基于盾构掘进效果的富水砾砂地层渣土改良试验研究

发布时间：2021-03-27 02:11

　　为解决土压平衡盾构在富水砾砂地层中掘进时螺旋输送机出口易发生喷涌的难题,依托昆明地铁4号线盾构隧道工程,开展富水砾砂地层渣土改良研究。首先通过大型渗透试验评价地层的渗透性,然后对试验段内每环的渣土进行坍落度试验,分析渣土改良对盾构掘进参数的影响,检验并评价渣土改良的实际效果,进而给出昆明地区富水砾砂地层的合理改良建议。研究结果表明:1)昆明地区砾砂土的坍落度与含水率呈明显的正相关关系,而其渗透系数随测试时间的增加而降低,在2 h后减小为0; 2)塑流性较好的渣土对应着较低的刀盘转矩、推力和较高的掘进速度; 3)通过对掘进参数的分析可知,坍落度达到5～10 cm即可满足施工要求。 

【文章来源】：隧道建设(中英文). 2020,40(10)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

小—火盾构区间地质纵断面图

选取盾构右线里程K8+528.3～+542.7作为试验段,盾构主要穿越砾砂地层,该区段内的渣土级配曲线如图2所示。大于2mm的颗粒占渣土总质量的34%～47%,根据GB50007—2011《建筑地基基础设计规范》[13]中提供的土的工程分类方法,该类渣土属于典型的砾砂土。盾构采用辐板式刀盘,开口率为40%,开挖直径为6.44m,盾体长度为8.36m,额定转矩为6700k N·m,最大推力为42550k N。2 渣土改良效果评价

渣土改良另一个重要目的是减小渣土的渗透性,增强其止水性,从而降低螺旋输送机发生喷涌的风险。渗透系数是评价渣土改良效果的一个重要参数,对渣土进行渗透试验,测试其经过渣土改良后的渗透系数。渗透试验采用自主设计的可调压常水头大型渗透仪,对第79环和81环取得的渣土分别进行了渗透性测试(见图3)。试样高度为53cm和56cm,上部水头为12m,试验土样为盾构螺旋输送机排出的渣土。改良渣土渗透试验结果如图4所示。图中试样1为第79环渣土,试样2为第81环渣土。随着试验的进行,渣土中的细颗粒逐渐被渗流水携带至土样的底部,渗透系数随测试时间的增加而降低。2组试样的渗透系数变化基本一致,在2h后的渗流量为0,说明在试验水头作用下,渣土已经完全不透水。此外,土样的初始渗透系数仅为1.2×10-7m/s,其渗透性完全可以满足本区段中盾构掘进的抗渗性要求。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3102677