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
粘土中的渣土改良方案一、基本情况近段时间源天盾构项目部在珠江新城旅游观光线的盾构施工过程中，出现掘进缓慢，刀盘结泥饼等现象，影响了施工进度。
其中先后试用了ELCO，东莞明洁和巴斯夫的麦斯特等三种品牌发泡剂，效果均不是很明显，没有解决根本问题。
经同相关人员沟通和现场了解情况，在盾构机始发阶段，有约十多环砂层，喷涌厉害，采用日本TAC高分子材料和ELCO发泡剂搭配改良渣土，解决了喷涌问题。
随后进入8号粘土层，渣土粘度大，推进困难。
在第19环（约10月12号）项目部撤下ELCO发泡剂，换上另一品牌泡沫剂，在16号晚我司接到项目部电话，告之结泥饼厉害，掘进不顺利。
17号上午我方派人到现场了解情况，盾构机已经开仓清理过泥饼，当天已经掘进到23环，25日再到现场了解情况，已经掘进到40环，平均每天2环左右，其间一直在试用另两种发泡剂，但没有根本解决问题。
二、原因分析在此过程中项目部采取各种措施来解决问题，但由于地层条件恶劣等因素，目前未能根本解决此难题。
经过多年的工程实践，我方认为如下因素会导致这种不利情况出现：1.盾构通过地层条件差，广州这种典型的复合地层对盾构施工是个极大的考验。
在这种粘土层中，经过改良剂和水的浸润，在刀盘的搅拌下，土体粘度增大，很容易粘附在刀盘上，同时由于相互之间的摩擦产生瞬间高热，使土体结焦附着在刀盘上不易除掉。
2.泡沫剂等外加剂使用不当，在不同的盾构条件下，泡沫剂的使用参数应做相应调整，包括注入率，发泡倍率，稀释倍率，流量等。
正确使用泡沫剂有利于防止结泥饼，降低扭矩，提高工作效率。
3.使用工艺不恰当，在恶劣地质条件下，刀盘转速，推进速度，螺旋剂排土速度，外加剂的配合使用都会影响施工质量。
三、产品介绍针对项目部目前出现的问题和对其影响因素的分析，我们建议采取ELCO高分子材料和发泡剂配合使用来预防和解决盾构机在粘土层中的掘进问题。
ELCO STP 401A是一种长链分子的有机化合物,可以单独使用，也可与膨润土及泡沫配合使用。
盾构工程渣土处理方案
盾构工程渣土处理方案一、渣土的分类及特点盾构工程渣土主要包括岩屑、泥沙和混凝土碎屑等，其中岩屑含量较高，通常含有不同程度的粘土和有机质。
根据渣土的特性和用途，可以将渣土分为可利用渣土和废弃渣土两类。
1. 可利用渣土可利用渣土主要指的是具有一定工程价值和环境利用价值的渣土，如砂石料、砂浆料等。
可利用渣土通常含有一定的矿物质成分，具有较好的物理和力学性质，适合作为建筑材料、地基填料和路基材料等使用。
2. 废弃渣土废弃渣土主要指的是由于成分复杂、工程价值较低或环境污染因素较大而难以利用的渣土。
废弃渣土通常含有较多的有机质、重金属和其他污染物，如果不经过处理就直接排放到环境中，容易对周围的土壤、水体和大气造成污染。
二、盾构工程渣土处理方案1. 渣土的收集和堆放在盾构工程的施工过程中，渣土的收集和堆放是整个处理流程的第一步。
施工现场应根据渣土的种类和数量合理规划渣土的堆放场所，避免对周围环境造成影响。
对于可利用渣土，应按照不同种类进行分类堆放，为后续的利用做好准备。
2. 渣土的分选和粉碎在收集和堆放的基础上，对可利用渣土进行初步的分选和粉碎处理，以提高其利用价值。
通过筛分和破碎设备对渣土进行初步处理，将其分离出较纯净的砂石料和砂浆料，并降低其颗粒大小以适应后续的利用要求。
3. 渣土的资源化利用对经过初步处理的可利用渣土，可以进行资源化利用，如利用其作为建筑材料、路基填料或土壤改良剂等。
通过再生利用渣土，可以减少对自然资源的开采压力，同时降低建筑垃圾的产生量，实现资源循环利用和减少环境污染的目的。
4. 废弃渣土的处理对于废弃渣土，应采取专门的处理措施，以减少对环境的影响。
废弃渣土可以通过固化、封存、填埋或焚烧等方式进行处理，将其中的有机物和污染物尽可能地固化或清除，以减少其对环境的潜在危害。
