土压平衡盾构穿越透水砾砂层渣土改良试验研究

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06渣土改良技术

06渣土改良技术

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。

浅谈复合地层盾构施工渣土改良技术

浅谈复合地层盾构施工渣土改良技术

浅谈复合地层盾构施工渣土改良技术2中铁隧道集团有限公司,河南郑州450000摘要:盾构在上软下硬复合地层中施工掘进参数不易掌握,施工风险大,容易引起地表沉降甚至塌陷。

本文以成都上部砂卵石下部中分化砂岩复合地层为工程实例,研究和分析在这一特殊的复合地层中的掘进施工技术,为类似工程施工提供指引和参考。

关键词:盾构;复合地层;渣土改良;流塑性;粘稠度;止水性前言城市地铁施工普遍采用盾构法,选用的盾构机主要是土压平衡式盾构和泥水平衡式盾构,盾构机主要适用于土体性质较均匀的地层中,如软土、砂层、砂卵石地层,成都地区盾构施工选用的盾构机为土压平衡式盾构,在成都地区盾构施工中常见的地层为泥岩地层、砂岩地层、富水砂卵石地层以及复合地层,本文以成都地铁某盾构区间盾构穿越上部为砂卵石、下部为砂岩的复合地层为依托,对该复合地层情况下的渣土改良进行进行研究,为后续类似工况下盾构掘进提供参考。

1工程概况成都某地铁盾构区间线路穿越上部为砂卵石、下部为砂岩的复合地层,上部砂卵石自稳性较差,下部砂岩强度较高,砂卵石地层为中密,一般卵石粒径30~150mm,最大粒径达360mm,砂类土和少量粘性土充填,充填物含量10%~20%。

砂岩为砂状结构,泥质胶结,巨厚层状构造,节理裂隙较发育。

岩芯呈柱状,饱和抗压强度值RC=10~15MPa,岩体完整性较好。

2复合地层掘进施工问题对于复合地层的掘进,选取什么样的掘进模式和渣土改良方法将决定施工的成败。

在成都地区富水砂卵石地层中掘进以土压平衡模式为主,可略欠压施工,渣土改良以泡沫+膨润土为主[1-2];砂岩地层中掘进模式为敞开或半敞开模式,渣土改良以泡沫或水。

在刀盘刀具配置适应性上面,根据砂卵石和砂岩的高磨耗性上,刀盘全盘配置重型宽刃滚刀[3]。

由于成都地区砂卵石地层的特点,盾构掘进中会形成自然塌落拱,有一定的自稳能力,但是滞后沉降效应明显[4-5]。

在实际的施工中,由于地层特性不一的特点,考虑到减少地表沉降,盾构掘进采用土压平衡模式,渣土改良采用泡沫+水。

土压平衡盾构在复合地层中渣土性质试验与改良技术研究

土压平衡盾构在复合地层中渣土性质试验与改良技术研究
Abstract:Itisveryimportanttoselectappropriatesoilconditioningmaterialstomaketheexcavatedsoilinplasticflow state,effectivelyimprovethefluidityofthesoilandreducetheamountofspewingandcuttingtoolwear.Asaresult,it isnecessarytocarryoutresearchonthephysicalpropertiesandconditioningtechnologyforcompositesoil.Inthis paper,aquantitativemethodforsoilconditioningparametersbasedonstrataandtunnelingparametersisproposedby quantitativelyanalyzingtheinfluenceofstrataconditiononsoilpropertiesandquantitativelystudyingthewatercontent andslumpofplasticflowmixtureofsandandrockafterconditionedbydifferentmixingproportionsoffoamingagent, takingtherevealedfully,stronglyandmoderatelyweatheredcompositestrataduringearthpressurebalance(EPB) shieldtunnelinginPhaseIofChengduMetroLine10asexamples.Theresultsshowthat:(1)TheSwameegradation curveequationhasabetterfittingeffectonparticlesizegradingofsoil,whichcangradedifferentsoilparticlesizesby nonuniform coefficientandcurvaturecoefficient.(2)Theslumpofconditionedsoilcanreach180-230mm andreach agoodplasticflow statewhenthevolumeinjectionoffoamingagentafterformingreaches40%.(3)Thegrading equationcanrealizequantitativedistributionofmaingeometricparametersofthewholesizerangeofparticles,andwhich canbeusedformodelingandbackanalysisofparticleflowanddiscreteelements.(4)Optimum fittingresultscanbe achievedbyusingSwameegradingcurveequation. Keywords:earthpressurebalance(EPB)shield;compositestrata;laboratorytest;soilconditioning

