06渣土改良技术
06渣土改良技术
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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。
土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法
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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。
碴土改良的主要技术措施
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1.1.1.1碴土改良的主要技术措施
根据本工程的地质条件和盾构施工的经验,采取如下主要技术措施:
(1)在富水断层带和其它含水地层采用土压平衡模式掘进时,拟向刀盘面、土仓内和螺旋输送机内注入泡沫,并增加对螺旋输送机内注入的泡沫量,以利于螺旋输送机形成土塞效应,防止喷涌。
(2)在砂性土地层中掘进时,拟采取向刀盘面和土仓内注入泡沫来改良碴土。
泡沫注入量根据具体情况确定。
(3)在块状结构,泥、钙质胶结的泥质粉砂岩,粉砂质泥岩中掘进时,由于掘进对地层的扰动,不易形成连续的土压,为此采取向刀盘面、土仓和螺旋输送机内注入泡沫和浓度高的膨润土泥浆来改良碴土,维持土仓内土压平衡。
土地整治后土壤改良的主要技术措施
![土地整治后土壤改良的主要技术措施](https://img.taocdn.com/s3/m/3251da6f326c1eb91a37f111f18583d049640f1e.png)
土地整治后土壤改良的主要技术措施
1.施用石灰调节土壤酸碱度
当土壤酸碱度(pH值)小于5.5时,每亩应施用100~150公斤的生石灰以调节酸碱度,使土壤pH值在5.5~6.5之间,提高对养分的吸收和利用。
2.增施有机肥料改善土壤通透性
土壤有机质含量小于1.5%的地块,亩施腐熟有机肥1500~2000公斤,秸秆还田300~500公斤,不但可以改善土壤理化性状,促进作物早生快发,而且有利于养分的归还与平衡。
3.实施水旱轮作平衡土壤养分
通过水旱轮作,土壤导水性增强、质地降低,有利于土壤的通气透水,平衡土壤养分。
4.客土改良增强耕性
土地整治后,加入砂质土、腐殖土或塘泥土,可以有效地增强土壤耕性,提高土壤的保水、保肥能力。
5.种植绿肥提高肥力
绿肥根系发达,可穿透较紧实的中下层土壤,起到增加耕层、疏松土壤的作用。
而且绿肥的生长量大,植株碳氮比(C/N)高,翻耕后可提升土壤碳氮比,增加土壤有机碳含量,提高土壤供肥能力。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/6d2c5bd4d1d233d4b14e852458fb770bf68a3b45.png)
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。
06渣土改良技术
![06渣土改良技术](https://img.taocdn.com/s3/m/1770cc77a9956bec0975f46527d3240c8447a1ee.png)
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。
复杂地层土压平衡顶管渣土改良施工工法(2)
![复杂地层土压平衡顶管渣土改良施工工法(2)](https://img.taocdn.com/s3/m/9e54350d30126edb6f1aff00bed5b9f3f90f72ca.png)
