盾構(gòu)施工粘土中的渣土改良方案

1、粘土中的渣土改良方案一、基本情況近段時(shí)間源天盾構(gòu)項(xiàng)目部在珠江新城旅游觀光線的盾構(gòu)施工過(guò) 程中，出現(xiàn)掘進(jìn)緩慢，刀盤(pán)結(jié)泥餅等現(xiàn)象，影響了施工進(jìn)度。其中先 后試用了 elco,東莞明潔和巴斯夫的麥斯特等三種品牌發(fā)泡劑，效 果均不是很明顯，沒(méi)有解決根本問(wèn)題。經(jīng)同相關(guān)人員溝通和現(xiàn)場(chǎng)了解 情況，在盾構(gòu)機(jī)始發(fā)階段，有約十多環(huán)砂層，噴涌歷害，采用曰本 tac高分子材料和elco發(fā)泡劑搭配改良渣土，解決了噴涌問(wèn)題。 隨后進(jìn)入8號(hào)粘土層，渣土粘度大，推進(jìn)困難。在第19環(huán)（約10月 12號(hào)）項(xiàng)h部撤下elco發(fā)泡劑，換上另一品牌泡沫劑，在16號(hào)晚 我司接到項(xiàng)目部電話，告之結(jié)泥餅厲害，掘進(jìn)不順利。17號(hào)上午我 方派人

2、到現(xiàn)場(chǎng)了解情況，盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)開(kāi)倉(cāng)清理過(guò)泥餅，當(dāng)天己經(jīng)掘進(jìn) 到23環(huán)，25日再到現(xiàn)場(chǎng)了解情況，已經(jīng)掘進(jìn)到40環(huán)，平均每天2 環(huán)左右，其間一直在試用另兩種發(fā)泡劑，但沒(méi)有根本解決問(wèn)題。二、原因分析在此過(guò)程中項(xiàng)目部采取各種措施來(lái)解決問(wèn)題，但由于地層條件惡 劣等因素，0前未能根本解決此難題。經(jīng)過(guò)多年的工程實(shí)踐，我方認(rèn) 為如下因素會(huì)導(dǎo)致這種不利情況出現(xiàn)：1. 盾構(gòu)通過(guò)地層條件差，廣州這種典型的復(fù)合地層對(duì)盾構(gòu)施工是個(gè)極 大的考驗(yàn)。在這種粘土層中，經(jīng)過(guò)改良劑和水的浸潤(rùn)，在刀盤(pán)的攪拌 下，土體粘度增大，很容易粘附在刀盤(pán)上，同時(shí)由于相互之間的摩擦 產(chǎn)生瞬間高熱，使土體結(jié)焦附著在刀盤(pán)上不易除掉。2. 泡沫劑等外加劑使

3、用不當(dāng)，在不同的盾構(gòu)條件下，泡沫劑的使用參 數(shù)應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整，包括注入率，發(fā)泡倍率，稀釋倍率，流量等。正確 使用泡沫劑有利于防止結(jié)泥餅，降低扭矩，提高工作效率。3. 使用工藝不恰當(dāng)，在惡劣地質(zhì)條件下，刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，推進(jìn)速度，螺旋 劑排土速度，外加劑的配合使用都會(huì)影響施工質(zhì)量。三、產(chǎn)品介紹針對(duì)項(xiàng)s部0前出現(xiàn)的問(wèn)題和對(duì)其影響因素的分析，我們建議 采取elco高分子材料和發(fā)泡劑配合使用來(lái)預(yù)防和解決盾構(gòu)機(jī)在粘 土層中的掘進(jìn)問(wèn)題。elco stp401a是一種長(zhǎng)鏈分子的存機(jī)化合物，可以單獨(dú)使用， 也可與膨潤(rùn)土及泡沫配合使用。當(dāng)高分子材料與渣土混合時(shí)，這種長(zhǎng) 鏈分子就會(huì)附著在渣土顆粒的表面形成高分子膜，當(dāng)這些顆