5. 渣土的监测和治理在盾构工程渣土处理过程中，应对渣土的质量和污染程度进行监测和评估，以及时发现问题并采取相应的措施。
土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法(2)
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在地下开挖的隧道工法，它采用高压土压力推进机械，利用土壤的承载力来支持和稳定隧道施工过程。
在粘土层中进行渣土改良是土压盾构施工的重要环节之一。
本文将分别从前言、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进行介绍。
一、前言随着城市化进程的加快，地下空间的需求越来越大，土压盾构在建设地铁、地下管廊等项目中起着重要作用。
而粘土层是隧道施工中常见的地质条件之一，对于土压盾构施工来说，如何在粘土层中实现渣土改良是一个重要的研究课题。
二、工法特点土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法具有以下特点：1. 以渣土为基础材料进行改良，无需添加额外的辅助材料，降低了成本；2. 通过渣土的填充和固结作用，提高了粘土的稳定性和承载力，减少了盾构施工中的沉降和地表破坏；3. 渣土改良可以有效地改善粘土的工程性质，提高施工效率和施工质量。
三、适应范围土压盾构在粘土层中的渣土改良适用于以下情况：1. 粘土层地质条件较差，土体稳定性低，需要增强地基承载力；2. 盾构施工过程中需要保持地表沉降和地面破坏控制在一定范围内；3. 地下隧道工程对地表变形要求较高，需要增加隧道施工的稳定性和安全性。
四、工艺原理土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法的基本原理是通过盾构推进机械将渣土注入粘土层中，实现对粘土的填充和固结。
具体的工艺原理分为以下几个步骤：1. 与施工工法联系：根据具体施工工程的要求，合理选择渣土注入的位置和注入量，保证施工效果；2. 采取的技术措施：通过渣土的填充和固结，提高粘土的强度和稳定性，减少施工过程中的地表沉降和地面破坏。
五、施工工艺在具体的施工过程中，土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工艺包括以下几个施工阶段：1. 盾构机的准备和调试；2. 注浆管的安装和定位；3. 渣土的调配和输送；4. 注浆和固结；5. 地表处理和修复。
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。
土压平衡盾构法施工渣土改良试验方案
土压平衡盾构法施工渣土改良试验方案1、试验目的(1)依据泡沫的要求(如半衰期、发泡倍率等)发出合适的泡沫，并评价泡沫的性质。
讨论气泡性能与发泡液浓度和气体流量、气体压强及液体流量的关系，为土压平衡盾构渣土改良供应合适的泡沫。
(2)依据改良土体的需求配制合适的泥浆，并试验泥浆的性能。
对试验结果与数据处理，讨论泥浆漏斗粘度、比重、PH值与纯碱、CMC、膨润土添加量的关系，为土压平衡盾构渣土改良供应合适的泥浆。
(3)在几类典型地层的盾构施工中，总结满意盾构施工土体性能所要求的土体含水量、泡沫注入率、泡沫浓度、泥浆注入率、泥浆浓度等参数指标。
(4)通过坍落度试验、搅拌试验、LCPC磨擦试验、盾构模型试验综合评价土样经过不同添加剂改良后的性能，最终得到土压平衡盾构施工优化添加剂配比方案。
(5)依据北京地区地层的土层特性，采纳合适的添加剂(如泥浆和泡沫等添加剂)进行渣土改良，并明确以下内容：泡沫稳定性及注入率对改良土流淌性的影响；不同浓度的泥浆和不同泥浆注入量对改良土体流塑性的影响；泡沫和泥浆共同改良土体各自发挥的作用以及交互作用的影响。
2、试验装置及试验步骤(1)泡沫试验川⑵本次试验装置如图1、2所示，本试验使用的盾构用泡沫的发生装置及衰落度测试仪器是由龚秋明课题组设计制造。
