06渣土改良技术
土方工程中的土壤改良技术与施工方法

土方工程中的土壤改良技术与施工方法近年来,随着城市化进程的加剧和建设规模的扩大,土方工程在城市建设中扮演着重要的角色。
土方是建设工程中最基础的环节,土质的好坏直接关系到后续工程的施工质量和工期。
土壤改良技术和施工方法作为土方工程中的重要环节,不仅可以提高土壤的力学性质,提高工程地基的承载能力,还可以降低工程的成本,提高工程的可持续发展性。
本文将介绍土方工程中常用的几种土壤改良技术与施工方法,并分析其适用范围和效果。
1. 增加土壤的稳定性土方工程中,土壤的稳定性是很重要的一项指标。
在处理路堤、坝基等重要的土方工程中,常常会用到土壤改良技术来增加土壤的稳定性。
常见的方法包括:夯实法、碎石加筛分混土法和固结法等。
夯实法是通过用夯锤等重型设备对土层进行连续的敲击,使土层颗粒紧密排列,从而提高土层的密实性和稳定性。
此方法适用于土壤颗粒较大的场合,能有效增加土壤的承载能力。
碎石加筛分混土法是将碎石加入土层中,并进行筛分混合,使土层颗粒再分布,进一步增加土壤的密实性和稳定性。
此方法适用于土壤颗粒较小的场合,能有效地改善土壤性质。
固结法是通过施加不同强度的固结应力,将土壤颗粒重新排列,从而增加土壤的密实性和稳定性。
此方法适用于加固深层土壤的场合,能有效地提高土壤的承载能力。
2. 提高土壤的液性指标土方工程中,土壤的液性指标是影响土壤工程性质的重要因素。
常见的土壤液性指标有液限、塑限和塑性指数等。
通过土壤改良技术和施工方法,可以有效地提高土壤的液性指标,防止土壤因水分变化而引起的变形和沉降。
其中,增加土壤的液限是通过添加适量的水泥、砂浆、粘土等物质,使土壤颗粒吸水膨胀,达到土壤变得更为压实和稳定的目的。
此方法适用于湿度较高的土地。
增加土壤的塑限是通过添加适量的沙子、砾石等颗粒较大的材料,使土壤颗粒间的接触面积增大,从而改善土壤的液性指标。
此方法适用于粘性土地。
3. 提高土壤的排水性能土方工程中,土壤的排水性能直接影响土质的稳定性和所承载工程的安全性。
06渣土改良技术

渣土改良技术背景随着城市化进程的加速,城市建设、道路修建等造成的工地废弃土地数量逐渐增多,以及土地资源越来越紧缺,渣土的处理和利用愈发引起人们的关注。
将废弃的渣土变废为宝,就需要采用渣土改良技术。
渣土改良技术介绍渣土改良技术指的是将工程废弃渣土进行物理、化学或生物改良,增加渣土的强度、减少其可液化性和可塑性,提高承载力、稳定性和排水性,从而使其适用于建筑、道路和土方填充等工程中的特定场合。
渣土改良技术的主要分类包括物理改良、化学改良和生物改良。
物理改良物理改良指的是对渣土进行物理性质的改变,从而达到强化和改良渣土的目的。
物理改良技术包括振动压实法、灰分掺和法、静压固化法、级配混合法等。
化学改良化学改良通过向渣土中添加化学物质,改变渣土的微观结构和化学性质,来改善渣土物理性质和力学性能。
常用的化学改良剂有水玻璃、氯化钙、氢氧化钙、高岭土、石灰等。
不同化学改良剂的使用方法和效果不尽相同。
生物改良生物改良是通过人工控制和利用生物体来改善渣土的性质,包括砌体和树根增加渣土的抗剪强度、根道促进水分循环等。
常见的生物改良技术有用植物、微生物等,可以达到在根道密度、根系活力和根长等方面对渣土进行改良。
应用渣土改良技术的应用领域非常广泛,包括建筑、道路、铁路、机场、码头、水利等各个方面。
