理论教育 成都地铁特殊地质条件下盾构选型与施工技术

成都地铁特殊地质条件下盾构选型与施工技术

时间:2023-09-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:渣土改良是决定砂卵石地层盾构施工成败的关键技术,其本身也是土压平衡盾构施工原理的重要组成部分。针对成都砂卵石地层的特性,其渣土改良的主要目的是增加渣土的流动性、抗渗性和流塑性,降低渣土的摩擦力和内摩擦角,降低刀盘扭矩,确保渣土被螺旋输送机顺利输出,渣土能够对开挖面提供规则压力,从而保证开挖面平衡稳定,避免压力舱闭塞、结泥饼及喷涌等事故的发生。为了改善砂卵石渣土性质,必须向土舱内添加渣土改良材料。

成都地铁特殊地质条件下盾构选型与施工技术

成都地铁6号线3标段区间地层为含大漂石的砂卵石地层,卵石含量高,颗粒粒径较大,颗粒之间的摩擦力较大,刀盘转动时卵石土的流动性差。如果不对渣土进行改良,容易产生压力舱闭塞、刀盘及压力舱内结泥饼、喷涌、开挖面失稳等一系列问题。

渣土改良是决定砂卵石地层盾构施工成败的关键技术,其本身也是土压平衡盾构施工原理的重要组成部分。针对成都砂卵石地层的特性,其渣土改良的主要目的是增加渣土的流动性、抗渗性和流塑性,降低渣土的摩擦力和内摩擦角,降低刀盘扭矩,确保渣土被螺旋输送机顺利输出,渣土能够对开挖面提供规则压力,从而保证开挖面平衡稳定,避免压力舱闭塞、结泥饼及喷涌等事故的发生。

土压平衡式盾构施工关键就是要将刀盘切削下来的砂卵石土体在土舱内被调配成较为理想状态的土体,从而使盾构开挖和排土顺利地进行。为了改善砂卵石渣土性质,必须向土舱内添加渣土改良材料。渣土改良材料主要分为矿物材料、高吸水性树脂类、水溶性高分子类和界面活性材料类4类,4类材料对比如表8-3所示。

表8-3 渣土改良材料对比分析(www.daowen.com)

根据掘进经验,砂卵石地层的卵石含量较高,而细粒含量较少,颗粒之间的孔隙率大,因此渣土的流动性差、抗渗性差,且颗粒之间的摩擦系数很高,容易形成土舱内压力闭塞、刀盘结泥饼、排出渣土不畅和开挖面失稳等事故,当遇到夹砂层和透镜体砂层,有发生喷涌的风险。从表8-3可知,界面活性材料和矿物材料能够显著增加渣土的不透水性和流动性,并降低大粒径卵石间的摩擦力,造价和成本也较低,因此较适合对该地层进行渣土改良。

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