使用该套试验装置能快捷的制造动身泡倍率及稳定性不同的泡沫，该仪器设施经测试参数定位精确、性能稳定、试验操作便利。
试验步骤如下：①.启动空气压缩机，关闭气体开关和发泡液容器的出口开关，依据发泡溶液浓度称取肯定的水和发泡原液，将水和发泡原液注入发泡液容器并搅拌匀称；②.打开溶液罐的出口开关和液体开关，启动增压泵(保证液体布满增压泵内部)，调整液体开关使得液体流量和压强到设定值；③.待空气压缩机储气罐中气体达到8bar时，打开气体开关，调整开关使得气体流量和压强为设定值，收集生产的泡沫；④.J等衰落筒内壁用水潮湿，然后放到电子天平上，置零；⑤.招1生产出来的泡沫注入衰落筒，注满后开动秒表，关闭液体增压泵和气体开关；⑥.将装满泡沫的衰落筒放在电子天平上，读取泡沫的质量mf ;⑦.把衰落桶快速放到三角架上，然后把量筒放到三角架下方的电子天平上,置零，使衰落筒液体流出口对准量筒的中心(第6、7步为测量泡沫半衰期的关键步骤，为了提高试验的精确性，这两个步骤尽量在30秒内完成);⑧.纪录量筒内液体每增加5g时所用的时间，直至量筒内液体接近泡沫质量为止，整理数据求得泡沫的半衰期tl/2；⑨.清洗衰落桶，以备下次试验；⑩.至少进行三次平行试脸，取泡沫发泡倍率和半衰期的平均值作为最终试验值。
渣土改良工法
盾构施工中的的渣土改良工法一、前言碴土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速的一项不可缺少的重要技术手段，其主要作用是使碴土具有较好的土压平衡效果，利于稳定开挖面，控制地表沉降；使碴土具有较好的止水性，以控制地下水流失；使切削下来的碴土具有良好的塑性流动性，能够顺利快速进入土仓，并利于螺旋输送机顺利排土；有效防止土碴粘结刀盘而产生泥饼；可防止或减轻螺旋输送机排土时的喷涌现象；可有效降低刀盘扭矩，降低对刀具和螺旋输送机的磨损。
二、工法特点1、可根据不同的地质情况以及不同的目的采取不同的技术措施来改善渣土的性质，以确保盾构安全快捷的掘进施工。
2、以信息化施工为手段，通过对通过地层的地质情况的及时、超前的预报来指导施工。
3、能有效地降低对刀具和螺旋输送机的磨损，具有良好的经济效益。
三、适用范围土压平衡盾构机，在采取土压平衡模式掘进的隧道。
四、施工工艺及流程1、总体流程2、超前地质预报a. 利用TSP202超前地质预报系统进行超前探测TSP202超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧道掌子面前方及周围临近区域的地质情况，其能够较准确地探测地层构造界面，同时也能准确探测到前方地层中的桩基等，其的预报距离为地质雷达的4～12倍。
隧道地震波超前地质预报原理图b. 在掌子面进行超前探测在地层复杂的地段，在采用TSP202系统进行超前地质预报的基础上，利用盾构机上自带的小型钻机进行超前钻探，依据相同压力下钻进速度的不同来判断前方地层的变化情况及位置，以进一步核实TSP202系统的超前预报结果，确认施工前方围岩物理特性，为盾构机选择正确的掘进模式及是否需要进行渣土改良提供科学的依据。
3、渣土改良方式的选择土压平衡盾构机的掘进模式（敞开式Open、半敞开式semi-open、土压平衡式EPB）根据围岩的情况进行选定，即控制土仓内的土压力。
土仓内的土压力受掘进速度和螺旋输送机的出土速度控制，为了保持开挖面的稳定性，必须控制此两个速度在适当的数值，同时确保开挖渣土的流动性和止水性。
盾构施工中土体改良的方法及应用
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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粘土中的渣土改良方案
一、基本情况
近段时间源天盾构项目部在珠江新城旅游观光线的盾构施工过程中，出现掘进缓慢，刀盘结泥饼等现象，影响了施工进度。
