盾构施工渣土改良方法
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。
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。
土压平衡盾构掘进渣土改良方案--任(已修改20161007)
目录1 编制依据 (3)2 工程概况 (3)2.1 工程范围 (3)2.2 工程地质 (6)2.2.1 地形、地貌 (6)2.2.2 地层描述 (6)2.2.3 隧道洞身穿越地层 (11)2.3 水文地质 (13)2.4 周边环境 (13)3 渣土改良 (15)3.1 渣土改良的原因 (15)3.2 渣土改良的方法 (15)3.3 渣土改良在盾构施工中的重要性 (15)4 渣土改良试验 (16)4.1 试验目的 (16)4.2 改良剂的确定 (16)4.3试验 (18)4.3.1 圆砾地层改良试验 (18)4.3.2 泥岩地层改良试验 (22)4.4 试验结果 (26)5 安全质量控制措施 (26)5.1 防喷涌控制措施 (26)5.1.1 喷涌原因分析 (26)5.1.2 控制措施 (27)5.2 防刀盘结泥饼措施 (27)5.2.1 刀盘结泥饼原因分析 (27)5.2.2 控制措施 (28)1 编制依据《埌西站（原桂春路站）～青竹立交站（原竹溪大道站）区间设计图纸》；《南宁市轨道交通3号线工程（科园大道-平乐大道）埌西站（原桂春路站）～青竹立交站（原竹溪大道站）区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告》；《青竹立交站（原竹溪大道站）～青秀山站区间设计图纸》；《南宁市轨道交通3号线工程（科园大道-平乐大道）青竹立交站（原竹溪大道站）～青秀山站区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告》；《南宁市轨道交通3号线一期工程（科园大道-平乐大道）施工总承包02标土建8工区盾构区间建（构）筑物及管线调查报告》；《南宁市轨道交通3号线一期工程(科园大道-平乐大道)施工总承包02标土建8工区合同文件》；《土工试验方法标准》GB/T50123-1999；本企业在北京、广州、深圳、杭州、南京、成都、南宁等地铁施工中累积的经验及地铁施工的研究成果和技术储备。
2 工程概况2.1 工程范围南宁市轨道交通3号线一期工程施工总承包02标土建8工区盾构区间包含：金湖广场站～埌西站（原桂春路站）区间（以下简称：金～埌区间）、埌西站（原桂春路站）～青竹立交站（原竹溪大道站）区间（以下简称：埌～青区间）、青竹立交站（原竹溪大道站）～青秀山站区间（以下简称：青～青区间），区间设计为盾构隧道。
成都盾构施工渣土改良探讨
成都盾构施工渣土改良探讨1．渣土改良盾构机通过刀盘开挖下来的渣土，经输送设备输送出来，由于各个项目地质情况的不同，导致渣土不能顺利排出，为了能够正常排出开挖的渣土、降低磨损，必须要在开挖过程中通过添加剂对渣土进行改良。
1.1 土压平衡盾构机渣土改良目的A、提高开挖土体的塑流性，保证了土料能不断地流送到螺旋输送机，防止渣土卡住刀盘及大块卵石沉入土仓底部，造成出渣困难，渣土阻塞；B、开挖室内土料具有的软稠度和良好的塑性变形，使支撑压力能规则地作用于开挖面，保证开挖面平衡稳定，控制地表沉降；C、提高渣土的抗渗性，在螺旋输送机形成土塞效应，防止发生喷涌；D、降低刀盘和螺旋输送机的负荷，减少电力消耗；E、减小刀盘、刀具及螺旋输送机的磨损与破坏，控制工程成本；1.2 改良后理想的渣土(如右图)颗粒以粉砂及粉质粘土为主具有一定的c值较小的内摩擦角及摩擦系数具有一定的流塑性饱水性，并具有较高的抗渗性2．成都地质情况成都地铁1号线一期工程盾构2标(人民北路站至天府广场站)区间段隧道主要穿越砂卵石土层，卵、砾石成分以灰岩、砂岩、石英岩等为主，呈圆形～亚圆形，粒径大小不一，分选性差。
卵石含量约68%，粒径以30～100mm为主，初探揭示最大粒径180mm，根据试验段探井和天府广场基坑揭示最大粒径达530～550mm，圆砾含量约10％，兼夹漂石，漂石最大粒径270mm。
卵石硬，最大强度可达200MPa。
卵、砾石以中等风化为主。
充填物主要为中细砂、及少量粘性土。
卵石土层顶板埋深8.2～22.0m。
