盾构隧道泥渣脱水处理技术研究综述

脱水处理是盾构泥渣减量化的主要方法,对现阶段各类盾构隧道泥渣脱水处理技术进行分析总结具有重要的意义。从盾构泥渣的性质及其赋存水机制出发,总结归纳过滤比阻、毛细吸水时间、沉降速率、渗透系数以及含水率5项用于评价泥渣脱水性能的指标,重点阐述机械脱水、干化脱水与渗流脱水等主要脱水技术,分析各类方法的脱水效果、适用性和局限性。机械脱水技术在黏粒含量较少的盾构泥渣脱水处理方面已较为成熟,而对于黏粒含量较多的盾构泥渣需加入高效的调理剂改性以增强脱水性能,目前较高的脱水成本与调理剂污染处理是其亟需解决的问题。自然晾晒显然已不能满足效率与环保的要求;热干化脱水虽然适用范围广且脱水较为彻底,但其存在能耗大、成本高的缺陷;渗流脱水技术中的土工管袋法以及真空预压法对渗透性较大的泥渣具有较好的脱水效果;电渗法可适用于低渗透性黏土,然而其耗电量大且电极易腐蚀的缺陷还难以避免。目前盾构泥渣脱水处理主要存在设备适应性不足、能耗高与运维难、泥渣资源利用率低、新技术难以推广应用以及处理规范体系不完善等问题。未来应注重脱水设备向智能化、模块化、集成规模化三位一体方向的发展,同时实现高效的泥渣资源再利用,制定统一的脱水规范并鼓励脱水新技术的工程应用与推广。

上软下硬地层浅埋暗挖隧洞侧穿建筑物沉降控制技术研究

隧洞开挖会引起周边地表与建筑物的沉降,影响建筑物的安全与正常使用。为了减小隧洞施工带来的影响,依托昆明滇中引水工程龙泉隧洞出口段,研究了上软下硬地层浅埋暗挖隧洞侧穿建筑物的沉降控制技术。采取FLAC3D数值仿真对洞外地表注浆与隔离桩的控制措施影响规律进行分析,并通过现场监测数据验证其准确性与应用效果。研究结果表明:地表注浆与隔离桩联合加固能显著减少地表与建筑沉降,采用钢套管隔离桩的综合效益最佳,其对建筑物沉降减小的幅度可达到54%;地表注浆宽度存在一定的有效影响范围;隔离桩在入岩1~2 m后就有较好的沉降控制效果;隔离桩与建筑物间应有一个最佳的控制距离,不仅能对建筑物沉降有较好的控制效果,而且其对隧洞周围地表沉降的控制效果也与当大于这个最佳距离时相差不大;在上软下硬地层中隧洞位于软弱地层部分的掌子面开挖产生的地表沉降约占70%~80%;现场采用基于模拟分析得出的最佳洞外加固方案有效控制了建筑物及其周围地表沉降。研究成果对滇中引水工程现场施工与类似工程具有一定指导和借鉴意义。