其中先后试用了ELCO，东莞明洁和巴斯夫的麦斯特等三种品牌发泡剂，效果均不是很明显，没有解决根本问题。
经同相关人员沟通和现场了解情况，在盾构机始发阶段，有约十多环砂层，喷涌厉害，采用日本TAC高分子材料和ELCO发泡剂搭配改良渣土，解决了喷涌问题。
随后进入8号粘土层，渣土粘度大，推进困难。
在第19环（约10月12号）项目部撤下ELCO发泡剂，换上另一品牌泡沫剂，在16号晚我司接到项目部电话，告之结泥饼厉害，掘进不顺利。
17号上午我方派人到现场了解情况，盾构机已经开仓清理过泥饼，当天已经掘进到23环，25日再到现场了解情况，已经掘进到40环，平均每天2环左右，其间一直在试用另两种发泡剂，但没有根本解决问题。
二、原因分析
在此过程中项目部采取各种措施来解决问题，但由于地层条件恶劣等因素，目前未能根本解决此难题。
经过多年的工程实践，我方认为如下因素会导致这种不利情况出现：
1.盾构通过地层条件差，广州这种典型的复合地层对盾构施工是个极大的考验。
在这种粘土层中，经过改良剂和水的浸润，在刀盘的搅拌下，土体粘度增大，很容易粘附在刀盘上，同时由于相互之间的摩擦
产生瞬间高热，使土体结焦附着在刀盘上不易除掉。
2.泡沫剂等外加剂使用不当，在不同的盾构条件下，泡沫剂的使用参数应做相应调整，包括注入率，发泡倍率，稀释倍率，流量等。
正确使用泡沫剂有利于防止结泥饼，降低扭矩，提高工作效率。
3.使用工艺不恰当，在恶劣地质条件下，刀盘转速，推进速度，螺旋剂排土速度，外加剂的配合使用都会影响施工质量。
三、产品介绍
针对项目部目前出现的问题和对其影响因素的分析，我们建议采取ELCO高分子材料和发泡剂配合使用来预防和解决盾构机在粘土层中的掘进问题。
ELCO STP 401A是一种长链分子的有机化合物,可以单独使用，也可与膨润土及泡沫配合使用。
当高分子材料与渣土混合时，这种长链分子就会附着在渣土颗粒的表面形成高分子膜，当这些颗粒相互碰到一起时，聚合物分子就将颗粒粘结在一起形成网络结构，防止水分渗透，改良渣土的和易性。
ELCO高分子材料的水溶液注入到砂层中，在地层中发生交联反应，形成凝胶体系，迅速锁住水分，以此降低高含水地层的渗透率，防止喷涌。
ELCO高分子材料的稀溶液亦可使用在粘性土中，它能够在渣土的表面形成一层韧性的高分子膜，具有极好的润滑性能，防止土仓内结泥饼，使其粘土成塑性流动，减少刀具和皮带的磨损。
在实际使用时，在沙砾层中建议按2～5‰的比例稀释，注入率为10～20％；在粘性土中建议按0.3～1‰的比例稀释，注入率为25～40％。
当与其他外加剂配合使用时，请酌量增减。
具
体使用参数参考下表。
表1：高分子材料应用实例
四、解决方案
基于以上介绍，我司推荐使用发泡剂＋高分子材料两种外加剂来预防和解决这种情况。
这种方案不仅在理论上上文有所阐述并且可行，在实际操作上也可以实施。
因为在此项目始发阶段就是采用这种方法来对付砂层的，并且经过我方考察，在盾构机的后配套台车上已经安装的泡沫桶和高分子材料桶的管路装置都在，实施这个项目不再需要继续改动。
但是，是否我们就能够安装前段对付砂层的工艺，在粘土层也加入相同比例和剂量的发泡剂和高分子材料呢？这里我方必须强调一点，在砂层中和粘土层中高分子改良剂的添加方法和比例是不相同的，否则会起不到相关作用或引起反作用。
这是因为我们ELCO高分
子材料是一种分子量很大的长链化合物，具有很强的吸水能力，在砂层中稀释浓度较高（2～5‰），使它能够吸收水分，聚集沙粒。
而在粘土层中要以很低的稀释浓度（0.3～0.5‰）来使用，否则它会吸收粘土中的水分，使渣土更干，更易结块，这是因为在粘土中主要是靠高分子的分散性和润滑性在作用于渣土的，这不同于其他的分散剂等改良剂（往往需要添加百分之十甚至更多的量）。
据此我方提供一组参数供使用参考：
表2：添加剂的使用参数
注：以上仅供参考，应根据实际情况调整发泡剂和高分子材料的比例，分别选择注入管路数目。