复杂地层土压平衡顶管渣土改良施工工法复杂地层土压平衡顶管渣土改良施工工法一、前言复杂地层土压平衡顶管渣土改良施工工法是一种针对复杂地层条件下顶管施工的技术方法,通过采取特定的工艺原理和施工工艺,能够有效解决复杂地层条件对顶管施工带来的困难和风险。
二、工法特点1. 采用土压平衡顶管技术,能够确保施工过程中土体的稳定性和顶管的准确定位。
2. 利用渣土改良技术,能够对复杂地层土体进行加固和改良,降低地层的不均匀沉降风险。
3. 结合现代监测技术,能够对施工过程中的土压变化和地层沉降情况进行实时监测和调整,确保施工的安全性和质量。
4. 工艺灵活可调,适应不同地质条件的施工要求。
5. 对环境影响小,能够减少对周边建筑物和地下设施的破坏。
三、适应范围该工法适用于复杂地层条件下的地下管道施工,尤其适用于地下高地水位、软弱土层、厚覆盖层、高地下建筑物等地质条件下的顶管施工。
四、工艺原理复杂地层土压平衡顶管渣土改良施工工法的工艺原理主要包括:1. 工法与实际工程的联系:分析实际工程情况,确定施工参数和设计方案。
2. 土压平衡控制:通过控制顶管前端的土压力,保持顶管前端土体的稳定,避免地层沉降和坍塌的风险。
3. 渣土改良:采用渣土改良技术,对复杂地层土体进行加固和改良,提高土体的强度和稳定性。
4. 监测与调整:结合现代监测技术,对施工过程中的土压变化和地层沉降情况进行实时监测和调整,保障施工的安全性和质量。
五、施工工艺本工法的施工工艺包括以下几个阶段:1. 地质勘察与设计:对地下地质情况进行详细调查和研究,确定施工参数和设计方案。
2. 地表准备工作:清除现场杂物、树木等障碍物,设立施工场地和安全警示标识。
3. 渣土改良:对复杂地层土体进行渣土改良,采用相应的改良措施,提高土体的强度和稳定性。
4. 顶管安装:采用土压平衡顶管技术,进行顶管的沉管和沉管过程的控制,确保顶管的准确定位。
5. 监测与调整:结合现代监测技术,对施工过程中的土压变化和地层沉降情况进行实时监测和调整,保障施工的安全性和质量。
土方回填施工的土壤改良技术
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土方回填施工的土壤改良技术土方回填施工是一种常见的工程施工方式,广泛应用于基础工程、道路建设、工业园区等领域。
然而,在土方回填过程中,土壤的质量和性质可能会对工程的稳定性和可持续性产生负面影响。
为了解决这个问题,土壤改良技术应运而生。
本文将介绍几种常见的土壤改良技术,旨在提高土方回填施工的质量和效果。
一、物理改良技术物理改良技术是通过改变土壤的物理性质来提高土方回填施工的效果。
主要包括以下几种方法:1. 翻土翻土是指将土方回填前后的土壤进行混合翻动,以改善其均匀性和一致性。
这种方法可以使土壤中的颗粒分布更加均匀,减少土壤的孔隙度,增强土壤的稳定性。
2. 压实压实是通过机械设备对土方回填的土壤进行压实作业,以提高土壤的密实度和稳定性。
常用的压实设备包括压路机、振动压路机等。
通过压实可以减少土壤的孔隙度,提高土壤的承载能力。
3. 掺和填料掺和填料是在土方回填的土壤中加入一定比例的填料,如砂石、矿渣等,以改善土壤的性质和机械性能。
掺和填料可以增加土壤的稳定性和排水性能,提高土方回填施工的效果。
二、化学改良技术化学改良技术是通过加入化学药剂改变土壤性质的方法,以提高土方回填施工的质量和效果。
常见的化学改良技术包括以下几种方法:1. pH调整土壤的pH值对其性质和机械性能有着重要的影响。
可以通过加入酸碱性物质,如石灰、硫酸等,来调整土方回填的土壤的pH值,从而改善土壤的结构和稳定性。
2. 固化剂固化剂是一种添加剂,可以与土壤中的颗粒结合,形成固化体,以提高土壤的稳定性和强度。
常见的固化剂包括水泥、石膏等。
加入固化剂可以改变土方回填的土壤的物理性质,并提高其承载能力和抗压强度。
3. 防水剂防水剂是一种能够改善土壤的排水性能的化学物质。
通过加入防水剂,可以减少土方回填的土壤中的孔隙度,提高其抗渗性能,防止水分的渗透和滞留。