具体涵盖如下:•机场:渣土改良可用于跑道、停车坪航道灯、指示标志、旅客服务区和航站楼设施等建筑的土质基础。
•码头:渣土改良可用于堤岸基础、码头、桥梁、平台、载货桥梁、卸货区和路面改造等。
•建筑:渣土改良可用于建筑物地基及地下室,它们可以加强地基承载能力,避免楼房沉降和地震损伤。
•铁路:渣土改良可用于铁路基础,加强承载力和稳定性,提高铁路线路运输效率和安全性。
•道路:渣土改良可用于道路基础,增强渣土的承载能力和稳定性,提高路面的耐久性和安全性。
结论渣土改良技术在我国的工程建设和环保领域中广泛应用,不仅增加了土地资源的利用效率,降低了工程造价,还对环境保护起到了积极的作用。
土体改良技术

土体改良技术
土体改良技术是一种旨在改善土壤物理、化学和生物性质的技术,以提高土壤的肥力和适宜性,从而促进植物生长和农业生产。
土体改良技术主要包括物理、化学和生物三种方法。
1、物理改良:通过机械手段改变土壤结构,如平整土地、深耕晒垡、及时松土等,以及利用土壤改良剂(如腐殖酸类、纤维素类、沼渣等)促进土壤团粒的形成。
此外,还可以通过覆盖植物秸杆等方式增加土壤有机质,缓解盐渍化等问题。
2、化学改良:主要通过施用化学肥料和土壤改良剂来改善土壤的理化性状和养分状况。
合理的使用化学肥料可以逐渐活化土壤、培肥地力。
3、生物改良:利用微生物的新陈代谢作用诱导生成矿物沉淀或生物膜,改变土体结构,改善土体的物理力学性能。
此外,还可以通过种植绿肥、营造防护林等生物途径增加土壤有机质,提高土壤肥力。
具体的土壤生物修复即通过使用微生物使在土壤里的毒害污染有机物转化为二氧化碳和水的过程。
盾构施工渣土改良方法

在广州和成都的强风化 泥岩,西安的粘土地质 发生较多;
在广州的复合地质,成 都等砂卵石地质,南昌 的中粗砂地质发生较多
四、渣土改良方法
石块(除强中风化 以外的泥岩)、砂、 卵石、砾石等用 聚合型泡沫剂 强中风化以外 渣土没有粘性 的泥岩、粘土
膨润土
1、正确 选用渣土 改良材料
渣土有粘性的
分散型泡沫
聚合型泡沫剂 透水性强的地质Biblioteka 膨润土高分子聚合物
最常用的 渣土改良 材料 泡沫剂原液 2、泡沫 的使用 水
四、渣土改良方法
泡沫剂质 量 泡沫 关 键
压缩空气
合理调 配 单个泡沫的直 径为3~5mm 巴斯夫 康达特 国际知名 品牌
泡沫的合 理配比
混合液浓度
混合液中泡沫剂的百分比,通 常混合液浓度调整在3%~5%
不加 泡沫 剂
[(刀盘驱动945KW*85%)+推进75KW+螺旋输送机200KW+同步注浆 25KW+皮带机25KW+空压机55KW]*(80分钟/60) *1元/度=1577.67 元 200环换整盘刀约150万元,消耗7500.00元/环
五、经济效益
结论
土压盾构掘进针对不同地质合理地进行渣 土改良有利于地面沉降控制、减少刀具刀 盘磨损、提高掘进速度、节能增效;复杂 地质长距离掘进良好的渣土改良可避免刀 盘严重磨损后耗时几个月进行刀盘维修的 情况发生;盾构下穿建筑物时因采取了良 好的渣土改良使得螺旋输送机排土顺畅土 仓压力控制精准可避免建筑物损坏。良好 的渣土改良对于土压平衡盾构掘进的经济 效益和社会效益都是非常有益的。
盾构施工渣土改良方法
一、渣土改良的概念
改良剂 刀盘上 的喷口 刀盘 面上 减轻刀具和刀盘磨损以及 防止刀盘结泥饼