土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法

土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法

土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法土压盾构是一种应用广泛的隧道施工工法,可以有效地克服地层不稳定、水压较高等问题。

在特定的施工环境下,土压盾构也可以用于在粘土层中进行渣土改良施工工法。

本文将从前言、工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面全面介绍土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法。

一、前言引入土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法的背景和意义。

二、工法特点介绍土压盾构在粘土层中渣土改良的特点,包括渣土改良的效果、施工速度快、施工安全性高等。

三、适应范围详细阐述土压盾构渣土改良施工工法适用的地质条件和范围,如粘土层的稳定性要求、水压情况等。

四、工艺原理通过对施工工法与实际工程之间的联系、采取的技术措施进行具体的分析和解释,让读者了解该工法的理论依据和实际应用。

包括土压盾构的结构和工作原理,以及渣土改良的基本原理和方法。

五、施工工艺对土压盾构在粘土层中渣土改良施工工法的各个施工阶段进行详细的描述,包括前期准备工作、渣土挖掘与处理、渣土改良、土压盾构推进等。

六、劳动组织介绍土压盾构渣土改良施工工法的劳动组织方式,包括施工人员的分工与配备、施工流程的安排等。

七、机具设备详细介绍土压盾构渣土改良施工工法所需的机具设备,包括土压盾构机、渣土处理设备等,介绍其特点、性能和使用方法。

八、质量控制对土压盾构渣土改良施工工法的质量控制方法和措施进行详细介绍,包括材料的选择与监控、施工质量的检验等,以确保施工过程中的质量达到设计要求。

九、安全措施介绍施工中需要注意的安全事项,特别是对施工工法的安全要求,包括人员安全、设备运行安全等,让读者清楚地了解施工中的危险因素和安全措施。

十、经济技术分析对土压盾构渣土改良施工工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析,以便读者进行评估和比较。

十一、工程实例列举具体的工程实例,介绍该工法在实际工程中的应用和效果。

土压平衡盾构机类泥水模式掘进施工技术

土压平衡盾构机类泥水模式掘进施工技术

土压平衡盾构机类泥水模式掘进施工技术摘要:为解决上砂下岩富水地层盾构掘进施工的技术难题,文章结合佛山地铁某盾构区间施工案例,对该地层盾构的施工难题开展技术分析及研究。

基于土压平衡盾构机采用泥水平衡盾构掘进原理的掘进技术,通过向土仓注入膨润土泥浆,建立满仓泥水压(达到泥水盾构建立泥水仓的效果),对开挖面前方砂层地质进行平衡稳定,再辅助满仓实压模式掘进的施工方法。

通过实施表明,此技术可有效的降低超排量,控制施工风险,保护地面环境安全。

关键词:上砂下岩;膨润土;盾构;类泥水;渣土改良1前言土压平衡盾构是采用掘进渣土平衡地层水土压力,由于砂质地层含沙量大,含泥量低,具有含黏度低、水量大且具有一定水头压力,渗透系数高,流动性大等特点,土压平衡方式在砂层中很难做到掌子面稳定,其次盾构掘进对地层的扰动容易造成涌砂和涌水,而此时盾构机土仓没法建立满仓土压(满仓实土会造成掘进推力大,无速度),给砂水有流动的空间,从而导致上覆水土压力流失,严重的可能造成多米诺骨牌效应,造成地面塌陷、掘进困难等组诸多难题。

