地铁盾构渣土改良研究报告

盾构渣土改良研究报告北京地铁8号线天桥站~永定门外站

目录

1 渣土改良研究现状 (1)

1.1 渣土改良的原因 (1)

1.2 渣土改良的作用及目的 (4)

1.2.1 渣土改良的作用 (4)

1.2.2 渣土改良要达到的状态 (4)

1.3 常用的土体改良剂 (5)

1.3.1 界面活性材料类 (6)

1.3.2 矿物类 (9)

1.3.3 高分子类聚合物 (11)

1.3.4 分散剂 (13)

1.3.5 水 (13)

1.3.6 不同渣土改良剂比较 (13)

1.4 渣土改良剂添加部位 (14)

2渣土改良应用实例 (15)

2.1 无水砂卵石地层 (15)

2.1.1 北京地铁4号线20标 (15)

2.1.2 北京地铁10号线2期 (15)

2.1.3 北京地铁10号线（莲花桥—六里桥） (15)

2.1.4 北京地铁4号线（动物园站—双榆树站） (16)

2.1.5 北京地铁5号线试验段 (17)

2.1.6 北京地铁4号线角门北路站—北京南站 (17)

2.1.7 北京地铁9号线丰台东大街站—丰台北路站 (18)

2.1.8 北京地铁7号线达官营站—广安门内站区间 (18)

2.1.9 无水砂卵石地层渣土改良应用小结 (18)

2.2 富水砂卵石地层 (19)

2.2.1 北京地铁九号线六标 (19)

2.2.2 成都地铁一号线 (19)

2.2.3 长沙地铁2号线（体育公园—长沙大道） (20)

2.2.4 富水砂卵石地层渣土改良应用小结 (21)

2.3 粉质黏土、粉土层 (21)

2.4 全断面砂层 (21)

2.4.1 西安地铁一号线二标 (21)

2.4.2 哈尔滨地铁一号线（程哈东站—南直路站） (22)

2.4.3 广州地铁3号线（珠江新城站—客村站） (22)

3 不同地层渣土改良剂选用 (24)

3.1 软土地层 (24)

3.2 砂卵石地层 (24)

3.3 砂性土地层 (25)

3.4 硬岩地层 (26)

3.5 富水地层 (26)

3.6 总结 (26)

4 北京地铁八号线三期05标渣土改良 (28)

4.1 工程概况 (28)

4.2 工程地质和水文地质概况 (28)

4.2.1工程地质 (28)

4.2.2 水文地质 (31)

4.2.3 纵断面工程地质和水文地质情况 (32)

4.3 改良对象和添加剂的确定 (32)

4.4 渣土改良试验内容 (32)

4.4.1 室内试验 (32)

4.4.2 现场试验 (33)

4.4.3 试验方案 (33)

4.5 本标段渣土改良总结 (35)

1渣土改良研究现状

1.1 渣土改良的原因

渣土改良就是通过盾构配置的专用装置向刀盘面，土舱内或螺旋输送机内注入水、泡沫、膨润土、高分子聚合物等添加剂，利用刀盘的旋转搅拌、土舱搅拌装置或者螺旋输送机选择搅拌使添加剂与土渣混合，使盾构切削下来的渣土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力。进行渣土改良的原因：1）土压平衡式盾构的基本原理

通过电机驱动主轴带动刀盘旋转，在刀盘旋转的同时，安装在刀盘面上的切削刀具切入土中并将土体切割撕裂；刀盘切削的渣土通过刀盘上的开口部分挤压进入并填满土舱，土舱内的渣土在土舱壁的加压作用下与刀盘前方的水土压力保持平衡，使得开挖面保持稳定状态；同时，利用螺旋输送机将土舱内的部分渣土排出，并使得排出土量与盾构掘削土量维持平衡。

2）土压平衡盾构渣土的作用及性状

土压平衡盾构维持工作面稳定的介质为渣土。土压平衡式盾构施工中开挖出来的土体充满刀盘和隔板之间的压力仓，一方面开挖土作为支撑开挖面稳定的介质，其土性对开挖面的稳定起着决定性的作用。另一方面，它有源源不断地由螺旋输送机向外排出，它的土性好坏直接影响着出土的顺利与否。为维持土舱内土压力的稳定和方便渣土的排出，土舱内的渣土应该具有可塑性强、流动性好、密度低、内摩擦小、渗水性弱的特征。

