06渣土改良技術(shù)

1、砂卵石地層盾構(gòu)渣土改良技術(shù)粟路好 粟路好中鐵五局城通分公司沈陽(yáng)地 五局城通分公司沈陽(yáng)地鐵二號(hào) 二號(hào)線三標(biāo)項(xiàng) 標(biāo)項(xiàng)目部 目部摘 要： 要： 在土壓平衡式盾構(gòu)施工過(guò)程中，開(kāi)挖面支撐的土砂具有十分重要的作用，通過(guò)對(duì)開(kāi)挖出渣土進(jìn)行改良，用以滿足施工要求。本文依托沈陽(yáng)地鐵北～崇區(qū)間盾構(gòu)施工，對(duì)砂卵石地層渣土改良技術(shù)加以總結(jié)，對(duì)之后類似工程提供經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞： 砂卵石 渣土改良 盾構(gòu)1 概述 概述1.1 1.1 工程概況

2、 工程概況沈陽(yáng)地鐵二號(hào)線第三合同段北～崇區(qū)間單線全長(zhǎng)為 703.8m，盾構(gòu)通過(guò)地段主要為砂卵石地層，其中粘土（即粒徑≤0.075mm）約占 18.1%,砂（即粒徑＜5mm,≥0.075mm）約占 44.1%,礫卵石（即粒徑≥5mm）約占 37.8%,隧道結(jié)構(gòu)底最大埋深 22.7m；工～文區(qū)間單線全長(zhǎng)為 1302.7m，盾構(gòu)通過(guò)地段主要為砂卵石地層，其中粘土（即粒徑≤0.075mm）約占 3.2%,砂（即粒徑＜5mm,≥0.075mm）約

3、占 56.7%,礫卵石（即粒徑≥5mm）約占 30.1%,，隧道結(jié)構(gòu)底最大埋深 31.66m。1.2 1.2 渣土改良在砂卵石地層施工中的重要性 渣土改良在砂卵石地層施工中的重要性目前我國(guó)所應(yīng)用的盾構(gòu)機(jī)類型主要為土壓平衡式盾構(gòu)，其特點(diǎn)是用開(kāi)挖出的土砂作為支撐開(kāi)挖面穩(wěn)定的介質(zhì)，因此要求作為支撐介質(zhì)的土砂具有良好的塑性變形、軟稠度、內(nèi)摩擦角小及滲透率小。由于一般土壤不能完全滿足這些特性，所以要進(jìn)行改良，其技術(shù)要點(diǎn)是在刀盤前部和泥土倉(cāng)中注入

4、水、膨潤(rùn)土泥漿、粘土、聚合物或泡沫等混合添加材料，經(jīng)強(qiáng)力攪拌，改善開(kāi)挖的土砂塑性、流動(dòng)性，降低渣土的透水性。渣土改良系統(tǒng)已成為盾構(gòu)法施工的一個(gè)重要組成部分，對(duì)盾構(gòu)法隧道施工的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。縱觀目前國(guó)內(nèi)各臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的使用工況，不難發(fā)現(xiàn)土質(zhì)改良技術(shù)應(yīng)用的好壞，對(duì)降低工程造價(jià)、提高工程施工進(jìn)度都有著決定性的作用。1.3 1.3 渣土改良技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 渣土改良技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀盾構(gòu)法施工的主要機(jī)械就是盾構(gòu)機(jī)，有泥水盾構(gòu)和土壓平衡盾構(gòu),土

5、壓平衡式盾構(gòu)機(jī)因其能較好地控制地面沉降，保護(hù)環(huán)境，適應(yīng)在市區(qū)和建筑密集區(qū)施工等優(yōu)點(diǎn)，在隧道施工中被廣泛應(yīng)用。土壓平衡Pa·s適用范圍砂～砂(卵)礫石地層粘土～砂(卵)礫石地層 固結(jié)粘土～砂礫地層 粗土～粗砂地層特征制漿和輸送設(shè)備需較大的空間輸送和使用便捷，消泡后渣土能恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)在粘性軟土層有時(shí)會(huì)因粘土變硬而出現(xiàn)堵塞停止開(kāi)挖時(shí),有時(shí)會(huì)堵塞2.2 2.2 渣土改良方案 渣土改良方案工程地質(zhì)情況 工程地質(zhì)情況根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及其

6、現(xiàn)場(chǎng)勘察表明，北～崇區(qū)間、工～文區(qū)間的場(chǎng)地地基土主要由第四系全新統(tǒng)和更新統(tǒng)粘性土、砂類土及礫石類土組成。地層自上而下分別是雜填土、粘土、礫砂、圓礫、礫砂、粘土、礫砂。盾構(gòu)通過(guò)地段主要為砂卵石地層。盾構(gòu)機(jī)類型 盾構(gòu)機(jī)類型“韶山1號(hào)”盾構(gòu)是由德國(guó)海瑞克公司設(shè)計(jì)制造的土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)，刀盤處直徑6.28米，裝配有1臺(tái)康達(dá)特M4B型泡沫機(jī)泡沫注入系統(tǒng)和1套膨潤(rùn)土注入系統(tǒng)?！爸需F8號(hào)”盾構(gòu)是由中鐵裝備制造有限公司設(shè)計(jì)制造的土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)，機(jī)型C

7、TE6250，刀盤直徑6.28m，也裝配有1臺(tái)泡沫機(jī)泡沫注入系統(tǒng)和1套膨潤(rùn)土注入系統(tǒng)。渣土改良劑的選擇 渣土改良劑的選擇（1）泡沫劑的應(yīng)用“韶山1號(hào)”盾構(gòu)機(jī)配備有泡沫注入系統(tǒng)，泡沫發(fā)生器自動(dòng)運(yùn)行, 4根獨(dú)立管路分別把泡沫注入不同位置, 一般以注入刀盤前部為主，管路上有一段是透明的,可供觀察。在泡沫發(fā)生器工作的過(guò)程中, 可以設(shè)定泡沫劑與水混合的比例, 在正常掘進(jìn)狀態(tài)下, 一般不需要對(duì)該值做過(guò)多的調(diào)整, 在許可的范圍內(nèi), 通常取值為3

8、:100,只有在扭矩長(zhǎng)時(shí)間過(guò)大，而單靠調(diào)整流量又難以降低扭矩或遇噴涌、流砂的情況下，才調(diào)整為8:100。泡沫注入系統(tǒng)有三種控制方式: 分別為自動(dòng)、半自動(dòng)及手動(dòng)。在正常掘進(jìn)狀態(tài)下, 若使用自動(dòng)狀態(tài), 泡沫的用量比較大。由于盾構(gòu)掘進(jìn)沿線土質(zhì)情況時(shí)有變化, 而采用手動(dòng)控制就可以節(jié)省泡沫的用量, 因此, 在掘進(jìn)過(guò)程中,一般要求盾構(gòu)駕駛員采取手動(dòng)控制方式, 主要根據(jù)刀盤的扭矩, 千斤頂?shù)捻斄σ约俺鐾恋那闆r三項(xiàng)參數(shù)來(lái)調(diào)整泡沫注入系統(tǒng)的流量。當(dāng)觀察到