表区间隧道围岩分布统计表岩层左线(m) 所占比重(%) 右线(m) 所占比重(%)<2-8>卵石土581 24.3% 614 25.5%所做的饼状图。
量。
3． 成都地质分析成都地质下进行盾构施工在世界范围内也是没有太多的实例，根据现有的资源找到了几个类似项目，如西班牙巴塞罗那、法国里昂、意大利都灵地铁等都是土压平衡机，对地质进行对比，以及该些项目如何进行渣土改良。
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)按照泡沫的要求(如半衰期、发泡倍率等)发出合适的泡沫，并评价泡沫的性质。
研究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提供合适的泡沫。
(2)根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，研究泥浆漏斗粘度、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提供合适的泥浆。
(3)在几类典型地层的盾构施工中，总结满足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)根据地区地层的土层特性，采用合适的添加剂（如泥浆和泡沫等添加剂）进行渣土改良，并明确以下容：泡沫稳定性及注入率对改良土流动性的影响；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[1] [2]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出发泡倍率及稳定性不同的泡沫，该仪器设备经测试参数定位精确、性能稳定、试验操作方便。
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，按照发泡溶液浓度称取一定的水和发泡原液，将水和发泡原液注入发泡液容器并搅拌均匀；②.打开溶液罐的出口开关和液体开关，启动增压泵（保证液体充满增压泵部），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.将衰落筒壁用水湿润，然后放到电子天平上，置零；⑤.将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.把衰落桶迅速放到三角架上，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，为了提高试验的准确性，这两个步骤尽量在30秒完成）；⑧.记录量筒液体每增加5g时所用的时间，直至量筒液体接近泡沫质量为止，整理数据求得泡沫的半衰期t1/2；⑨.清洗衰落桶，以备下次试验；⑩.至少进行三次平行试验，取泡沫发泡倍率和半衰期的平均值作为最终试验值。
盾构在富水含砂层中掘进施工的渣土改良技术措施
盾构在富水含砂层中掘进施工的渣土改良技术措施摘要：土压平衡盾构法施工因其良好的适应性和安全性等优点，在地铁隧道、大型地下通道等基础设施建设中得到了广泛的应用。
然而，在富水砂层中，土压平衡盾构机掘进施工普遍存在螺旋机喷涌、摩阻力大、推力波动大等难点，影响施工质量并带来较大安全风险。
为解决这个问题，本文过项目实例中上海地区砂性土地质特点，通过合理使用适当比例的高分子聚合物对渣土进行改良，改善盾构施工参数、有效控制喷涌，使盾构法在富水砂性土层中掘进顺利实施。
关键词：盾构法、富水砂层、渣土改良0、引言土压平衡盾构机在富水含砂地层中施工有较大的风险，如处理不当，不仅会出现螺旋机喷涌造成涌水、涌砂工程事故，破坏既有隧道结构，同时，将大大缩减盾构机的使用寿命。
在该地层中掘进须对渣土性能进行改良，控制渣土流塑性满足出土要求。
随着盾构法施工配套技术的逐渐完善，渣土的管理和改良对改善盾构机在不良地层（特别是富水砂层）中推进性能的作用，越来越引起工程建设者们的重视。
1工程概况1.1、项目概况硬X射线自由电子激光装置项目主要由长约3.2km地下隧道、5个竖井及竖井附近的地面设施组成。
其中，一号井至二号井区间隧道里程范围SK0+000.000~SK1+430.000，长度1430m，隧道内径φ6300mm、外径φ7000mm。