三、生物改良技术生物改良技术是利用活体生物来改善土壤的性质和机械性能的方法。
以下是几种常见的生物改良技术:1. 根系固结植物的根系可以通过穿透和固结土壤颗粒,从而增加土壤的稳定性和强度。
土压平衡盾构施工中渣土改良技术的应用
![土压平衡盾构施工中渣土改良技术的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/82656c90690203d8ce2f0066f5335a8102d266cd.png)
土压平衡盾构施工中渣土改良技术的应用摘要:近年来,我国的工程建设越来越多,土压平衡盾构施工越来越多,在土压平衡盾构施工中,渣土改良技术的应用越来越广泛。
渣土改良效果的优劣是土压平衡盾构能否正常掘进的重要影响因素之一,不同的渣土改良方法对盾构推力、扭矩、地表沉降控制等产生不同结果。
为了进一步提高土压平衡盾构机施工的适应性,可对其渣土改良技术开展相应的研究,本文首先分析了常用渣土改良剂及特性,其次探讨了盾构机在砂卵石地层中掘进时可能出现的不利情况,最后就土压平衡盾构渣土改良精细化控制进行研究,以供参考。
关键词:土压平衡盾构;渣土改良;试验引言土仓内渣土改良是土压平衡盾构隧道工法的重要技术环节,渣土的改良效果直接影响着开挖面的稳定性和土仓内渣土的运输状态。
和易性是改良渣土的重要特性之一,反映了渣土自身的流动特征,改良渣土和易性差极易诱发刀盘扭矩大且磨损严重、千斤顶推力大、土体饼化堵仓、喷涌等问题,进而导致掌子面支护压力不足、甚至塌方等一系列事故。
因此,有必要针对改良渣土的和易特性及其评价指标进行深入研究。
1常用渣土改良剂及特性土压平衡盾构渣土改良所用改良剂多为泡沫、膨润土、聚合物等一种或几种材料的组合,并通过使用量的调整使盾构切削下来的渣土具有良好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩擦力。
如一般黏土地层中多使用泡沫剂、分散剂、水组合作为改良剂,砂卵石地层多使用膨润土作为改良剂,岩石地层多使用泡沫剂、水作为改良剂,富水砂、砂砾地层多使用膨润土、聚合物为改良剂。
2盾构机在砂卵石地层中掘进时可能出现的不利情况(1)当砂卵石地层处于无水状态时,由于沙粒相互咬,内部摩擦就会发生,土壤流动性差,土仓填土时,随着渣土量的增加刀盘扭矩随即增大,导致仓土排出不良,严重情况下,刀盘泥饼现象,直接影响盾构掘进。
(2)无水砂卵石地层中未改良渣土的流动塑性较差,造成掘进过程中刀盘扭矩增大,盾构机的推力也随及增大,刀盘刀具因摩擦阻力增大而产生较多的热量,从而加剧刀具的磨损,同时其磨损加剧影响着盾构机的工作性能和传动效率。
渣土改良
![渣土改良](https://img.taocdn.com/s3/m/1d81e7354b35eefdc8d33365.png)
复合式硬岩掘进机施工中的渣土改良1 概况神华新疆能源有限公司玛纳斯县涝坝湾煤矿副平硐工程是一条硬岩隧道,隧道主要岩性为粉砂岩及细砂岩。
局部区间有特殊岩性出现,其主要岩性分布及特征如下:泥质膨胀性粉砂岩:该岩性岩层岩层主要分布于隧道掘进开始至里程1.2km 处,其饱和状态下的单轴极限抗压强度值在8.6~30MPa,介于次软与次硬岩石间。
软化系数在0.16~0.72之间,属易软化岩石。
抗拉强度为0.80~8.0之间,与经验值相当或偏低,说明结构面较发育,岩石层间结合力一般偏弱。
凝聚力3.9~38.4MPa之间,与经验值相符。
内摩擦角在8.9°~33.9°之间,低于经验值,总体上抗剪断能力一般偏低。
角砾岩:主要分布于里程1.23km~1.85km,局部里程也有小范围分布。
本工程主要角砾岩粒径范围在2mm~150mm之间,砾石主要以黑色、灰色、灰白色岩石组成,胶质结构主要以灰色钙质粉砂岩为主。