4、粒相互碰 到一起時(shí)，聚合物分子就將顆粒粘結(jié)在一起形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，防止水分 滲透，改良渣土的和易性。elco高分子材料的水溶液注入到砂層中， 在地層中發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成凝膠體系，迅速鎖住水分，以此降低高 含水地層的滲透率，防止噴涌。elco高分子材料的稀溶液亦可使用 在粘性土中，它能夠在渣土的表面形成一層軔性的高分子膜，具有極 好的潤(rùn)滑性能，防止土倉(cāng)內(nèi)結(jié)泥餅，使其粘土成塑性流動(dòng)，減少刀具 和皮帶的磨損。在實(shí)際使用時(shí)，在沙礫層中建議按25%。的比例稀 釋?zhuān)⑷肼蕿?020%;在粘性土中建議按0.31%。的比例稀釋?zhuān)?注入率為2540%。當(dāng)與其他外加劑配合使用時(shí)，請(qǐng)酌量增減。具體使用參數(shù)參考下表。表1

5、:高分子材料應(yīng)用實(shí)例指標(biāo)砂層粘土層盾構(gòu)機(jī)外徑r，m6.256.25橫截面積s，m230.730.7推進(jìn)速度v，mm/min4040單位松度渣土體積，m3/m30.730.7改良劑注入率10%30%改良劑注入量，m3/m3.079.21改良劑稀釋倍數(shù)2%o0.5%原液注入量，l/m6.144.61稀釋液注入流量，l/min122.8368.4原液注入流量，l/min0.250.18!1!基于以上介紹，我司推薦使用發(fā)泡劑+高分子材料兩種外加劑來(lái) 預(yù)防和解決這種情況。這種方案不僅在理論上上文有所闡述并且可 行，在實(shí)際操作上也可以實(shí)施。因?yàn)樵诖隧?xiàng)目始發(fā)階段就是采用這種 方法來(lái)對(duì)付砂層的，并且經(jīng)過(guò)我方考

6、察，在盾構(gòu)機(jī)的后配套臺(tái)車(chē)上已 經(jīng)安裝的泡沫桶和高分子材料桶的管路裝置都在，實(shí)施這個(gè)項(xiàng)目不再 需要繼續(xù)改動(dòng)。但是，是否我們就能夠安裝前段對(duì)付砂層的工藝，在粘土層也加 入相同比例和劑量的發(fā)泡劑和高分子材料呢？這里我方必須強(qiáng)調(diào)一 點(diǎn)，在砂層中和粘土層中高分子改良劑的添加方法和比例是不相同 的，否則會(huì)起不到相關(guān)作用或引起反作用。這是因?yàn)槲覀僥lco高分 子材料是一種分子量很大的長(zhǎng)鏈化合物，具有很強(qiáng)的吸水能力，在砂 層中稀釋濃度較高（25%。），使它能夠吸收水分，聚集沙粒。而在 粘土層中要以很低的稀釋濃度（0.30.5%。）來(lái)使用，否則它會(huì)吸收 粘土中的水分，使渣土更干，更易結(jié)塊，這是因?yàn)樵谡惩林兄饕强?高分子的分散性和潤(rùn)滑性在作用于渣土的，這不同于其他的分散劑等 改良劑（往往需要添加百分之十甚至更多的量）。據(jù)此我方提供一組 參數(shù)供使用參考：表2:添加劑的使用參數(shù)指標(biāo)發(fā)泡劑高分子盾構(gòu)機(jī)外徑r, m6.256.25橫截面積s, n?30.730.7推進(jìn)速度v，mm/min4040單位長(zhǎng)度渣土體積，m3/m30.730.7改良劑注入率20%10%改良劑注入量，m3/m6.143.07發(fā)泡倍率8改良劑稀釋倍數(shù)3%0.5%