第2讲-渣土改良-gjb

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THE
END
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直接剪切试验目的是测定盾构掘进地层中的重塑土以及加入
泡沫剂改良土体的抗剪强度参数(黏聚力和内摩擦角)。
采用应变控制式直剪仪,取n个试样,分别施加50~ 300kPa的不同垂直压力,再分别对它们施加水平剪切力进 行剪切,求得破坏时的剪应力 ,亦即抗剪强度。
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(2) 渗透试验
渗透是水在土孔隙中运动的现象。
土中渗透水呈层流状态时,则渗透速度与水力坡降成正比, 当水力坡降=1时的渗透速度称为土的渗透系数。
渗透试验目的是测定盾构穿越土层的土体在加入泡沫剂改良 前后的渗透系数变化情况,以此来选择能够满足盾构施工要 求的渣土。
(3) 盾构扭矩试验
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泡沫不但能显著降低砂土的渗透系数和剪切强度,而且能加 大混合体的和易性;
若加入适量膨润土,则可获得进一步提高砂土保水性、流动 性及降低砂土的渗透系数和剪切强度的效果。 具体作用:
(1)降低刀盘扭矩;减少刀具的消耗量降低磨损;
(2)降低土体的渗透,易于沉降控制; (3)土体流塑性,便于土压平衡,易于出渣。
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(4)界面活性材料类—泡沫剂
目前比较先进的改善土体性质的方法,主要是注入用特殊发泡剂和压缩 空气制作的气泡。不但能提高开挖土的流动性和不透水性,而且有防止
土壤改良技术措施

土壤改良技术措施土壤改良是指通过一系列的技术措施来提高土壤的肥力和水分保持能力,以促进植物的生长和增加农田的产量。
下面是介绍土壤改良技术措施的一些方法。
1.有机物质的添加:有机物质如农家肥、稻草、秸秆等可以改善土壤的肥力,增加土壤的含水量和保水能力。
添加有机物质可以增加土壤的有机质含量,提高土壤的肥力,并且能够改善土壤的结构和保水性能。
有机物质的分解可以提供养分给植物,促进其生长。
2.绿肥种植:种植一些绿色植物如豆科植物、牧草等,可以增加土壤的有机质含量。
这些绿肥作物可以通过根系和地下部分的生物活动来改善土壤的结构,增加土壤的通气性和水分保持能力。
同时,它们还可以吸收土壤中的养分,减少养分流失和土壤侵蚀。
3.深耕:深耕是通过使用深层犁或翻转犁等工具将土壤翻转和翻松,以改善土壤的通气性和渗透性。
这可以提高土壤的排水性和根系进入土壤的能力。
深耕还可以将土壤中的有机质和养分均匀分布,以便植物更好地吸收。
4.水分管理:水分是植物生长的重要因素,因此合理的水分管理对于土壤的改良非常重要。
合理的灌溉和排水系统可以保持土壤中的水分平衡,防止水分过度蒸发或积聚。
同时,避免在高温和湿度条件下灌溉,以防止土壤中盐分的积累。
5.施用肥料和微量元素:合理施用肥料和微量元素可以增加土壤中的营养元素含量,提高土壤的肥力。
肥料的选择应根据土壤的养分含量和作物对养分的需求来确定。
同时,合理施用微量元素可以纠正土壤中的缺陷,提高植物的抗病虫害能力。
