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渣土改良技术总结 摘要：在土压平衡式盾构施工过程中，开挖面土体的流动性十分重要，为了提高开挖面土体的流动性，通过对开挖出渣土进行改良，用以满足施工要求。本文依托南昌地铁长～蛟区间盾构施工，对砂卵石和全、强、中风化千枚岩地层渣土改良技术加以总结，对之后类似工程提供经验。 关键字：盾构施工 开挖面 渣土改良 地层 1、工程概况 长江路站～蛟桥站区间分为两个工程地质区，蛟桥站（北一环站）～中间风井、中间风井～里程约SK3+410为工程地质I区；里程约SK3+410～长江路站为工程地质II区。 （1）蛟桥站（北一环站）～中间风井～里程约SK3+410区间 区间隧道通过的地层主要由⑥1全风化千枚岩、⑥2强风化千枚岩、⑥3-2中风化千枚岩等组成，地质条件复杂，施工难度大。 （2）里程约SK3+410～长江路站区间 区间隧道通过的地层主要由②4中砂、②5粗砂、②6砾砂、②7圆砾、⑤1-1强风化泥质砂岩、⑥1全风化千枚岩、⑥2强风化千枚岩等组成，地质条件复杂，施工难度大。 2、盾构机具有的渣土改良设备 为改善土体的流塑性和开挖面的稳定性， 膨润土 泡沫剂 高分子聚合物 增粘剂 特性 PH值7.5～10.0 粘度：2～10Pa·s PH值7.3～8.0 粘度:0.003～0.2 Pa·s PH值7.5～10.0 粘度：0.7～2.0 Pa·s PH值7.5～10.0 粘度：0.5～15 Pa·s 适用范围 砂～砂(卵)砾石地层 粘土～砂(卵)砾石地层 固结粘土～砂砾地层 粗土～粗砂地层 特征 制浆和输送设备需较大的空间 输送和使用便捷，消泡后渣土能恢复原来状态 在粘性软土层有时会因粘土变硬而出现堵塞 停止开挖时,有时会堵塞 结合长～蛟区间实际地质情况施工中拟采用膨润土浆液和泡沫剂配合试验进行渣土改良。 3.2 渣土改良方案 3.2.1 渣土改良试验 本次试验主要计算膨润土浆液、泡沫剂与渣土的配比，到达渣土改良的初始配比，以指导前期盾构施工。具体实验步骤为：①在施工场地取与隧道所处地质条件相同的渣土；②分别做膨润土与水的配比、膨润土浆液和泡沫剂与渣土的配比；③得到膨润土浆液和泡沫剂与渣土的最佳配比。 （1）膨润土与水配比试验： 1）钠基膨润土原料配制标准： 名称 数量 钠基膨润土（一级200目） 50公斤 纯碱 2公斤 火碱 1.5公斤 纤维素 1.5公斤 试验配比： 序号 膨润土 水 配制出的土样 a 1kg 3kg 无流动性，呈可塑状 b 1kg 5kg 流动性较小，呈可塑状 c 1kg 7kg 流动性适中，呈不可塑状 d 1kg 10kg 流动性大，呈不可塑状 2）四组试验图样如下： （a） （b） （c） （d） 3）a、b组流动性太小不做考虑，c、d组用于下一步试验。 （2）膨润土浆液、泡沫剂与砂的配比试验： 1）配比： 序号 膨润土浆液 泡沫剂 砂 配制出的土样 a 1kg（1:10，比重1.05g/cm3） 0.03kg 10kg 流动性过大，呈不可塑状 b 0.5kg（1:10，比重1.05g/cm3） 0.03kg 10kg 流动性较大，呈不可塑状 c 1kg（1:10，比重1.05g/cm3） 0kg 10kg 流动性大，呈不可塑状 d 1kg（1:7，比重1.07g/cm3） 0.03kg 10kg 流动性稍大，呈不可塑状 e 0.6kg（1:7，比重1.07g/cm3） 0.03kg 10kg 流动性适中，呈可塑状 2）试验图样如下： （a） 砂土层改良后土 风化岩层改良后土 在盾构掘进至里程为SK4+256.14左右，掘进速度明显下降扭矩上升速度快，发现问题后，我项目部及时采用高分子聚合物和泡沫剂对土体进行改良，但是效果并不明显。经过开仓后发行刀盘结泥饼现象严重。 经过清理刀厢并更换24把刀后，采用渣土与膨润土浆液、泡沫剂比例为1:0.08:0.003进行渣土改良掘进掘进，掘进记录显示，盾构机推力、扭矩均降低，掘进速度大幅提高，达到20mm/min。 4、结论 在复杂地层掘进一定要随时现场实际情况确定最正确的渣土改良剂并确定相适应的配合比。在由②4中砂、②5粗砂、②6砾砂、②7圆砾、⑤1-1强风化泥质砂岩、⑥1全风化千枚岩、⑥2强风化千枚岩等组成的上软下硬的复杂地层中掘进并穿越建筑物时，一定要选择正确的渣土改良方法。只要渣土改良方法正确，施工方案合理，土压力平衡盾构机在复杂的复合地层中穿越建筑物存在的问题就能迎刃而解，并为以后的施工提供指导和帮助。 - 1 -