如果地层是相似于淤泥质黏土层的话，只要在压力舱内通过旋转翼板搅拌，就可满足这种状态顺利进行施工。一般来说，开挖出来的泥土不具有以上特性：在有的情况下，有的渣土流动困难，易压实固结，产生泥饼或泥团，因此要求刀盘具有较大的扭矩，以确保渣土畅流无阻；另外在透水性土层中，在水的作用下，渣土在螺旋输送机内排出无法形成有效的压力递减，土舱内的土压力难以稳定……所以土压平衡盾构自身对地层的适应范围相对较窄。

3）渣土不良带来的施工困难

北京地铁盾构隧道的工程实践和国内外诸多施工实例表明，土压平衡式盾构

施工成功的关键就是要将从开挖面上切削下来的土体在压力仓内调整成一种比较理想的状态，使土体的性质满足一定的基本条件后，盾构开挖和排土才能顺利地进行。当开挖土的状态不能满足这一要求时，就会给施工带来困难，这种施工困难主要表现为以下几种：

①刀具磨耗严重

随着盾构法在国内地铁施工中的广泛使用，刀具磨损已经成为一个影响盾构隧道施工质量和进度的关键问题。刀盘作为盾构机的一个关键部件，在地下掘进过程中会遇到各种不同地层，从淤泥、粘土、砂层到软岩及硬岩等，刀盘在一定转速和压力条件下进行地下挖掘，刀具要承受非常高的工作压力和温度，恶劣的工作条件会降低刀具的使用寿命。

特别是在砂卵石地层，盾构刀具往往磨损严重，容易破损、脱落，经常导致工程事故的发生，给整个工程的工期、造价带来严重的影响，甚至威胁人的生命。这种情况在北京地铁盾构掘进中普遍存在，在北京地铁9号线06标段军事博物馆站—东钓鱼台站区间，盾构从世纪坛始发并向北掘进不到200m的检查井中发现：整个刀盘上的刀具磨损非常严重，必须重新购买，全部更换。在北京地铁9号线02标段丰—科区间、地铁10号线二期11标西—六区间和17标段火—终区间盾构掘进几百米后发现整个刀盘上的刀具磨损非常严重，必须更换。

因此，研究如何减小盾构刀盘的磨损对延长盾构机掘进距离，提高盾构机的工作效率具有重要意义。而选用合适的土体改良剂可以对刀具起到一定的润滑和冷却作用，并且改善土体的流塑性，使之切削成流动型，减少对刀盘面板和刀具的磨损，延长刀具的使用寿命。

②刀盘及压力仓的结饼和闭塞

压力仓结饼是由于开挖土缺乏流动性，在盾构机推进压力的作用和较高的温度环境下，在压力仓内发生压密、固结排水，形成坚硬“泥饼”的现象。通常在可塑、硬塑状的粘土类地层、粘土质砂土地层、泥岩、泥质粉砂岩、母岩为花岗岩的残积土层、全风化岩层和强风化岩层等黏土矿物含量超过25%的地层中极易形成泥饼，并且随着矿物含量的增加，相同施工设备和工艺的条件下，泥饼形成的可能性将增加。压力舱内发生结饼后如果没有其它补救措施，则这种泥饼将不断扩散进而使整个压力舱发生堵塞，导致刀盘转矩过大，开挖困难或无法进行，

引发刀盘主轴承温度过高，甚至出现主轴承损坏的严重后果。

压力舱闭塞是由于开挖土体在压力舱成拱，使盾构机不能正常出土，进而土体压实充满压力仓，而缺乏流塑性的土体又使搅拌翼的阻力上升，加大刀盘扭矩，引起施工困难。压力舱内土体成拱后，若盾构施工继续推进，土体会进一步压缩，导致拱作用更加剧烈。

北京地铁9号线04标丰—六盾构区间和10号线二期11标西—六盾构区间采用土压平衡式盾构掘进时，由于压力舱内的结饼和闭塞等导致舱内的压力失控，造成地面隆起和扭矩上升，甚至无法掘进，必须停机开仓，采用人工丰镐破除，严重影响了施工进度。丰—六盾构区间由于结饼不得不停机开舱处理。然而由此引发了地面塌陷等问题，对周围环境产生了重大影响。