6.集水沟和防护栅栏:在农田中设置集水沟和防护栅栏可以减少土壤侵蚀和水土流失。
集水沟可以收集雨水,减少径流,保持土壤水分和养分。
防护栅栏可以减少水流的速度,减少对土壤的冲击和侵蚀,保持土壤的稳定性。
7.使用土壤改良剂:土壤改良剂如石灰、石粉、腐植酸等可以中和土壤的酸碱度,改善土壤质地和结构,并提供植物所需的养分。
这些改良剂可以增加土壤的含水量和保水能力,提高土壤的肥力和产量。
总之,土壤改良技术措施是通过增加土壤的有机质含量、改善土壤的结构和增加土壤的肥力来提高土壤的肥力和水分保持能力。
钻渣改良土施工方案

钻渣改良土施工方案摘要本文介绍了钻渣改良土施工的方案和步骤。
钻渣改良土施工是一种利用钻孔注入渣土的方法,以改良地基的承载力和稳定性。
本文将从施工前的准备工作开始,详细介绍了施工的步骤和注意事项。
通过合理的施工方案和操作,可以有效提高土壤的力学性质,提升地基的稳定性。
引言地基是建筑工程中非常重要的组成部分,它承受着建筑物的整体荷载。
土壤的力学性质对地基的稳定性和承载力起着至关重要的作用。
在某些情况下,土壤的承载力和稳定性可能无法满足工程要求,需要进行地基加固。
钻渣改良土施工是一种常用的地基加固方法,通过注入渣土来改良土壤的力学性质,从而提高地基的稳定性。
施工前的准备工作在进行钻渣改良土施工前,需要进行一系列的准备工作,以确保施工的顺利进行。
1.确定施工地点:首先需要确定进行钻渣改良土施工的地点,根据工程需要和土壤状况选择合适的地段进行施工。
2.土壤勘察:进行土壤勘察,了解土壤的类型、分布和力学性质等。
这对于确定施工方案和预测施工效果至关重要。
3.设计施工方案:根据土壤勘察的结果和工程要求,设计钻渣改良土施工的方案。
包括注入渣土的深度、孔距、注浆剂的配比等。
4.采购材料和设备:根据施工方案,采购所需的渣土、注浆剂和施工设备等。
施工步骤步骤一:钻孔1.根据设计要求,在施工地点进行钻孔。
钻孔的直径和深度根据工程要求和土壤状况确定。
2.在钻孔过程中,要注意不要损坏周围地下管线和设施。
在钻孔前要进行管线的标识和保护措施。
3.钻孔完成后,清除孔底的杂物和泥浆,确保孔底清洁。
步骤二:注入渣土1.准备渣土:选择合适的渣土作为注浆材料。
渣土应具有一定的塑性和可压性,以保证注浆效果。
2.注入渣土:使用注浆设备,将渣土注入钻孔中。
注浆过程中,要保证渣土的流动性和均匀性,尽量避免出现堵塞和泄漏的情况。
3.控制注浆压力和流量:根据设计要求,控制注浆的压力和流量。
注浆过程中,要时刻监测注浆压力和流量,以确保施工质量。
步骤三:清理和修整1.注浆完成后,等待一定时间,以便渣土充分硬化。
盾构施工——粘土中的渣土改良方案

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。
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砂卵石地层盾构渣土改良技术粟路好中铁五局城通分公司沈阳地铁二号线三标项目部摘要:在土压平衡式盾构施工过程中,开挖面支撑的土砂具有十分重要的作用,通过对开挖出渣土进行改良,用以满足施工要求。
本文依托沈阳地铁北~崇区间盾构施工,对砂卵石地层渣土改良技术加以总结,对之后类似工程提供经验。
