CN108035722A - 土压平衡盾构强透水性砂土改良方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种土压平衡盾构强透水性砂土改良方法，包括土体改良剂配制，土体改良剂应用，所述土体改良剂由以下体积量的原料制成：1）膨润土浆液：制拌24h后粘度：100s，膨润土100‑120份，CMC（化学浆糊）5份，水1000份，2）高分子聚合物溶液：高分子聚合物A300晶体20‑25份，水1000份。施工中，膨润土与高分子聚合物各自配成溶液后，膨润土通过盾构机注浆***多孔点注入土仓，高分子聚合物溶液用泵通过注浆孔独立注入土仓，改良剂在土仓内刀盘的搅动下拌和。改善渣土的流动性，建立土压平衡条件，稳定螺旋机的出土顺畅，提高掘进效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种土压平衡盾构施工方法，尤其是一种用于软土地基的强透性富含水的饱和砂土流动性极强中的土压平衡盾构施工方法。
背景技术
土压平衡盾构法施工，开挖占地面积小、对交通与环境影响小，施工进度稳定、设备配置与操作简便等因素，在城市轨交与市政建设、工程隧道等领域广泛应用。
土压平衡盾构法施工，开挖占地面积小、对交通与环境影响小，施工进度稳定、设备配置与操作简便等因素，在城市轨交与市政建设、工程隧道等领域广泛应用。但在富含水的强透水饱和砂土地质中施工，螺旋机排土出泥时，易发生流砂喷涌现象，造成泥仓土压不平衡、开挖面失稳。使螺旋机难以连续出渣，出土量无法控制，推进速度波动大，刀盘负荷重，扭矩高。特别在我国南方地区，此类土层地质比较广泛，对土压平衡盾构施工影响很大，是土压平衡盾构施工技术的一大难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种土压平衡盾构强透水性砂土改良方法，对强透水性砂土的改良方法，改善土压平衡盾构土仓内土体的流动性，使螺旋机排土出泥时，不发生流砂喷涌现象，建立土压平衡，确保盾构的正常施工。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种土压平衡盾构强透水性砂土改良方法，包括土体改良剂配制，土体改良剂应用，所述土体改良剂由以下体积量的原料配制而成：
1)膨润土浆液：制拌24h后粘度：100s
膨润土 100-120份
化学浆糊 5份
水 1000份
2)高分子聚合物溶液：
高分子聚合物A300晶体 20-25份
水 1000份
土体改良剂配制：依据盾构施工土层富含水砂土的饱和度与透水性，进行改良剂溶液浓度的小样配制，并进行实地试用；掘进时，以螺旋机排泥出土无喷涌现象，泥仓内土压平稳，能保持盾构施工的土压平衡。
土体改良剂应用：膨润土浆液与CMC混合浆液拌匀，输送入盾构机膨润土注入***，由泥仓胸板的一侧喷嘴注入泥仓；同时，2.5％浓度高分子聚合物由专用储浆泵送***，用胸板另一侧喷嘴注入泥仓，通过刀盘搅拌棒在泥仓内将土体改良剂与切削下的渣土一起拌和、粘结稠化，达到缓解强透水性砂土的流动性，使螺旋机的排泥出土成塑性无喷涌现象，泥仓土压力平稳，保持盾构施工的土压平衡。
本发明的有益效果是：本发明的土压平衡盾构强透水性砂土改良方法，在软土地基中，强透性富含水的饱和砂土流动性极强，通过改良剂的作用，改善渣土的流动性，建立土仓的压力平衡，稳定螺旋机的出土顺畅。
附图说明
图1为本发明的土压平衡盾构强透水性砂土体改良方法的施工流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的土压平衡盾构强透水性砂土体改良方法的施工流程示意图，具体实施步骤：包括土体改良剂配制，土体改良剂应用，
土体改良剂由以下体积量的原料配制而成：
1)膨润土浆液：制拌24h后粘度：100s
膨润土 100-120份
CMC(化学浆糊) 5份
水 1000份
2)高分子聚合物溶液：
高分子聚合物A300晶体 20-25份
水 1000份。
土压平衡盾构进入强透水性砂土施工时，出现泥仓土压不稳定，螺旋机出土不畅、或喷涌现象，须用改良剂进行土体改良。根据施工土层富含水砂土的饱和度与透水性取样配制改良剂溶液浓度的小样，并实地试用。达到盾构机掘进时，泥仓内加入改良剂的砂性土粘结稠化，土压稳定，螺旋机排泥出土无喷涌现象，能保持盾构施工的土压平衡，以此配方制土体改良剂。