③土压平衡很难建立

由于有些地层的塑流性较差，设定的工作压力不能顺利地传递到开挖面，不易实现连续的动态平衡，使开挖面稳定难以保持，导致地表隆沉幅度增大。

④螺旋排土器出口处的喷涌

土压平衡式盾构机在砂砾层等强透水层地基施工时，开挖面过高的水压力会导致盾构机螺旋输送机出口发生地下水大量流失，严重时会发生涌水、涌砂和掌子面失稳问题，影响掘进效率。

⑤电流消耗过大和发生卡机事件

由于刀具、刀盘与土体间的摩擦因数大，因此，扭矩及推力也相应的增大，造成电流消耗过大，油压增大，甚至发现机械故障的现象。若开挖面不能保持平衡，开挖面前上方发生坍塌，或遇到卵石块较多的情况，就会发生卡机事件，使盾构机刀盘不能转动。

因此，为扩大土压平衡盾构机对地层的适应范围，必须采用土体改良技术来对开挖后的渣土进行改良，使其具有上述特性。根据地层情况，向开挖土舱内注入泡沫、粘土或添加剂，进行强制搅拌，使渣土具有可塑性和不透水性，螺旋机排土顺畅，土舱内的压力容易控制和稳定，并减少刀盘功率消耗。土体改良技术作为土压平衡盾构法施工的一个重要组成部分，对盾构法隧道的发展有着深远影响，纵观目前国内各盾构的使用工况，不难发现，土体改良技术的应用情况，对降低工程造价和提高工程施工进度都有着决定性作用。

1.2 渣土改良的作用及目的

1.2.1 渣土改良的作用

在盾构施工中尤其是在复杂地层及特殊地层盾构施工中进行，渣土改良是保证盾构施工安全顺利快速的一项不可缺少的重要技术手段，其主要作用如下：1）提高土舱内渣土的抗渗透能力，避免开挖面因排水固结而造成较大的地表沉降或坍塌事故，也可防止或减轻螺旋输送机排土时的喷涌现象；

2）降低土舱内渣土以及开挖面土体的内摩擦角，减少渣土对刀盘刀具的磨损，降低刀盘扭矩，提高盾构机掘进效率；

3）降低土舱内渣土以及开挖面土体的黏聚力，提高土舱内渣土的可塑性，防止渣土粘附在刀盘上结成泥饼；

4）提高土舱内渣土的和易性，使切削下来的渣土顺利快速进入土舱并利于螺旋输送机顺利排土；

5）使渣土具有较好的土压平衡效果，使盾构机前方土压计反映的土压数值更加准确，利于稳定开挖面控制地表沉降；

6）冷却，适当降低刀盘刀具的工作温度。

1.2.2 渣土改良要达到的状态

为保证土舱内渣土能顺利排出，渣土需具有塑性流动状态，也即流塑性。

1）从土力学角度分析，土舱内渣土的流塑性，包括以下三个方面：

①土体不易固结排水。

当推力通过隔板传递到土舱内时，如果土舱内土体迅速排水固结，就会在土舱内形成固结土饼，土水分离会影响土舱内土体的循环和排土，因此土体要保持不易固结排水的状态。

②土体处于塑性流动状态。

土舱内的土体应具有高含水率、强度较低而易于翼板搅拌的特性。这一特性可保证土体受到挤压时向螺旋输送机内发生塑性流动而顺利完成排土，形成所谓的“挤牙膏”效应。

③土体具有不透水性。

只有压力仓的土体具有足够的不透水性，才能保证维持开挖面上的水压力，

同时也能防止排土口发生“喷涌”现象。

2）压力仓内土体的塑性流动状态由以下指标进行衡量：坍落度T、抗剪强度τ、渗透系数k和压缩系数a v。

①坍落度T

土舱内土体的流动性直接决定了螺旋输送机的排土状态。如果土体的流动性较好，螺旋输送机的排土量就容易控制，从而可以较好的控制开挖面的稳定。一般对于土舱内土体的流动性可以用坍落度来衡量，现场施工经验表明：土体的坍落度在16~20cm范围时，可认为其满足塑性流动状态的要求。