关键词:砂卵石渣土改良盾构1 概述1.1 工程概况沈阳地铁二号线第三合同段北~崇区间单线全长为703.8m,盾构通过地段主要为砂卵石地层,其中粘土(即粒径≤0.075mm)约占18.1%,砂(即粒径<5mm,≥0.075mm)约占44.1%,砾卵石(即粒径≥5mm)约占37.8%,隧道结构底最大埋深22.7m;工~文区间单线全长为1302.7m,盾构通过地段主要为砂卵石地层,其中粘土(即粒径≤0.075mm)约占3.2%,砂(即粒径<5mm,≥0.075mm)约占56.7%,砾卵石(即粒径≥5mm)约占30.1%,,隧道结构底最大埋深31.66m。
1.2 渣土改良在砂卵石地层施工中的重要性目前我国所应用的盾构机类型主要为土压平衡式盾构,其特点是用开挖出的土砂作为支撑开挖面稳定的介质,因此要求作为支撑介质的土砂具有良好的塑性变形、软稠度、内摩擦角小及渗透率小。
由于一般土壤不能完全满足这些特性,所以要进行改良,其技术要点是在刀盘前部和泥土仓中注入水、膨润土泥浆、粘土、聚合物或泡沫等混合添加材料,经强力搅拌,改善开挖的土砂塑性、流动性,降低渣土的透水性。
渣土改良系统已成为盾构法施工的一个重要组成部分,对盾构法隧道施工的发展有着深远的影响。
纵观目前国内各台盾构机的使用工况,不难发现土质改良技术应用的好坏,对降低工程造价、提高工程施工进度都有着决定性的作用。
1.3 渣土改良技术的国内外现状盾构法施工的主要机械就是盾构机,有泥水盾构和土压平衡盾构,土压平衡式盾构机因其能较好地控制地面沉降,保护环境,适应在市区和建筑密集区施工等优点,在隧道施工中被广泛应用。
土压平衡式盾构机能适应多种环境和地层的要求, 可以在砂砾、砂、粉砂、粘土等地层中使用。
纵观国内外,泥水盾构主要以加水、加泥作为改良剂,土压平衡式盾构机所采用膨润土泥浆和泡沫作为改良剂。
通过泡沫剂改良的渣土,泡沫自然消解后,渣土基本能恢复原状;通过膨润土泥浆改良的渣土,在某些发达国家被认定为污染物,其处理价格昂贵,膨润土泥浆注入法需用大型设备生产相当数量的膨润土泥浆,站用大面积场地。
在日本和欧洲等发达国家,用发泡剂取代膨润土泥浆,尤其当盾构通过透水性较强的砂土、含有少量粘土、粉砂细屑的砾石层时,应用发泡剂优于应用膨润土泥浆。
1.4 取得的主要研究成果本标段北~崇区间左线由“中铁8号”盾构施工,始发阶段以发泡剂为渣土改良剂,由于刀盘和螺旋输送机设计的缺陷,和渣土改良没有做好,导致刀盘结泥饼,盾构无法推进,挖竖井开仓,通过改造刀盘和螺旋输送机后,以膨润土泥浆和泡沫的混合添加材料为渣土改良剂,推进速度明显提高。
但在施工过程中或在停机时不注意管路的清洗和疏通,造成泡沫和膨润土注入系统有几路堵塞,刀盘又结泥饼,后期一百多环的推进速度缓慢,扭矩大。
通过注入快速渗透剂消解部分泥饼勉强出洞。
工~文区间由“韶山1号”盾构施工,发泡剂为渣土改良剂,掘进过程中多次遇到水囊、喷涌、流砂地层,通过摸索和试验,得出了合理、适用的聚合物改良渣土的配合比,注入高吸水聚合物,解决了螺旋机喷涌的问题。
2 砂卵石地层渣土改良技术2.1 渣土改良剂的选择2.1.1 渣土改良剂的功能在盾构机掘进时,向开挖面、土仓等处加注改良添加剂,其具体功能如下:①对于富含水砂层,一方面止水,另一方面可以改善砂的和易性;②在砂性土和砂砾土地层中,可以起到支撑作用而且可以改善土的流动性;③在粘性土层,可以防止渣土附着刀盘和土仓室内壁,另一方面,由于改良剂中的微细气泡可以置换土颗粒中的孔隙水,因而可以达到止水效果。