而采用泥水平衡原理,可在土仓建立满仓泥水压,有效平衡地层水土压力,稳定上部砂层,且能保证盾构正常掘进。

因此,在盾构机掘进时向土仓主动加注膨润土泥浆,安全快速地建立主动土压力平衡掌子面的被动土压力,伴随增加土渣渣土的粘度,不形成喷涌、突水等情况,从而避免上述问题。

因而总结形成了“上软下硬富水含砂土压平衡盾构机类泥水模式掘进施工工法”,以期能为类似工程盾构掘进施工提供借鉴思路。

2工程地质水文情况佛山地铁某盾构区间隧道洞身存在长约243m,最大侵入隧道深度6m的<3-2>中粗砂地层,<3-3>砾砂地层,砂层上方为<2-1b>淤泥质土,<2-2>淤泥质粉细砂、<2-3>淤泥质中粗砂、<2-4>粉质粘土。

隧道洞身范围主要为基岩风化裂隙水,承压水头5.0~26.8m,承压水头埋深比稳定水位深,承压作用强,预测掌子面涌水量约700m³/d。

盾构机穿越砂层中的施工措施剖析

盾构机穿越砂层中的施工措施剖析

盾构机穿越砂层中的施工措施剖析摘要:首先分析盾构机穿越砂层可能存在的问题,结合某工程,探讨了盾构在穿越砂层的技术控制及注意事项关键词:地铁施工;盾构施工;穿越砂层技术措施1、工程概况1.1设计概况某环城路站~某大街站区间出某环城路(地下明挖二层岛式车站)后,为给远期规划快速路预留路由条件,出站后进入道路南侧绿化带下,然后沿道路南侧绿化带向东敷设,临近某大街站后线路偏向东南方向,最终到达某大街。

区间采用盾构法施工,起讫点里程范围为:K37+760.131~K38+867.862,区间左右线长度分别为1107.73米和1107.731m,区间附属结构包括一座联络通道、泵站。

区间左线平面由直线段和一处R=1500m、一处R=2000m、一处R=800m和一处R=1200m的曲线构成,区间右线平面由直线段和一处R=2000m、一处R=2500m、一处R=800m和一处R=1200m的曲线构成。

区间纵向基本成V形坡,区间左右线路坡度自西向东分别为-2‰、-4‰、+8‰、+26‰、(-为下坡,+为上坡),左右线设计轨面高程为177.886~183.826,隧道结构埋覆土为11.564m~18.755m。

1.2设备概况区间工筹安排如下:采用北方重工直径6280mm土压平衡盾构机,受车站距离影响左右线采取“无连接桥分体始发”,始发难度系数较高,经两次转接整体始发后掘进至某环路车站接收,在某环路站实现快速平移过站。

过站平移到达某环路站东端头始发井后,恢复连接调试整体始发,掘进至某大街站后接收并吊出。

1.3风险源概况某环城路站~某大街站区间,K38+632至38+867.862(自某大街站车站西端向西235m),左右线各196环的盾构机穿越砂层及风险源的安全措施。

(塌陷风险源第一地点位于吉林大路南侧市政绿化地内,区间左线盾构隧道808环上方,塌陷风险源第一地点盾构刀盘位于830环(刀盘里程K38+755)上方。

盾构机掌子面自隧道拱顶向下1.8米、向上1.2米范围为砂层且上方有一座砖砌DN1200污水管线转角井。

盾构隧道渣土改良理论与技术研究综述

盾构隧道渣土改良理论与技术研究综述

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。

土压平衡盾构渣土改良技术总结

土压平衡盾构渣土改良技术总结

价值工程1概述南京某城际轨道交通工程为一站两区间,盾构区间隧道穿越地层主要有黏土、粉质黏土、粉土、含砾粉质黏土、全/强/中风化泥质粉砂岩、中风化砂砾岩,中风化岩岩石饱和单轴抗压强度最大值为9.74MPa ,最小值为1.89MPa ,平均值为4.39MPa ;区间地下水水位最高为地下1.8m ,以潜水和裂隙水为主,不具有承压性。