②渗透系数k

在渗透性方面，开挖土体的渗透系数越小，则对盾构施工中“喷涌”防治效果越好，一般认为要想避免盾构中“喷涌”问题的发生，开挖土体的渗透系数要小于1.0×l0-5cm/s，工程上渗透系数达到1.0×l0-5cm/s是一个上限。

③抗剪强度τ

土体的抗剪强度对盾构开挖及磨耗有着直接的影响。黏聚力、内摩擦角是土体的强度参数，在避免盾构施工过程中出现结泥饼问题时，开挖土体的黏聚力是主要影响参数，土体黏聚力越大，越容易结泥饼；在避免盾构施工过程中出现的闭塞问题、刀盘刀具的磨损问题时，开挖土体的内摩擦角是主要影响参数，土体内摩擦角越小，则对闭塞的防治效果越好。根据国内外的施工经验，开挖土体的抗剪强度小于25kPa时，强度性质已经达到了塑性流动状态的要求。

④压缩系数a v

土舱内土体压缩系数也是预防盾构机结泥饼的关键参数，土舱内渣土的压缩系数越大，则盾构施工时越不易结泥饼的发生。

所以一般，土体坍落度T在12~20cm之间、渗透系数k小于1.0×l0-5cm/s、抗剪强度τ小于25kPa、开挖土体的压缩系数a v大于0.1MPa-1（压力范围取值100kPa~200kPa）时，即可满足盾构施工的需要。

1.3 常用的土体改良剂

良好的渣土能有效降低刀盘磨损、增加开挖面稳定并使排土顺畅、降低扭矩及推力。在盾构施工中，常用的渣土改良材料有：界面活性材料类、矿物类、高分子聚合物类和水。

1.3.1界面活性材料类

界面活性类材料主要是注入用特殊发泡剂和压缩空气制作的气泡。由于经泡沫调节后的土壤具有良好的流动性和塑性以及防水渗透性，所以泡沫剂的使用扩大了土压平衡盾构机适宜开挖的土壤范围。目前，土压平衡盾构机大都配备了泡沫系统，泡沫也成为渣土改良必不可少的添加剂。

1）泡沫的作用原理

泡沫是发泡液（表面活性剂）和压缩空气经过发泡装置产生的，作为主要成分的发泡剂是由聚合而成的长链分子构成的，含有憎水基和亲水基，当表面活性剂加入液体中，其吸附在固体—液体、液体—气体及液体—液体分界面上，如图所示1-1。

图1-1 发泡剂长链分子

当水的表面覆盖一层表面活性剂时，其憎水基与空气接触，从而减小了水的表面张力，表面张力的减小增加了润滑作用；由于结合水的流动使得原先被结合水束缚的土颗粒可以自由流动；表面活性剂吸附在土体内的微小裂缝的表面，增加裂缝的深度，减弱微小裂缝愈合的能力，增强扩散能力，并使得土颗粒带有相同的电荷而相互排斥而分开，防止土粒粘附，粘土进入泡沫后快速絮结成小片状，并失去自粘能力，并在絮结物表面电荷的斥力下无法进一步抱结成团块。

图1-2 加入泡沫的土体示意图

2）泡沫的作用

化学泡沫的重要作用包括:

①黏性土地基中，泡沫起着界面活性剂分散的作用，可有效防止开挖土附着于刀盘上和土压室内壁，防止出现泥饼现象，使掘进工作顺利地进行；

②砂性土和砂砾土地基中，泡沫的支承作用使开挖土的流动性提高，土压室内泥土不会产生拥堵，刀盘及螺旋输送机的驱动扭矩减小，刀具磨损减小，从而有利于盾构机掘进；

③在硬岩隧道施工中降低粉尘的发生量，发挥良好的润滑作用，使开挖土塑形流动，并提供其止水性；

④泡沫混合土具有一定的弹性，其可压缩性使开挖面的土压力波动减小，在不影响开挖面稳定的同时保证顺利掘进；

⑤加入泡沫的混合土体的密实度有较大的变化，泡沫置换了渣土中的一部分土颗粒和水分，使得混合土体密度减小，提高了土的止水性，能较容易地开挖地下水位较高的砂砾土地基，而且可以有效地防止螺旋输送机泥水喷涌，同时一定程度上减小了颗粒之间的接触，起到一定的润滑作用，降低了接触面的粗糙度，使摩擦系数降低，减少土壤在刀盘、螺旋输送机、运输带的磨损，使土体易于分离、运输，同时降低磨损成本。