饱和状态37-40.1Mpa;烘干状态100-110.2Mpa;天然状态78.9-81.5Mpa。
极破碎带岩块:主要分布于里程4.50km~4.60km,属于地质构造破碎带,岩性主要以灰色钙质细砂岩为主,饱和状态16.5-38.2Mpa;烘干状态25.7-108.7Mpa;天然状态23.4-51.8Mpa;软化系数K1为0.35-0.64,K2为0.71-0.74。
为不易软化的较软岩。
2 渣土改良目的施工过程中由于地质条件变化,出现了大量施工困难,主要出现的现象有:刀盘结饼,螺旋机堵塞,刀具磨损过快,螺旋机叶片磨损过快等。
膨胀性泥质粉砂岩粉砂岩角砾岩煤图3-1 岩石样本刀盘结饼泥质膨胀岩遇水膨胀且泥土与岩石固结后强度很高,且具有很高的粘黏性,在掘进施工过程中极易粘黏在刀盘开口及不平整位置,伴随着渣土不断地粘黏固结,刀盘重量不断增加,刀盘开口不断减小,刀盘刮刀、齿刀及滚刀的有效切削深度不断降低,致使刀盘外表面与岩石掌子面直接接触。
地铁盾构渣土改良
![地铁盾构渣土改良](https://img.taocdn.com/s3/m/e6dca4200a1c59eef8c75fbfc77da26924c59664.png)
建立完善的渣土管理制度与规范
1 2 3
制定严格的渣土管理制度
建立完善的渣土收集、运输、处理等管理制度, 明确各环节的责任与要求,确保渣土改良有章可 循。
强化现场管理
加强施工现场的监督管理,确保渣土改良严格按 照规范进行,防止因管理不当导致渣土改良失败 。
建立渣土改良技术标准
制定渣土改良的技术标准,明确改良后的渣土应 达到的各项指标,为施工和验收提供依据。
02
地铁盾构渣土概述
渣土的组成与性质
01
渣土主要由开挖土体、地下水、 膨润土等组成,具有高含水率、 高压缩性、低强度等特点。
02
渣土的性质与土体种类、地下水 条件等因素有关,对地铁盾构施 工的性能和稳定性具有重要影响 。
渣土改良的必要性
提高渣土的透水性能,降低含水率, 增加土体强度,提高施工效率。
地铁盾构渣土改 良
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目录
• 引言 • 地铁盾构渣土概述 • 地铁盾构渣土改良技术 • 地铁盾构渣土改良案例分析 • 地铁盾构渣土改良的优化与建议 • 研究结论与展望
01
引言
研究背景与意义
盾构法是地铁施工常用的技术之 一,而渣土改良是盾构法施工的
关键问题之一。
渣土改良可以改善渣土的流动性 和稳定性,提化 与建议
加强渣土改良技术的研发与应用
研发新的渣土改良剂
研发具有良好改良效果、低成本、环保的渣土改良剂,以满足不 同地质条件和施工环境的需求。
探索新的改良方法
研究并推广物理、化学、生物等综合方法,提高渣土的流塑性、强 度和稳定性,降低施工风险。
加强技术合作与交流
与科研机构、高校合作,开展渣土改良技术研究,共享研究成果, 提高技术水平。
盾构施工渣土改良专项方案
![盾构施工渣土改良专项方案](https://img.taocdn.com/s3/m/7f97ff8dba4cf7ec4afe04a1b0717fd5360cb2bf.png)
盾构施工渣土改良专项方案一、目的1.环保要求:盾构施工是一种地下工程施工方法,会产生大量的渣土,如果随意丢弃或不加以处理,会对周边环境造成严重的污染,影响生态平衡和人类健康。
因此,盾构渣土改良的首要目的是保护环境,达到环保要求。
2.资源再利用:通过对盾构渣土进行改良处理,可以使其具备再利用的条件,降低资源消耗和对原材料的需求,实现资源的高效利用。
二、方法1.分类处理:根据盾构渣土的性质和成分不同,可以采用不同的处理方法。
常见的渣土处理方法有填埋、固化、浸泡、焚烧等。
对于含有有机物的渣土,可以采用填埋的方法处理;对于有害物质含量较高的渣土,可以通过固化的方法进行处理,使其达到无害化要求;对于具有再利用价值的渣土,可以通过浸泡和焚烧的方法进行处理。
