保施工人员的安全。
我们来谈谈渣土改良的成本和效益。
1.成本渣土改良的成本主要包括改良材料费、设备折旧费、人工费等。
在选择改良材料和方法时，要充分考虑成本因素，力求在保证施工质量的前提下降低成本。
泥岩稀泥状盾构渣土快速固化技术的研发与应用发布时间：2022-06-07T06:26:02.216Z 来源：《科学与技术》2022年4期作者：丁东[导读] 泥岩类地质土压平衡盾构渣土含水率大、呈现稀泥状，外运时易滴漏污染道路，且外运弃土费用高。
丁东中铁十局集团有限公司山东济南 250000摘要：泥岩类地质土压平衡盾构渣土含水率大、呈现稀泥状，外运时易滴漏污染道路，且外运弃土费用高。
物理脱水作为常用处理方式，也因处理效率低、效果差、适应性小和成本高等不足，限制了其大面积推广应用，本研究掌握了高含水率盾构渣土快速和低成本处理技术，通过快速固化的方式，向盾构渣土中添加少量无机-有机复合环保型固化剂，采用挖机拌匀的工艺，10小时即可将渣土由稀泥状转变为干燥状态，满足渣土外运要求，经济效益明显。
关键词：渣土固化早期强度泥岩高含水率0前言随着中国城市轨道交通建设不断提速，机械法盾构施工获得广泛应用，每年产生1亿m3以上的盾构渣土，其中土压平衡工艺在泥岩和硬岩类地质盾构形成的渣土呈现流塑状态，运输过程极易出现滴漏污染道路，弃土场地也难协调，给弃土带来了较大困扰，弃土困难已成为制约盾构施工进度、增大盾构施工成本的重要因素，大量的盾构弃土也给自然环境带来了承重负担，为实现绿色环保施工，契合国家总体环保方针政策，政府、科研院所和施工单位均在积极寻求合适的解决方案[1-5]。
已见报道和应用的处理方法有机械脱水减量处理法和固化处理法，机械脱水减量处理法需要投入大量的设备和絮凝药剂，处理工艺复杂、效率低、成本高、地质适应性差，仅在深圳市见较多应用，推广难度较大。
近年，较多的学者和工程技术人员开展盾构渣土的固化处理法研究，取得了大量研究成果，但是均未很好地解决高含水率盾构渣土的快速和低成本固化技术难题，故鲜见应用[6-8]。
本研究从高含水率盾构渣土固化机理入手，自主研制出专用固化剂，系统地解决含水率、固化速度、简易工艺和成本等难题，掌握了高含水率盾构渣土快速和低成本处理技术，并成功在成都13号线地铁项目推广应用，成都13号项目盾构断面以强风化泥岩、中等风化泥岩、中等风化砂岩地质为主。
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。