2.1.2渣土改良剂的类型表1 渣土改良剂的种类2.2 渣土改良方案2.2.1 工程地质情况根据区域地质资料及其现场勘察表明,北~崇区间、工~文区间的场地地基土主要由第四系全新统和更新统粘性土、砂类土及砾石类土组成。
地层自上而下分别是杂填土、粘土、砾砂、圆砾、砾砂、粘土、砾砂。
盾构通过地段主要为砂卵石地层。
2.2.2 盾构机类型“韶山1号”盾构是由德国海瑞克公司设计制造的土压平衡式盾构机,刀盘处直径6.28米,装配有1台康达特M4B型泡沫机泡沫注入系统和1套膨润土注入系统。
“中铁8号”盾构是由中铁装备制造有限公司设计制造的土压平衡式盾构机,机型CTE6250,刀盘直径6.28m,也装配有1台泡沫机泡沫注入系统和1套膨润土注入系统。
2.2.3 渣土改良剂的选择(1)泡沫剂的应用“韶山1号”盾构机配备有泡沫注入系统,泡沫发生器自动运行, 4根独立管路分别把泡沫注入不同位置, 一般以注入刀盘前部为主,管路上有一段是透明的,可供观察。
在泡沫发生器工作的过程中, 可以设定泡沫剂与水混合的比例, 在正常掘进状态下, 一般不需要对该值做过多的调整, 在许可的范围内, 通常取值为3:100,只有在扭矩长时间过大,而单靠调整流量又难以降低扭矩或遇喷涌、流砂的情况下,才调整为8:100。
泡沫注入系统有三种控制方式: 分别为自动、半自动及手动。
在正常掘进状态下, 若使用自动状态, 泡沫的用量比较大。
由于盾构掘进沿线土质情况时有变化, 而采用手动控制就可以节省泡沫的用量, 因此, 在掘进过程中,一般要求盾构驾驶员采取手动控制方式, 主要根据刀盘的扭矩, 千斤顶的顶力以及出土的情况三项参数来调整泡沫注入系统的流量。
当观察到出土的含水量过高时, 应马上适当调整泡沫的注入量, 本工程在砂土地层中的泡沫用量为沈阳国产泡沫70~100L/环(1.2m),进口康达特泡沫50~80 L/环(1.2m)。
(2)高吸水聚合物的应用在遇水囊、喷涌、流砂地层时,通过手动控制调整泡沫浓度至8:100,同时通过膨润土注入系统往土仓内注入聚合物对高含水量的渣土进行改良。
加大泡沫混合液浓度是为了提高发泡倍率,发泡倍率越高半衰期越长,稳定性越好,样能更好的填充砂土间的孔隙,起到止水的作用。
往土仓内注入聚合物可吸收一定量的水分,使渣土流动性降低,防止螺旋输送机喷水,不过聚合物的注入量及聚合物与水的混合比例必须通过试验确定。
工~文区间在掘进过程中多次遇到水囊、喷涌、流砂地层,通过摸索和试验,得出了合理、适用的聚合物改良渣土的配合比。
渣土是喷涌时从螺旋输送机开口处取出土样,聚合物是北京合东双产的高吸水性树脂聚合物,经试验,得出的配合比如表2。
表2 聚合物改良剂配合比聚合物先与水拌合,拌合均匀后通过膨润土注入系统注入土仓,拌合过程中先在膨润土储存罐中加好水,再按比例通过人工均匀的撒入聚合物,充分搅拌,使其快速溶解,防止聚合物结成团或粘结在储存罐壁上。
通过聚合物混合液的的注入使流态的渣土到达理想状态(坍落度160~200mm,不离析,不泌水),解决了螺旋机喷涌的问题,图1为室内试验配比调试情况。
图1 试验人员室内调配聚合物改良剂配合比(3)施工中遇到的问题及渣土改良措施右线掘进比较顺利,遇到水囊、喷涌、流砂时通过上述的注高吸水性树脂聚合物解决。