2.改良处理:对于无法直接处理的盾构渣土,可以通过改良处理的方式,将其转化为可利用的资源。
改良处理的方法有物理改良和化学改良两种。
物理改良主要是通过筛分、过滤、磁选等物理过程,将渣土中的杂质和有害物质去除,提高渣土的质量;化学改良则是通过添加化学药剂,改变渣土的结构和性质,提高其工程性能。
三、技术1.筛分技术:通过筛分设备对渣土进行分级处理,去除其中的大颗粒杂质,并按照粒径大小进行分级,以便于后续的改良处理和再利用。
2.固化技术:通过添加固化剂,将盾构渣土中的有害物质固化成无毒、无害的块状物质,以达到无害化的目的。
常用的固化剂有水泥、石灰等。
3.浸泡技术:将盾构渣土浸泡在适当的溶液中,通过浸泡溶液的化学反应,将渣土中的有害物质溶解或转化成无害物质,提高渣土的环境适应性和工程性能。
4.焚烧技术:将盾构渣土进行热处理,利用高温炉将渣土中的有机物燃烧,将有害物质转化成无害的气体和灰渣,以实现无害化处理。
盾构施工渣土改良是保护环境、实现资源再利用的重要手段。
通过合理选择和运用不同的改良方法和技术,可以有效地处理和利用盾构渣土,降低对环境的影响,实现可持续发展。
近年来,随着环保意识的增强和技术的发展,盾构施工渣土改良得到了广泛应用和推广,对推动地下工程可持续发展发挥了积极作用。
盾构施工渣土改良方法
![盾构施工渣土改良方法](https://img.taocdn.com/s3/m/90ba3ed94028915f804dc299.png)
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
复杂地层土压平衡顶管渣土改良施工工法
![复杂地层土压平衡顶管渣土改良施工工法](https://img.taocdn.com/s3/m/2d45861d182e453610661ed9ad51f01dc28157f0.png)
复杂地层土压平衡顶管渣土改良施工工法复杂地层土压平衡顶管渣土改良施工工法一、前言复杂地层土压平衡顶管渣土改良施工工法是一种应用于土层复杂、上覆荷载大、土体活动性高的地区的地下工程施工方法。
该工法通过采取一系列的技术措施,使施工过程中的土体保持平衡状态,从而确保施工的顺利进行。
二、工法特点1. 适应性强:该工法适用于多种不同地质环境下的施工,包括软土地质、岩层地质以及含水层地质等。
2. 提高土体稳定性:通过渣土改良的方式,增加土体的密实性和承载力,从而提高施工的安全性和稳定性。
3. 减少地面沉降:由于采取了土压平衡的方式,有效减少了施工对地面沉降的影响,保护了地上建筑物的安全。
4. 环保节能:施工过程中采用无开挖、无水排放的方式,减少了对环境的影响,并且降低了能源消耗。
5. 施工周期短:相比传统的地下工程施工方法,该工法施工周期更短,可节约时间和成本。
三、适应范围该工法适用于以下情况:1. 土层具有较高的活动性和不稳定性。
2. 土层中含有较多的渣土,需要进行改良。
3. 软土地区,需要加强土体的承载力。
四、工艺原理该工法的实际工程主要参考了平衡挤泥法、管砌法以及渣土改良法等施工工法,通过采取以下技术措施来实现土压平衡和渣土改良:1. 土压平衡原理:采用足够的平衡挤泥法,使顶管与管壁之间的压力保持相等,使土体保持稳定状态。
2. 渣土改良:通过混合渣土与特定的添加剂,改善渣土的物理性质和工程性能,提高土体的密实度和承载能力。
五、施工工艺1. 前期工作:包括勘察设计、材料准备、施工方案制定等。
2. 地面开挖:采用挖掘机进行地面开挖,形成顶管施工的工作坑。
3. 接管预制:在工作坑中进行顶管预制作业,包括焊接、涂层处理等。
4. 顶管安装:将顶管逐节安装到预制坑中,使用预先设置的挤泥系统进行土压平衡施工。
5. 渣土改良:在顶管后续进行渣土改良,采用特定的添加剂与土体混合,提高土体的承载能力。