采用一台直径φ7200土压平衡盾构机掘进施工，隧道最大纵坡为0.02％，顶覆土厚度26.0~32.4m。
图1项目平面布置图1.2、工程地质情况区间隧道主要位于⑦1草黄色砂质粉土，该土层主要力学性能参数为：含水量27.5%、重度19.0KN/m3、孔隙比0.778、地基承载力特征值418kPa、渗透系数Kv=4.21E-04cm/s。
⑦1草黄色砂质粉土为上海第一承压含水层，透水性强，在一定动水压力作用下易产生流砂现象。
图2盾构穿越富水含砂层地层图1.3、难点分析⑦1草黄色砂质粉土为承压水层，在水动力作用下，易产生流砂、管涌、坍塌等现象。
盾构施工渣土改良专项方案
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。
地铁盾构渣土改良
化学改良技术
化学注浆
通过向渣土中注入化学浆液，改 善渣土的力学性能和稳定性。
表面处理
通过表面涂层、封层等技术，改 善渣土的防水性能和耐久性。
热处理
通过加热、冷却等技术，改变渣 土的化学性质和物理性质，提高
其工程性能。
生物改良技术
微生物注浆
要点二
详细描述
上海地铁9号线工程在盾构施工过程中，针对不同类型的渣 土进行了多次改良试验。其中，通过添加高分子材料，使 得渣土的流动性、压缩性和止水性得到了显著改善。工程 团队对改良后的渣土进行了实时监测，确保其性能达到预 期要求。此外，该工程还注重对施工过程中的环境保护和 水资源管理，采用了多种措施以减少对周边环境的影响。
通过向渣土中注入微生物，改善渣土的力学性能 和稳定性。
生物表面处理
通过生物表面处理技术，改善渣土的防水性能和 耐久性。
生物加固
通过生物加固技术，提高渣土的承载能力和稳定 性。
04
CATALOGUE
地铁盾构渣土改良案例分析
北京地铁16号线工程
总结词
北京地铁16号线工程在渣土改良方面采用了多种方法，包括添加生石灰、泡沫剂 等，以改善渣土的流动性和强度。
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
CATALOGUE
引言
研究背景与意义
盾构法是地铁施工常用的技术之一，而渣土改良对于提高盾构施工效率、降低施工 成本具有重要意义。
详细描述
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。
盾构法施工壁后注浆与渣土改良
盾构法施工壁后注浆由于盾构机刀盘的开挖直径大于管片外径，管片拼装完毕并脱出盾尾后，与土体间形成一环形间隙，简称施工间隙。
为了避免或减少盾构后部的沉降，在掘进隧道期间，必须回填此环状空隙。
施工间隙如果不及时得到填充，势必造成地层变形，使相邻地表的建筑物、构筑物沉降或隧道本身偏移。
因此，衬砌背后注浆是盾构法中必不可少的关键性辅助工法，合理的施工工艺选择是盾构掘进施工安全顺利的保证。
为防止地表沉降的发生，在施工间隙中注入压力灰浆，从而在很大程度上能保持地层的自然应力状态。
应力变化愈少则引起的地层变化和地面沉降也愈少。
如果对刚形成的空隙没有立即填充，盾壳的锥形，曲线掘进中的土层的位移，及超挖等因素环状空隙可能增加。
由于不能避免的衬砌对盾尾的偏心及衬砌和盾构可能的变形等，会导致衬砌环宽度的变化。
尾壳密封的设计厚度及其支撑结构和尾壳的厚度确定了环状空隙的宽度。
对当前制造的密封，理论上环状空隙的宽度约为70-120mm之间，其密封区为±20mm到±40mm.。
必须注意此值与盾构直径无关。
即对较大隧道衬砌施工公差的要求高于对小隧道衬砌的要求。
当环状空隙大于250 mm时则要灌浆。
一、壁后注（压）浆的目的1、控制地表沉降衬背注浆的最重要目的就是及时填充施工间隙，防止因间隙的存在导致地层发生较大变形或坍塌。
盾构直径大于隧道衬砌外径，当盾构向前推进，脱出盾尾的衬砌与土层之间形成的环形间隙，过了一定的时间土层会变形来填充这一空隙，使地表产生沉降，如果用合适的材料及时填充空隙，使地层有了支撑就不易产生沉降变形，所以说压浆可有效地控制地表沉降。
2、减少隧道的沉降量•如上所述，管片出盾尾，管片与土体之间产生空隙，使管片下部失去支撑，由于管片的自重，就产生了下沉，这将使原来成环良好的轴线受到影响，用具备一定早期强度的浆液及时填充施工间隙，可确保管片衬砌早期和后期的稳定。