土体改良制备：按实验配方，在施工现场拌浆池内将膨润土与CMC混合、拌匀、发酵制浆备用，使用时，用管路直接将地面制拌后的膨润土浆液输送至盾构机膨润土注入***储浆筒按要求设定泵入泥仓；按实验配方，2.5％浓度高分子聚合物在盾构机内专用储浆泵送***中拌制溶液备用。由专用储浆与泵送***通过人机界面自动化控制***的流量仪进行实时控制、使用。
土体改良剂应用：膨润土与CMC混合溶液由盾构机泥水注浆***，用泥仓胸板的一侧喷嘴注入泥仓；同时，2.5％浓度高分子聚合物由专用储浆泵送***，用胸板另一侧喷嘴注入泥仓，通过刀盘搅拌棒在泥仓内将土体改良剂与切削下的渣土一起拌和、粘结稠化，达到缓解强透水性砂土的流动性，使螺旋机的排泥出土成塑性无喷涌现象，泥仓土压力平稳，保持盾构施工的土压平衡。
土体改良剂应用：按实验配方，膨润土与CMC混合浆液拌匀，输送入盾构机膨润土注入***备用；按实验配方，2.5％浓度高分子聚合物在盾构机内另制专用储浆泵送***中拌制溶液备用。制备的膨润土浆液与高分子聚合物溶液利用各自的泵送***由人机自动化控制***通过流量仪实时控制。通过注浆管路，分别将两种浆液泵入盾构土仓内拌和、使切削下的渣土粘结稠化，缓解其强流动性，确保螺旋机排泥出土无喷涌现象，泥仓内土压平稳，保持盾构施工的土压平衡。
对于天然砂土，单纯加入高浓度膨润土浆(即膨润土浆液与CMC混合浆液)，对其坍落度具有良好的改良作用，但对于饱和砂土，由于其含有大量水，浆液被稀释情况较为严重，大量膨润土颗粒悬浮在过饱和部分的液体中，渣土改良效果影响较大，在低浓度的混合浆液下，其坍落度较难符合要求。同时，由于盾构机泵送能力以及现场大型浆液拌制设备的限制，单纯采用高浓度膨润土浆在对饱和以及过饱和透水中砂地层进行渣土改良时，无法满足工程需求。当聚合物溶液与高浓度膨润土浆配合使用时，聚合物可将绝大部分的膨润土微粒以及水分子锁在砂砾之间，形成类似粘土性状的渣土，使得混合浆液改良效果能够充分发挥。土压盾构在强透水性砂土或富水沙层等恶劣地层中，有效做到边使用土体改良剂进行渣土改良，边掘进施工。且防止螺旋机喷涌、降低刀盘扭矩、减小总推力等参数指标收效显著，使之正常掘进施工。
本发明采用的软土地基强透水性砂土内施工，盾构机排泥渣土的改良方法，为解决盾构施工时，螺旋机易发生喷涌，土仓压力失衡，波动大控制难，掘进困难的局面。盾构掘进施工中，针对渣土的易流动性用改良剂进行改良，即实现盾构掘进过程中的“土压平衡”。改良剂的配合比(体积比)：水(1)+膨润土(20％)+CMC(5‰)+2.5％浓度高分子聚合物(3％)。施工中，膨润土与高分子聚合物各自配成溶液后，膨润土通过盾构机注浆***多孔点注入土仓，高分子聚合物溶液用泵通过注浆孔独立注入土仓，改良剂在土仓内刀盘的搅动下拌和。改善渣土的流动性，建立土压平衡条件，稳定螺旋机的出土顺畅，提高掘进效率。
Claims (3)
1.一种土压平衡盾构强透水性砂土改良方法，包括土体改良剂配制，土体改良剂应用，其特征在于：土体改良剂由以下体积量的原料配制而成：
1）膨润土浆液：制拌24h后粘度：100s
膨润土 100-120份
化学浆糊 5份
水 1000份
2）高分子聚合物溶液：
高分子聚合物A300晶体 20-25份
水 1000份。
2.根据权利要求1所述的土压平衡盾构强透水性砂土改良方法，其特征在于：所述土体改良剂配制：依据盾构施工土层富含水砂土的饱和度与透水性，进行改良剂溶液浓度的小样配制，并进行实地试用；掘进时，以螺旋机排泥出土无喷涌现象，泥仓内土压平稳，能保持盾构施工的土压平衡。
3.根据权利要求1所述的土压平衡盾构强透水性砂土改良方法，其特征在于：所述土体改良剂应用：膨润土浆液与CMC混合浆液拌匀，输送入盾构机膨润土注入***，由泥仓胸板的一侧喷嘴注入泥仓；同时，2.5%浓度高分子聚合物由专用储浆泵送***，用胸板另一侧喷嘴注入泥仓，通过刀盘搅拌棒在泥仓内将土体改良剂与切削下的渣土一起拌和、粘结稠化，达到缓解强透水性砂土的流动性，使螺旋机的排泥出土成塑性无喷涌现象，泥仓土压力平稳，保持盾构施工的土压平衡。
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| CN114456812A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-05-10 | 福州大学 | 利用带有花岗岩残积土的粘性土渣土制备砂土渣土改良剂的方法、渣土改良剂及使用方法 |
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