3）泡沫工法的优点

泡沫新工法的诸多优点自然而然地代替了以往向掘削面和土舱内加注泥材的工法。泡沫已成为土压平衡盾构机渣土改良必不可少的添加剂。泡沫工法迅速取代以往的加泥材方法，自然有它的很多优点，具体如下：

①泡沫剂是一种无色无毒无味的工业制剂，避免了隧洞内外的污染，有助于保持良好的工作环境；

②泡沫注入设备和制作设备比加泥设备规模小，设备布置、安装更便利；

③排出土中的泡沫在短时间内会逐渐消除，另外由于泡沫中的特殊发泡材料是少量的，因此排出的渣土很快就可以恢复到注入泡沫前的状态，渣土处理问题容易解决；

④当盾构施工通过透水性较强的砂土、含有少量粘土、粉砂细屑的砾石层或透水性较强的风化花岗岩地层时，使用泡沫剂进行渣土改良的效果明显优于应用膨润土泥浆。

4）泡沫工法的缺点

①泡沫并非每一种土质都是适用的，它适用于细颗粒土层中，一般而言，在渗透系数超过10-5m/s的较粗颗粒土层中不适用，粗颗粒土层孔隙较大，气泡不易充分填充，无法达到减小其渗透系数的作用，泡沫剂在富水的地层中并不能很好地抑制水分，难以有效填充颗粒间的孔隙，渣土改良效果一般；

②泡沫的发泡效果非常重要，需要经常检查，保证泡沫剂充分发泡；

③但是泡沫剂发泡需要很大的气体压力，如果向土舱内注入，则会引起土压力突然增大、螺旋机喷涌等现象，对盾构推进操作造成一定的影响。

5）泡沫的参数

泡沫剂是一种无色无毒无味的粘稠状工业制剂，泡沫的组成比例一般如下：泡沫溶液的组成：5%~7%泡沫剂，水93%~95%；

泡沫组成：90%~95%压缩空气和5~10%泡沫溶液混合而成。

①发泡率

发泡率，又称“泡沫倍数”，指一定质量发泡剂溶液所产生的泡沫体积与原液体体积之比，是衡量泡沫剂质量的一项重要指标，在同样情况下，发泡率越高，等量泡沫剂产生的泡沫越多，说明其具有高效性。

②稳定性

泡沫材料作用的土体处于运动状态，泡沫改良土体的作用仅要求从开挖面到螺旋输送机出口这段运动过程中，所以泡沫的稳定性如何将直接关系到改良效果的持续时间。发泡率与生成泡沫的稳定性二者是相互影响的，较高的发泡率是牺

牲泡沫稳定性为代价的。

③注入率

泡沫剂量的注入率Y=注入泡沫总量/开挖渣土的容积，根据地质的不同有所不同，根据实验结果和至今的实绩综合考虑，注入率Y 的估算公式为：

()()()0.80.80.8(%)60480 3.390 2.72a Y D E F ??=?-?+-?+-??? 其中，Y ——泡沫注入率，当计算值小于20%时，取为20%；

D ——0.075mm 粒径的通过百分率，当0.8460D ?>时，取0.8460D ?=；

E ——0.42mm 粒径的通过百分率，当0.83.380E ?>时，取0.83.380E ?=；

F ——2mm 粒径的通过百分率，当0.82.790F ?>时，取0.82.790F ?=； a ——由均粒系数决定的系数，当4 1.6c V a <=时，；

当415 1.2c V a ≤≤=时，；当15 1.0c V a >=时，。

在一般情况下泡沫的注入率的最小值为20%，当渣土较黏时，为防止产生泥饼或堵仓，泡沫的注入率最小不小于30%。在实际施工过程中，泡沫的注入率要根据掘进期间对渣土的观察来做相应的调整。