6. 顶管封顶:完成渣土改良后,进行顶管封顶和管道安装的工作。
盾构施工粘土中的渣土改良方案
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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。
大直径盾构隧道施工渣土改良技术
![大直径盾构隧道施工渣土改良技术](https://img.taocdn.com/s3/m/e9ffa2114a35eefdc8d376eeaeaad1f346931133.png)
大直径盾构隧道施工渣土改良技术大直径盾构隧道作为城市地下交通大动脉的重要组成部分,其施工对于保障城市交通发展和城市规划具有重要作用。
然而,在盾构隧道工程中,渣土的处理成为一个重要问题,如何进行渣土改良是解决这个问题的关键。
本文将就大直径盾构隧道渣土改良技术进行探讨。
一、大直径盾构隧道施工渣土特点大直径盾构隧道施工期间,不断有大量的渣土产生,一方面会给现场干扰及噪音等方面带来困扰,另一方面,也会占据大量的施工面积,严重影响工程进度。
此外,大直径隧道施工中,因为隧道位于较深地下,劈裂带比较宽,导致出土渣土物理特性复杂,很难加工和回收利用,正常的处理方式难以满足要求,所以大直径隧道渣土处理需要采用合适的改良技术。
二、液固分离法处理渣土液固分离是目前大直径盾构隧道施工渣土广泛采用的处理方式。
它是利用离心分离原理,通过对水和渣土混合液的重力场和离心力场作用,使固体和液体分离的一种物理处理方法。
此种方法能够有效地将渣土分离成水、细粒和粗粒三部分,并将水回收,细粒沉积至水底,粗粒通过输送或运输车回收。
该方法处理过的渣土细粒成份越来越少,细度趋于均一,稳定性增强,因此适合作为填筑材料使用,而且其处理过程无二次污染,符合环保要求。
三、高压水力喷射法处理渣土高压水力喷射法是一种新型的渣土改良技术,通过高压水喷射处理渣土,使其颗粒间空隙等细小空间更加友好,从而达到改良渣土性质的目的。
这种改良技术不仅具有卓越的效果,而且处理过程较快,便于施工。
但需要注意的是,在使用高压水力喷射法进行渣土处理时,需注意控制水分含量,以避免处理过度而导致处理后的材料失去稳定性,从而影响到施工质量。
四、生物降解法处理渣土生物降解法是一种环保、可持续的渣土处理技术,它通过添加生物菌群对渣土进行降解,使其发生变化,从而达到治理渣土的目的。
由于生物降解法处理的渣土呈现为一种分散、稳定的态势,并且处理过程对环境影响小,因此享有较广泛的应用。
五、总结随着城市交通持续发展以及大直径盾构隧道工程的不断推进,渣土的高效处理变得越来越重要。
渣土改良工法
![渣土改良工法](https://img.taocdn.com/s3/m/f49fa3a0da38376bae1fae69.png)
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。
土方回填施工的土壤改良和保护技术
![土方回填施工的土壤改良和保护技术](https://img.taocdn.com/s3/m/e0af2e6fac02de80d4d8d15abe23482fb5da0274.png)
土方回填施工的土壤改良和保护技术土方回填施工是指将挖掘出的土方回填至挖掘现场或其他指定位置的工程作业,它是大型土木工程中一个不可忽视的环节。
土方回填施工的质量和效益直接影响着工程的安全、可持续发展以及周边环境的保护。
为了实现土方回填施工的可持续发展,土壤改良和保护技术成为了至关重要的一环。
一、土壤改良技术1.土壤调整土方回填过程中,挖掘出的土壤通常会经历破碎、混合和挤实等过程,这些过程会对土壤的结构和质量产生一定的影响。
因此,在土方回填施工前,需要对挖掘出的土壤进行调整,以保证其达到施工要求。
土壤调整包括土壤筛分、配合、加水等步骤。
