南昌上软下硬地层土压平衡盾构渣土改良技术研究.pdf

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1、铁道建筑2014年第8期RailwayEngineering27文章编号：1003-1995(2014)08．0027．05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(1．南昌轨道交通集团有限公司，江西南昌330038；2．中铁五局(集团)有限公司，贵州贵阳550003；3．中南大学土木工程学院，湖南长沙410075)摘要：以南昌地铁一号线5标中山西路站一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4O．5％，是现场盾构隧

2、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63～82L，注水量为6～8m。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中图分类号：U455．43文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003．1995．2014．08．09众所周知，土压平衡盾构在地铁施工中起着无法为此，在施工前先对渣土进行室内试验以得到较准确取代的地位，但盾构在不同地层中掘进会遇到诸多问的渣土改良参数指导施

3、工。本文以此为背景，采用合题，其中为了防止渣土结“泥饼”、喷涌等，保证盾构的理的渣土改良室内试验并结合现场施工，对上软下硬正常掘进，渣土改良显得尤为重要。魏康林¨。提出地层的土压平衡盾构渣土改良技术进行研究。了土压平衡式盾构施工“理想状态土体”的概念，还对1工程概况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，分析了南昌地铁一号线5标从中山西路站开始沿中山西国内常用的两种外加剂(泡沫和膨润土)和土体相互路自西向东前行，穿越抚河后进入中山路，最后到达子作用的内在机理。朱伟、郭涛、魏康林通过室内试固路站。沿途旁穿工商银行

4、江西省分行、江西省保险验对气泡的基本性能进行了研究，并在现场试验中研服务中心、中国农业银行江西省支行、南昌市财政局等究了气泡性能对开挖土体的改良效果。付艳斌结高层建筑。合具体工程提出在上软下硬地层中盾构掘进的渣土改1．1工程地质及水文地质情况良主要为防止结泥饼以及喷涌并对改良参数的经验范中子区间前200m为上软下硬地层，覆土厚度为围进行了概括。姜原停、闫鑫、龚秋明川对土压平衡14．7～17．4m。上层为富水细砂、砾砂地层，下层为全盾构施工中泡沫改良砂土以及圆砾进行了试验研究。～中风化泥质粉砂岩地层(图1)。地下水分为上层滞针对盾构在砂土、圆砾地层的掘进过

5、程中遇到的一些水、松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙、溶隙水。上层滞问题，提出最有效的解决方法是使用泡沫等添加剂对水主要赋存于浅部杂填土层中；松散岩类孔隙水为潜土体进行改良。马连丛。。对界面活性材料(即泡沫)水，局部为承压水，主要赋存于冲积砂砾石层中，水位在富水砂卵石土层盾构施工渣土改良的效果进行了室埋深6．50～8．14m；碎屑岩类裂隙、溶隙水主要赋存内和现场试验，通过室内试验结果选择施工中的最佳高程，m甲山曲野站子同路站配比，最后用现场试验进行了验证。30一——————一200——————一南昌地铁一号线5标中山西路站～子固路站盾构l厂一⋯⋯——]s区间前

6、200m为上软下硬地层，上层为可能造成喷涌广．主一轮廓的富水砂砾石地层，下层为极易结泥饼的泥质粉砂岩地层，对盾构掘进时的渣土改良提出了很高的要求。}r■_．．．_6【中风化泥质粉砂岩。、、·收稿日期：2014·01-22；修回日期：2014—05-05作者简介：翟圣智(1962一)，男，江西瑞昌人，高级工程师。图1上软下硬地层的纵断面(单位：m)2014年第8期翟圣智等：南昌上软下硬地层土压平衡盾构渣土改良技术研究292．2渣土改良结果及建议现场参数哪种泡沫添加比时的改良效果最好。3种渣土的试验通过对渣土添加泡沫进行改良试验，确定渣土在结果如表2所示。表

7、23种渣土在不同泡沫比下的坍落度试验结果cm由表2的试验数据得到砂砾石与泥质粉砂岩的面试验时的渣土改良是在大气压下进行的，故泡沫体积积比在2：1，1：1及1：2时的最佳泡沫添加比分别为在不同压力下的变化应予以考虑，对土仓内的泡沫体25％～30％，37．5％～45％和40％～50％。将渣土的积相比大气压条件下进行折减。体积换算成盾构每掘进一环的土体体积，并考虑以下3)土体被盾构切削后会有一定的松散性，这是由3个影响因素推算出盾构掘进时的渣土改良参数。于原状土或者岩石被破碎切削后水以及空气会进入土1)盾构机所能设定的最大发泡率(膨胀率)为15体而使土体的体积

8、有所增大。在这种情况下，泡沫的倍，而室内试验所用的发泡剂溶液是充分发泡的，发泡添