④发泡剂浓度

发泡剂浓度X=泡沫系统中所需发泡剂的流量/泡沫系统中水泵的流量

根据泡沫剂生产商的不同，泡沫剂成分有所不同，一般泡沫剂浓度根据开挖土体的颗粒级配、不均匀系数、掘进速度、掘进的推力和扭矩的具体情况进行调整。一般渣土流动性不好适当增加泡沫剂浓度，渣土如果稀要适当提高发泡率, 发泡率越高渣土会越干一些。泡沫的浓度和发泡率要视渣土和刀盘扭矩的实际情况而定：当渣土中的卵石含量较多或者刀盘扭矩一直很大时，泡沫浓度可以适当调大，当渣土的含砂量较多或者刀盘扭矩不高时，浓度可以适当的调小，发泡率不变。

1.3.2 矿物类

矿物类添加剂（也称泥材），主要包括膨润土、黏土、陶土等天然矿物。盾构施工中的经验值是开挖土中的微细颗粒必须达到35%左右。若开挖土体中的微细颗粒不足时，使用黏土、蒙脱土等作为添加材料制成泥浆进行补给，使土体的

内摩擦角变小，提高土体的流动性和止水性。矿物类添加剂主要是泥浆的形式，其浓度和注入量根据开挖土的级配、不均匀系数等确定。可是，这种改良剂需要使用制泥设备和贮泥槽等大规模的设备；另外，渣土由于呈泥状而必须将其作为工业废弃物进行处理，使用时要考虑环境保护问题。

对其代表材料膨润土介绍如下：

1）膨润土改良机理

膨润土主要是由蒙脱石类矿物组成的非金属黏土类矿物，蒙脱石含量占到30%~80%，蒙脱石是含水的层状铝硅酸盐，其晶体结构由2个硅氧四面体晶片中夹一个铝（镁）氧八面体晶片组成，属2：1型层状硅酸盐矿物，晶层中存在极弱的钠离子键，钠离子本身半径小，离子价低，水很容易进入单位晶层间，引起晶格膨胀，吸水后形成一道不透水的防渗层；钠离子连接各层薄片，同时挤占与之接触的土颗粒之间的孔隙，在“阻塞”和“架桥"效应的作用下，积聚于土壤与泥水的接触表面，形成不透水的可塑性胶体，从而形成泥膜，膨润土单位结构层间能吸附大量的水，层间距离大，膨胀率高。如图1-3所示。

图1-3 膨润土形成泥膜示意图

土压平衡盾构施工对加入的膨润土泥浆的一个基本要求就是它能够形成“滤饼”，“滤饼”可以形成于土粒内部或土粒之间，由胶结或固结的膨润土组成。这个“滤饼”可以演变为一个低渗透性的薄膜，从而可以将过量的地下水压力转化为土颗粒和土颗粒之间的有效应力，这对稳定地层防止推进中的地面塌陷至关重要。

2）膨润土的作用

膨润土具有吸湿膨胀性、低渗性、高吸附性及良好的自封闭性能。

①膨润土可在工作面上形成低渗透性的泥膜，有利于给工作面传递密封土舱压力，以平衡水土压力；

②膨润土可改变密封土压仓内渣土和易性，提高砂性土塑性，以便出土减少喷涌；

③使泡沫、聚合物等在开挖面不扩散，改善刀盘、刀具、螺旋输送机的工作环境，减少磨损等作用。

3）膨润土的优点

在泡沫不适用的土质中，例如中粗砂中，中粗砂土的孔隙较大，气泡不易充分填充，无法达到减小其渗透系数的作用。膨润土在遇水膨胀后其体积可以达到原来体积的数10倍，可以充填于土的空隙中改变土的渗透性，且价格低廉。

4）膨润土的缺点

①膨润土需要经过12h以上的拌浆、运输及预膨胀的阶段，因此，在施工平面布置时，要布置制泥设备和贮泥槽等大规模的设备，这种方法的施工过程比较麻烦，在用量大时会影响施工速度；

②渣土由于呈泥状而必须将其作为工业废弃物进行处理，使用时要考虑环境保护问题；

③膨润土易堵塞输送管路。

5）适用地层

膨润土通常用在破碎且渗透性大的地层。

1.3.3 高分子类聚合物

高分子聚合物是长链分子有机化合物，可单独使用也可与膨润土及泡沫混合使用。高分子聚合物对渣土改良可以起到立竿见影的效果，但是价格很昂贵，一般仅作为辅助措施配合其它材料进行渣土改良。