而压浆后能使管片卧在压浆的材料上，就好象隧道有了一个垫层，也就防止或减少了隧道的沉降，保证了隧道轴线的质量，满足工程使用要求。
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
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。
盾构施工渣土改良专项方案
编制依据（1）隧道施工图（2）铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）（3）公司《质量管理体系-要求》（GB/T19001-2000）一、工程概况本工程盾构区间总长度3566.5m ，附属工程包括7个联络通道、2 个防淹门、12 个洞门。
盾构区间采用德国进口的两台直径8.84 米的海瑞克土压平衡盾构机进行施工。
二、工程地质条件和水文地质条件2.1地形地貌本线地处广东省中部，沿线经过珠江三角洲海陆交互沉积平原区，地形平坦，地面高程多为0～10m，仅佛山西站附近有零星剥蚀残丘分布，高程10～20m。
区内道路纵横，水网发达，河流纵多，主要河流有汾江、东平水道、吉利涌、潭洲水道、陈村水道等，均为通航河道。
2.2工程地质条件（1）洞身地层本标段区间盾构隧道范围地层岩性按成因和时代分类主要有：第四系人工填土层＜1-1＞；第四系全新统海陆交互沉积层＜2-1＞、＜2-2＞、＜3-1＞、＜3-2＞、＜3-3＞、＜3-4＞、＜4-1＞；第四系全新统残积层＜5＞；白垩系下统基岩＜7-1＞、＜7-2＞、＜7-3＞。
在里程DK31+439~DK32+260洞身范围地层主要为上软下硬，上部为砂层或全风化或强风化砂质泥岩、砂岩W4、W3（821m）；里程DK32+260~DK34+50洞0 身范围地层主要为弱风化砂质泥岩、砂岩W2（2240m）；里程DK34+500~DK35+005.5洞身范围地层主要为上软下硬，上部为强风化砂质泥岩、砂岩W3，下部为弱风化砂质泥岩、砂岩W2（500.5m）。
（2）洞身地层分布统计根据目前提供的地质断面图，隧道洞身地层统计如下表所示：表隧道地层统计（3）岩层特性全风化砂质泥岩、砂岩W4：灰色，棕红色，原岩结构已经破坏，岩芯呈土状，水浸易软化崩解。
强风化砂质泥岩、砂岩W3：棕红色、深灰色，泥质、铁质胶结，裂隙很发育，岩芯呈碎块状、局部短柱状，锤击易碎。
弱风化砂质泥岩、砂岩W2：棕红色、深灰色，泥质、铁质胶结，中厚层状构造，裂隙稍发育，岩芯呈短柱状、柱状。
盾构憋渣处理方法
盾构憋渣处理方法随着城市建设的不断发展，盾构技术在地下工程中得到了广泛应用。
然而，盾构施工过程中产生的渣土处理问题也逐渐凸显出来。
盾构憋渣处理是指在盾构施工中，将产生的渣土进行合理、高效的处理，以确保施工顺利进行，并达到环保要求。
本文将介绍一些常见的盾构憋渣处理方法。
1. 渣土输送带法渣土输送带法是盾构施工中常用的一种憋渣处理方法。
该方法通过设置输送带将渣土从盾构机后端输送至渣土处理区域。
输送带的长度和角度可以根据具体情况进行调整，以达到最佳的渣土处理效果。
这种方法能够快速、高效地将渣土运输到指定地点，减少了人工搬运的劳动强度。
2. 渣土车运输法渣土车运输法是一种常见的盾构憋渣处理方法。
在施工现场设置渣土车停车点，将盾构机产生的渣土倒入渣土车中，然后利用渣土车将渣土运输到指定的渣土处理场地。
这种方法适用于较大规模的盾构施工，可以快速、大量地运输渣土，提高施工效率。
3. 渣土泥浆处理法在一些特殊的盾构施工中，由于地质条件复杂，渣土很难完整地输送出来。
此时，可以采用渣土泥浆处理法。
该方法将渣土与水进行混合，形成渣土泥浆，然后利用泵将泥浆抽出。
通过沉淀、过滤等处理，可以将泥浆中的固体颗粒分离出来，得到较为干净的渣土。
这种方法适用于部分水土条件较差的盾构施工，可以有效地解决渣土处理问题。
4. 渣土再利用法为了实现可持续发展，一些地方采用了渣土再利用的方法进行憋渣处理。
盾构施工产生的渣土可以经过简单的处理后再利用到其他工程中，如路基填筑、土方回填等。
通过合理的渣土再利用，不仅能够减少对自然资源的消耗，还能够减少对环境的影响，达到资源循环利用的目的。
5. 渣土处理场建设法在盾构施工前，可以提前规划并建设好渣土处理场。