本工程区间隧道采用复合式土压平衡盾构掘进施工,其中渣土改良技术是非常重要的步骤,结合地质情况对渣土改良进行分析研究,根据实验室配合比调节提出改进方案,可以减少盾构机的磨损、降低渣土对盾构机的附着性,同时降低能耗,可以为同类型盾构施工提供参考及借鉴。

2渣土改良的材料在沙砾土层中,如果仅采用泡沫进行渣土改良,改善切削土体的流动性能力有限,加入量太少达不到改良的作用,加入量过大反而会造成土体的严重离析,可能出现渣土无法运输和压送的情况,造成盾构无法正常掘进。

因此,在加泡沫的基础上通过增加膨润土改善土体粒状构造,吸附在土体上的气泡和膨润土可以减少土体与刀盘的直接摩擦,改善土体的塑流性,增加切削下来的土体的黏聚力,同时又能降低土体的渗透性。

渣土改良剂能较好解决以上问题,在盾构机掘进时,向开挖面、土仓等处加注改良添加剂。

目前常用的渣土改良剂包括膨润土、泡沫剂、高分子聚合物、增粘剂等,不同种类改良剂的使用范围和改良效果有很大差别。

3影响盾构出渣的原因3.1地质原因盾构区间一穿越地层以强、中风化泥质粉砂岩、粉质黏土为主。

所涉及岩层均为软岩,遇水易软化,局部软岩和粉质黏土具有较高的黏粒含量,盾构掘进中有固结泥饼的风险。

盾构区间二穿越地层以沙砾岩、强风化闪长玢岩、粉砂岩为主。

产生的松散砂土易产生渣土离析、堵塞刀盘,盾构掘进中造成运渣困难的现象。

3.2掘进土体状态土体之间的相对运动决定了土体的流动性。

在盾构施工中,土体为流态时,螺旋输送机将无法运输,会发生土体管涌的风险;土体为固态时,易发生渣土堵塞现象。

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t h e p r o j e c t o f EP B s h i e l d d r i v i n g i n s o i l s wi t h p e r me a b l e g r a v e l s a n d o f L i n e 7 i n S h e n z h e n me t r o ,S o d i u m
C h e n g d u 6 1 0 0 3 1 , C h i n a ; 2 . S i n o h y d r o B u r e a u 1 1 C o . , L t d . , Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 1 , C h i n a )
C MC作 为渣 土 改 良基 材 , 开 展 透 水 砂 层 土压 平衡 盾 构 掘进 渣 土 改 良 室 内试 验 , 揭 示 了改 良剂 浓度 、 掺 量 及 不 同 组 合
对 渣 土 改 良效 果 的 影 响 规 律 , 并 据 此 提 出具 有 针 对 性 的 配 比 方 案 。研 究 结 果 表 明 : 钠 基 膨 润 土 泥 浆 对 饱 和砾 砂 改 良效 果 显 著 , 膨润土泥浆与 C MC混 合 使 用 可 以进 一 步 降低 改 良 土 体 的渗 透 系数 , 提 升 土 体 改 良效 果 ; 结 合工程 实 际 给 出膨 润 土 泥 浆 浓 度 为 1 1 %、 膨 润 土 浆 液 与 渣 土体 积 比 为 1: 4的 改 良 方案 , 通 过 对 改 良后 渣 土 状 态 、 盾 构 施 工