在出洞前的60多环,由于井点降水的缘故,地层中含水量低,出土坍落度在70mm以下,渣土干燥,盾构机推力、扭矩大,只是调整了泡沫剂的注入参数,改良效果没有明显改善。
左线掘进时,盾构密封不好,一直漏浆、漏泡沫,在最后100多环推进困难(无水地层),多次出现地面塌陷。
尝试过注入快速渗透剂消解刀盘泥饼,注入膨润土浆和泡沫混合添加剂,没起到明显效果,在第978环时挖竖井开仓对刀具进行了修复,对严重磨损的刀片进行了更换,对刀盘上的泥饼进行了清理。
再次推进时,刀盘前方注泡沫剂,土仓注膨润土浆,推了十多环,推进参数基本正常,推力稍大,渣土坍落度140mm,偏小,没有多出土。
膨润土的浆液配比为:膨润土:水:纤维素=100:1000:8。
十多环过后又出现推力大、扭矩大,推进速度慢,多出土,造成地面下沉的现象。
最后80环采用刀盘前注泡沫剂和土仓注水解决问题。
泡沫浓度4%,每环泡沫(原液)注入量70-90L,水注入量4-6m3。
(4)膨润土浆和泡沫混合添加剂在北~崇区间的应用“中铁8号”在北~崇区间左线盾构施工中,始发时参照工~文区间的掘进模式,以发泡剂为渣土改良剂,泡沫分三道管路注入刀盘前方。
由于刀盘和螺旋输送机设计的缺陷,加之始发段是无水地层,粘土含量占到18.1%,掘进速度慢,推力和扭矩大,出土困难,判断为刀盘结泥饼。
盾构推进到第47环时,挖竖井开仓,清除泥饼,对刀盘和螺旋输送机进行了改造。
从竖井取原状土,通过试验观察膨润土泥浆和泡沫的混合添加材料对渣土改良效果比较好,决定以同时注膨润土泥浆和泡沫作为渣土改良剂,为此,特增加,一套膨润土膨化系统装置,如图2,包括搅拌罐、输送泵、膨化池、输送管路和三通。
图2 膨润土膨化系统流程图地面上设一膨润土搅拌罐容量为1000L, 功率16kw,最高转速100转/小时,一次搅拌0.8m3,如图3。
在768ml处刻一刻度,做明显标记,搅拌前先加水至768ml刻度位置,然后加入2袋膨润土,高速搅拌5-8分钟,拌好后通过输送泵(功率4kw,流量10m3/h)泵入膨化池。
在车站的中板上设置了两个膨化池,如图4。
每个池容积为50m3,地面拌好的膨润土浆液泵入1#膨化池,直至池满,待膨化8小时后方可使用。
在使用1#膨化池内的膨润土浆液时,地面搅拌好的膨润土浆液泵入2#膨化池膨化,将两个膨化池通过三通阀完全隔离,交替使用,保证膨润土浆液有一定的膨化时间。
中板上每一工作台班设有1台输送泵(泥浆泵,功率28kw,流量30m3/h)、1专人负责放浆,在接到盾构操作室的指令后,打开三通阀、输送泵, 膨润土浆液通过输送泵、输送管道泵入盾构机上的储存罐。
图3 地面膨润土搅拌罐图4 中板上的两个膨化池原三道泡沫管路不变,分别向刀盘前方注入泡沫,膨润土注入系统有两路管道,每一路管道分别通土仓和刀盘。
膨润土浆的施工配比为:膨润土:水=80kg(2袋):768kg。
再次始发时,三道泡沫管路往刀盘注泡沫,两道膨润土管路往刀盘注膨润土浆,在无水地段,泡沫浓度为3%,每环注30~50L,膨润土浆6m3;在有水地段,泡沫浓度为5%,每环注40~60L,膨润土浆4m3。
推进速度明显提高,出土顺畅,渣土和易性较好,坍落度为190mm。
但在施工过程中或在停机时不注意管路的清洗和疏通,在掘进到400多环时造成一道泡沫管路和两道膨润土管路堵塞,造成后来刀盘再结泥饼,后期一百多环的推力和扭矩大,速度缓慢,只要推进速度小于20mm/min就会超挖,而导致地面坍塌。