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。此外，渣土在改

良的作用下，还需要建立盾构掘精细化数值的分析图形，加强对智能化渣土改良

技术地有效应用，完善当前的盾构隧道渣土改良方案。

二、盾构隧道渣土改良理论和技术的应用

2.1合理应用泡沫改良技术

研究人员在对盾构隧道渣土特点以及施工特点进行分析时，发现其在经过气

泡改良后的土体，本身的流动性也会得到提高，并且此部分内容还可以在确保开

挖面稳定性的同时，加强对细密泡沫分布地应用，可以在刀盘周围与土体之间对

其进行有效设计，不断降低了刀盘扭矩，而且加强了对刀具的保护。在对此技术

进行应用时，发现其还可以有效改善土体流动性，强化土压本身的平衡效果，对

开挖的稳定性以及安全性提供保障。由于混入泡沫渣土流塑性是非常好的，能够

有效避免其在土仓中出现“结泥饼”的现象，不断降低刀盘扭矩。

此外，在盾构隧道渣土改良中注入泡沫剂，不仅可以减少土颗粒间的摩擦力，还能够降低盾构掘进过程中的推力以及刀盘扭矩，不断降低刀盘刀具由于摩擦生

热和温度升高所产生的磨损。同时，这种技术还具有施工较简单和设备小等多种

优点，可以对渣土进行有效处理，为盾构隧道渣土改良理论和技术的有效实施提

供保障。

例如，在对某个盾构隧道渣土进行改良时，发生在本区间内，地下水的类型

是比较多的，主要有孔隙水和裂隙水等，水位埋深大约为8米左右，并且在此工

程的河道底部，本身还具有很厚的粘土层，这会对工程的安全性带来的影响。在

经过人工对此盾构隧道渣土整治后，施工的安全性得到了保证，并且还采取了相

应的预防措施。在此过程中，盾构机需要穿过不同的土层，主要有细砂和砾砂等。同时，还需要结合实际的勘探情况，对整个隧道的结构和富水情况进行优化，并且在其中的砂质地层中，渣土缺乏颗粒物质，如果不对其进行有效处理，就会

影响其稳定性，砂质地层本身就具有非常高的渗透性，所以在具体的盾构机掘进

过程中，如果不对其进行有效处理，就会导致渣土的流塑性比较差。

此外，如果土仓中的水与渣土出现了分离现象，并且没有得到有效处理，螺

旋机这个设备在实际的运行中，就可能会喷射出高压泥渣，对地面带来影响。因此，在具体的施工中或者是盾构机掘进中，施工人员需要采取措施对盾构隧道渣

土进行改良。

2.2做好土压平衡盾构

新时期，一些建筑施工单位，为了更好地提高土压平衡盾构机应用的安全性，在砂层中掘进的过程中，还需要注意其稳定性，采取措施控制盾构机推力和刀盘

扭矩的波动范围，主要目的是保证出渣的顺畅性。可以结合此部分内容的实际情况，对泡沫剂配合比进行有效设计，不断优化渣土改善的质量。在对本隧道施工中，可以通过对泡沫技术地有效应用，对盾构区间中的砂层进行充分掘进，改善

速度和地面的沉降情况，对泡沫加注参数进行综合分析，然后在此基础上控制泡

沫的注入比例和膨胀率，并且还需控制加水量对掘进参数的影响，进而完善具体

的施工方案[2]。

在对刀盘扭矩这部分内容进行分析时，需要注意1.5%原液比，控制膨胀率FER14%。如果在此过程中，其中的刀盘扭矩水平不断降低，其本身的施工效果也

会最好。因此，在对盾构隧道渣土改良方式进行分析时，需要对其中的砂层中进

行有效施工，控制泡沫混合液配比在1.5%，不断提高泡沫改良效果。

在此过程中，泡沫会在刀盘切削搅拌下，出现迅速扩散等情况，将其渗透到

土层中，提高土体本身的流塑性，保证开挖面的稳定性，排土的通畅性。不断降

低盾构掘中的螺旋输送机对本身结构的影响，是为了减小了刀盘所出现的“结泥饼”几率，在保持盾构正常速度的基础上，不断减轻盾构机本身的负荷以及磨损，控制其中土压力，优化施工流程，为盾构隧道渣土改良方案的有效实施提供保

障。

相关的工程实践证实，地层为砂层的时候，需要应用泡沫改良技术对盾构机

施工流程进行优化，不断强化砂层的流塑性，提高土压平衡的整体效果，强化开

挖面本身的稳定性较高，不断降低地表的沉降。在此过程中，切削的渣土能够快