要: 土 压 平 衡 盾 构 在 透 水砂 性 地 层 掘 进 时 , 通 常 会 出现 不 同程 度 的 渣 土 喷 涌 问题 , 严 重 时 可 能 威 胁 盾 构 隧 道 管
片衬 砌 结 构 的安 全 。针 对 土 压 平衡 盾 构 穿 越 深 圳 地 铁 7号 线 大 沙 河 段 透 水 砾 砂 层 掘 进 施 工 , 采 用钠基 膨润 土与
第6 1 卷
RAI L W AY S TANDARD DES I GN
Vo 1 . 61 No. 4
Apr .2 01 7
2 0 1 7年 4月
文章编号 : 1 0 0 4— 2 9 5 4 ( 2 0 1 7 ) 0 4—0 1 2 1 —0 5
be n t o n i t e a n d CM C a r e us e d a s t h e ma i n ma t e r i a l s f o r s e d i me n t i mp r o v e me n t t o c a r r y o ut t h e l a b o r a t o r y
Te s t Re s e a r c h o n S e di me nt I mp r o v e me n t i n EPB S h i e l d Tun ne l i ng t hr o u g h Gr a v e l l y S a n d S t r a t um
t e s t a nd i d e n t i f y t h e i n lu f e nc e o f t h e mo d i ie f r c o n c e nt r a t i o n, t he a mo un t o f a d mi x t u r e a n d d i f f e r e n t c o mb i n a t i o n s o n s e d i me n t i mp r o v e me n t . Th e t a r g e t e d p r o p o r t i o n s c h e me i s t h e n pr o p o s e d. Th e r e s e a r c h r e s u l t s s h o w t h a t t he e f f e c t o f s o d i u m b e n t o n i t e s l u r r y o n t h e i mp r o v e me n t o f s a t u r a t e d g r a v e l s a n d i s r e ma r k a b l e. Be n t o n i t e s l u r y mi r x e d wi t h CM C c a n f u th r e r r e du c e t h e pe r me a b i l i t y c o e f f i c i e n t o f t h e i mpr o v e d s o i l a n d u pg r a d e s o i l i mp r o v e me n t . Th e p r a c t i c a l e n g i ne e r i n g s u g g e s t s 1 1 % o f b e n t o n i t e s l u r r y c o nc e n t r a t i o n a n d 1 :4 o f b e n t o n i t e s l u r r y a n d s e d i me n t v o l u me r a t i o. T he c o n d i t i o n o f s e d i me n t a t f e r
Abs t r a c t:Ea r t h p r e s s u r e b a l a n c e d s h i e l d s d r i v i ng i n p e r me a b l e s a nd y s t r a t u m u s u a l l y f a c e s s p e wi ng s e d i me n t o f d i f f e r e n t d e g r e e,wh i c h ma y e n da n g e r t h e s h i e l d t un n e l s e g me nt l i ni n g s t r uc t u r e . Ba s e d o n
S HEN Xi n g - z h u , GAO Fe n g ,W A NG Fa n , W ANG S h i — mi n
( 1 . K e y L a b o r a t o r y o f T r a n s p o r t a t i o n T u n n e l E n g i n e e r i n g ,Mi n i s t r y o f E d u c a t i o n,S o u t h w e s t J i a o t o n g Un i v e r s i t y ,
参 数 及 地 表 沉 降控 制 效 果 的 综合 分析 , 验 证 所 提 渣 土 改 良 方 案 的 可行 性 。
关键词 : 盾 构 隧道 ;渣 土 改 良 ;钠基 膨 润 土 ;渗 透 系数
中图分类号 : U 4 5 5 . 4 3 文献标识码 : A D Ol : 1 0 . 1 3 2 3 8 / j . i s s n . 1 0 0 4 — 2 9 5 4 . 2 0 1 7 . 0 4 . 0 2 6
土压 平衡 盾构 穿 越 透水 砾 砂 层 渣 土 改 良试 验 研 究
申兴 柱 ,高 锋 ,王 帆 ,王 士 民
( 1 .西 南 交 通 大 学 交 通 隧 道 工 程 教 育部 重 点 实 验 室 , 成都 6 1 0 0 3 1 ; 2 .中 国水 利 水 电第 十 一 工 程 局 有 限公 司 , 郑州 4 5 0 0 0 1 )
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