通过筛分,可以去除掉土壤中的杂质,提高土壤的纯度;通过配合,可以根据实际工程要求调整土壤的组成和性质;通过加水,可以提高土壤的湿度,并增加土壤的可塑性。
2.土壤改造在土方回填施工过程中,为保证土壤的稳定性和抗压能力,常常需要对其进行改造。
土壤改造主要包括土壤加固和土壤改良两个方面。
土壤加固是指通过添加外部材料,提高土壤的强度和稳定性。
常用的土壤加固材料有水泥、石灰、石粉等。
将这些材料与土壤进行混合,可以增加土壤的黏结力和抗剪强度,提高土壤的整体稳定性。
土壤改良是指通过改变土壤的物理、化学性质,提高其透水性、抗渗性和抗膨胀性等特性。
土壤改良方法有石灰改良、水泥改良、有机物改良等。
这些方法可以改变土壤颗粒结构,增加土壤孔隙率,提高土壤的细观结构稳定性。
二、土壤保护技术1.覆盖层土方回填施工完成后,为了保护被回填土壤的表面不受侵蚀,可以在其表面铺设覆盖层。
覆盖层通常采用抗冲刷性能好、透水性好的材料。
常见的覆盖层材料有草皮、草席、草袋、土工布等。
这些材料可以有效地降低土壤表面的水流速度,减少水流对土壤的冲刷破坏。
2.植被恢复土方回填施工完成后,为了恢复被回填土壤原有的植被功能,可以进行植被恢复工作。
植被恢复包括播种、种植和养护等环节。
通过选用适应性强、抗逆性好的植物,可以有效地降低土壤表面的温度,减少水分蒸发,提高土壤的保水性和抗蚀性。
土方回填施工中的土壤改良技术
![土方回填施工中的土壤改良技术](https://img.taocdn.com/s3/m/0ef3722915791711cc7931b765ce050877327571.png)
土方回填施工中的土壤改良技术土方回填施工是指在工程建设中将挖掘出的土方回填到原始地面或填补其他工程中的空隙,以平整地面或加强土壤承载力。
然而,回填土中可能存在的问题,如土壤质量差、稳定性差等,需要进行土壤改良以提高工程质量和安全性。
本文将介绍几种常见的土壤改良技术,分别是机械土壤改良、物理土壤改良和化学土壤改良。
一、机械土壤改良机械土壤改良是利用各种机械设备对土壤进行加工处理,以改善土壤的物理性能和力学性能。
常见的机械土壤改良方法包括土壤翻压、土壤碾压和土壤振动等。
1. 土壤翻压土壤翻压是指通过机械设备将土壤进行翻转,使底部土壤移至表层,提高土壤的均匀性和稳定性。
这种方法适用于土质较松散的地区,可以提高土壤的密实度和承载力。
2. 土壤碾压土壤碾压是利用较重的机械设备对土壤进行碾压,使土壤颗粒间紧密结合,提高土壤的密实度和稳定性。
这种方法适用于土质较松散的地区,可以增加土壤的承载力和抗渗性。
3. 土壤振动土壤振动是通过机械设备施加振动力,使土壤颗粒发生振动,从而改善土壤的密实度和排水性能。
这种方法适用于土质较湿润的地区,可以提高土壤的稳定性和排水性。
二、物理土壤改良物理土壤改良是通过改变土壤的物理结构和通透性,以提高土壤的质量和稳定性。
常见的物理土壤改良方法包括土壤通水排水、土壤通气和土壤保水等。
1. 土壤通水排水土壤通水排水是通过改良土壤的孔隙结构,提高土壤的通水性和排水性。
常见的方法包括铺设渗透层、建设排水沟和设置排水管等,以便排除土壤中的多余水分,防止土壤软弱和液化等问题。
2. 土壤通气土壤通气是通过改善土壤的气孔结构,提高土壤的通气性。
常见的方法包括增加土壤通气孔隙、施加通气设备和调节土壤温湿度等,以确保土壤中的氧气供应和二氧化碳排放,有利于植物生长和土壤活性。
3. 土壤保水土壤保水是通过调整土壤的含水量,提高土壤的持水能力和保水性。
常见的方法包括增加有机质含量、堆肥处理和覆盖保护等,以减少土壤水分的蒸发和流失,保持土壤的湿润程度和稳定性。
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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。