土压平衡盾构穿越高渗透砂层砂土改良技术

依托西安地铁一号线三期韩非路站—沣河森林公园站区间盾构隧道下穿沣河工程,通过数值模拟分析了盾构隧道施工过程中孔隙水压力变化特征及影响范围,明确了喷涌发生的条件,继而进行砂土改良试验,对工程现场砂土参数进行优化。结果表明:不管是隧道纵断面还是横断面,由上而下孔隙水压力均逐渐增大,纵向影响范围约9m,隧道横向孔隙水压力近似呈漏斗状分布,影响范围约26m;施工过程中螺旋出土器排土口处水头高度2.06 m、渗流量26.2 cm^(3)/s,两者均超过喷涌发生的临界值;采用钠基膨润土泥浆对砂土进行改良,膨润土泥浆与砂土的质量比为1∶7时,改良后砂土流动性能逐渐提高,黏聚力增大,内摩擦角减小,抗渗性能明显提升,能有效防止喷涌现象。综合考虑施工要求、经济性和现场应用效果,采用钠基膨润土作为砂土改良剂时,建议钠基膨润土与水的质量比取1∶9,且泥浆膨化时间在16~24h,钠基膨润土泥浆与砂土的质量比取1∶7。

泡沫和膨润土泥浆对改良砂土渗透性的研究

依托南昌地铁4号线民园路西站--火炬路站区间富水砂层区段盾构施工,通过沿线地层组成、掌子面砂土颗粒级配分析,采用泡沫、钠基膨润土泥浆作为渣土改良主要材料,开展室内渣土改良试验,研究土压平衡盾构在穿越高渗透性、高水压砂性土地层时改良剂对渣土渗透性的影响,并得出渣土改良综合解决方案。结果表明:①膨润土泥浆.对砂土渗透性改善优于泡沫,但泡沫能够较好地改善砂土的流动性;②用单一泡沫改良时,无法达到理想的渣土抗渗参数,当泡沫注入率=10%时砂土流动性得到了较好的改善;③用单一膨润土泥浆改良时,当膨润土泥浆注入率=10%时,可达到理想的渣土抗渗参数,若需要达到流动性指标要求,则膨润土泥浆注入率需大于20%;④采用泡沫加膨润土泥浆复合改良时(泡沫注入率=10%~15%、膨润土泥浆注入率=10%),渣土抗渗参数和流动性指标均能达到要求。