渣土处理场应具备适当的面积和设备，能够满足盾构施工中产生的渣土处理需求。
渣土处理场可以设置渣土分拣区、渣土堆放区、渣土处理区等功能区域，以便对渣土进行分类、处理和储存。
建设渣土处理场有助于提高盾构施工的整体效率，并能够更好地控制渣土对环境的影响。
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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
改良剂
土仓隔 板 土仓 内
改善渣土的流塑性和减小 渣土的内摩擦角，以增加 渣土的流动性和止水性以 及降低刀盘扭矩
改良剂 螺旋输 送机 筒内
增加螺旋输送机内渣土的 止水性，防止螺旋输送机 出土口喷涌。
二、渣土改良的原理
渣土块 渣土粒
面的摩擦
缝隙
点的接触 改良剂 分类 聚合型改良剂
渗入缝隙中经过搅拌后在 渣土的面上吸附
分散型改良剂
使得分散渣土易 于聚集成团
使得离子间的吸 引力减小
从而增加了渣土的止水性， 又由于改良剂具有润滑效果 因而使得渣土的内摩擦性减 小
从而减小了渣土的粘附性
三、渣土改良不好的不良后果
不加 泡沫 剂 掘进时间75分钟 刀盘扭矩 85%左右
掘进时间40分钟
刀盘扭矩 65%左右
消耗泡沫剂25升
[(刀盘驱动945KW*75%)+推进75KW+螺旋输送机200KW+ 同步注浆25KW+皮带机25KW+空压机55KW]*(75分钟 /60) *1元/度=1479.06元
五、经济效益
2、广州复合地质上部砂层下部中风化花岗岩为例 掘进时间50分钟 刀盘扭矩75% 消耗泡沫剂30升 左右
康达 特泡 沫剂
每环仅电费、 刀具消耗费用、 [(刀盘驱动945KW*75%)+推进75KW+螺旋输送机200KW+同步注浆 泡 沫 剂 费 用 节 约 25KW+皮带机25KW+空压机55KW]*(50分钟/60) *1元/度=907.29. 费用： 元 （1577.67+7500）泡沫剂费用30升*2000元/1000升=60元 （907.29+3333.33+ 60）=4777.05元 450环换整盘刀约150万元，消耗3333.33元/环 掘进时间80分钟 刀盘扭矩85% 左右
扭矩过大，使刀盘和螺旋输送 机转动困难，甚至不能转动 刀具消耗量大，刀盘和螺旋输 送机严重磨损 渣土改良 不好的不 良后果
在广州的复合地质，北 京、兰州、成都等砂卵 石地质发生较多；
刀盘结泥饼，推力扭矩增大掘 进速度很低
富水地质时螺旋输送机出土口 严重喷涌 土仓压力难以控制导致刀盘前 方地面沉降超标
注意 事项
五、经济效益
1、5.4米管片内径盾构掘进50MPa以下泥岩为例 康达 特泡 沫剂 费用比较： 1479.06[(刀盘驱动945KW*65%)+推进75KW+螺旋输送机200KW+ （662.83+50） =776.23元 同步注浆25KW+皮带机25KW+空压机55KW]*(40分钟 /60) *1元/度=662.83元 泡沫剂费用25升*2000元/1000升=50元
四、渣土改良方法
为保证每根注入管道的注入压力，盾构配置时应 该每根注入管对应一个注入泵； 注入压力应与土仓内土压相匹配，注入压力过低， 注入量太少，渣土改良不好；注入压力过大，易 击穿刀盘前上方土体，泡沫会外泄到地面造成不 良影响； 注入口前端的单向阀可靠性较差，所以在盾构掘 进时每根注入管须持续注入，否则渣土易挤入注 入口，引起注入管堵塞； 改良材料的选用不应以低价位标准，应注重改良 效果。
增加渣 土
阻水性 流动性
注：如需一定时间停止掘进应向管道内注水冲洗，
防止管道堵塞。
四、渣土改良方法
4、高分子聚 合物的使用
在富水地质掘进
造成
螺旋输送机 出土口喷涌 注 入 泡沫
在土仓下部螺旋输送机 附近和螺栓输送机筒体 内 高分子聚 合物 喷涌仍较 严重
膨润土
遇水能迅速膨 胀发泡
阻水栓塞，有效防止 喷涌
混合液充入压缩空气后形成的 泡沫体积与混合液体积之比的 倍数，发泡率通常6～10倍 选用质量 有保证的 产品
发泡率
试验
国内泡 沫剂品 牌很多
四、渣土改良方法
调制泥浆
充分膨化
在含泥量较少的砂、砂卵石、或 石英含量较高有裂隙水的地质 粘性
泥液粘度控制 在马氏漏斗 40～60秒为宜
控制 要点
3、膨润土 的使用