為解決土壓平衡盾構在富水礫砂地層中掘進時螺旋輸送機出口易發(fā)生噴涌的難題,依托昆明地鐵4號線盾構隧道工程,開展富水礫砂地層渣土改良研究。首先通過大型滲透試驗評價地層的滲透性,然后對試驗段內每環(huán)的渣土進行坍落度試驗,分析渣土改良對盾構掘進參數的影響,檢驗并評價渣土改良的實際效果,進而給出昆明地區(qū)富水礫砂地層的合理改良建議。研究結果表明:1)昆明地區(qū)礫砂土的坍落度與含水率呈明顯的正相關關系,而其滲透系數隨測試時間的增加而降低,在2 h后減小為0; 2)塑流性較好的渣土對應著較低的刀盤轉矩、推力和較高的掘進速度; 3)通過對掘進參數的分析可知,坍落度達到5～10 cm即可滿足施工要求。 

【文章來源】：隧道建設(中英文). 2020,40(10)北大核心

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

小—火盾構區(qū)間地質縱斷面圖

選取盾構右線里程K8+528.3～+542.7作為試驗段,盾構主要穿越礫砂地層,該區(qū)段內的渣土級配曲線如圖2所示。大于2mm的顆粒占渣土總質量的34%～47%,根據GB50007—2011《建筑地基基礎設計規(guī)范》[13]中提供的土的工程分類方法,該類渣土屬于典型的礫砂土。盾構采用輻板式刀盤,開口率為40%,開挖直徑為6.44m,盾體長度為8.36m,額定轉矩為6700k N·m,最大推力為42550k N。2 渣土改良效果評價

渣土改良另一個重要目的是減小渣土的滲透性,增強其止水性,從而降低螺旋輸送機發(fā)生噴涌的風險。滲透系數是評價渣土改良效果的一個重要參數,對渣土進行滲透試驗,測試其經過渣土改良后的滲透系數。滲透試驗采用自主設計的可調壓常水頭大型滲透儀,對第79環(huán)和81環(huán)取得的渣土分別進行了滲透性測試(見圖3)。試樣高度為53cm和56cm,上部水頭為12m,試驗土樣為盾構螺旋輸送機排出的渣土。改良渣土滲透試驗結果如圖4所示。圖中試樣1為第79環(huán)渣土,試樣2為第81環(huán)渣土。隨著試驗的進行,渣土中的細顆粒逐漸被滲流水攜帶至土樣的底部,滲透系數隨測試時間的增加而降低。2組試樣的滲透系數變化基本一致,在2h后的滲流量為0,說明在試驗水頭作用下,渣土已經完全不透水。此外,土樣的初始滲透系數僅為1.2×10-7m/s,其滲透性完全可以滿足本區(qū)段中盾構掘進的抗?jié)B性要求。

【參考文獻】：
期刊論文
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