1）高吸水性树脂类

由于高吸水性树脂吸水而不溶于水，可以吸收自身质量几百倍的地下水成为胶凝状态，如图1-4所示。所以对防止高水压地基的喷涌有很好的效果。树脂填充砂土的颗粒空隙，提高土体的流动性。在盐分浓度高的海水区域或含有大量铁、铜等金属离子的地基，强酸、强碱性地基和化学加固区间等地基，由于会发生一

定的化学反应，其吸水能力会大大降低。

图1-4 高吸水性树脂类工作原理

2）水溶性高分子类

它与树脂一样是高分子化合物构成的材料，此类添加剂可以连接混合土中的微小颗粒，在土粒之间形成絮状凝聚物，使其发生粘结，可以减小内摩擦角，提高流动性，具有可以使开挖土体的黏性增大的效果，泵送性好。在过去的盾构施工中很多情况下都使用CMC，但其渣土有时会成为泥糊状而需要作为工业废弃物来处理。

图1-5 水溶性高分子类作用机理示意图

例如，TAC高分子聚合物可对砂层进行改良。该材料具有出色的亲水性，能迅速吸收砂层中的水分，使砂层流动性降低，转变为流塑状，可以达到减小土壤粘性的目的，土的和易性增强，流动性加大。高分子材料附着于黏粒表面，增粘效果显著，在掌子面形成一层非常粘稠的泥膜，维持掌子面上土压平衡。另外，高分子聚合物能增加水的稠度、吸收渣土中的水并改善渣土的结构，对于防止喷涌有一定效果。

聚丙烯酸钠（PAAS），在广州富水高粘性泥层中，为防止刀盘泥饼形成和改善土舱内渣土的和易性，使出渣更顺畅，采用了聚丙烯酸钠添加剂，该添加剂还

盾构分体始发掘进专项施工方案

第一章编制依据 1、广州市轨道交通六号线盾构7标段【天平架～燕塘～天河客运站】盾构区间土建施工项目招标文件、招标图纸、地质勘查报告、补遗书及投标文件。 2、广州市轨道交通六号线盾构7标段【天平架～燕塘～天河客运站】盾构区间土建工程承包合同。 3、广州市轨道交通六号线盾构7标段补充地质勘测资料、管线调查及现场调查资料。 4、广州市轨道交通六号线盾构7标段施工设计图纸。 5、国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准，以及广州地区在安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定。 6、我公司在广州地铁建设中的成功的施工经验和研究成果及现有的施工管理水平、技术水平、科研水平、机械设备能力。 第二章工程概况 一、始发端头工程地质、水文概况 ㈠工程地质 根据《广州市轨道交通线网岩土工程勘察总体技术要求》的地铁沿线岩土分层系统和沿线岩土层的成因类型和性质、风化状态等，本基坑内各岩土分层及其特征如下： <1>人工填土层（Q4ml） 主要为杂填土和素填土，颜色较杂，主要为褐黄色、灰色、灰褐色、褐红色等，素填土组成物主要为人工堆填的粉质粘土、中粗砂、碎石等，杂填土则含有砖块、砼块等建筑垃圾或生活垃圾，大部分稍压实～欠压实，稍湿～湿。本层标贯击数6～18击，平均击数11击。 <4-2>河湖相沉积土层（Q3+4al） 呈深灰色、灰黑色，主要为淤泥及淤泥质土组成，组成物主要为粘粒，含有机质、朽木，饱和，流塑状，局部夹薄层细砂。标贯实测击数1～2击，平均击数为1.5击。 <5H-2>硬塑～坚硬状花岗岩残积土层 黄褐色、红褐色、灰白色、灰褐色、黑褐色等色，组织结构已全部破坏，矿物成分除石英外大部分已风化成土状，较多细片状黑云母，以粉粘粒为主，含较多中粗砂、砾石。残积土遇水易软化崩解。主要为砾质粘性土、砂质粘性土、粘性土，呈硬塑～坚硬状。

盾构渣土综合利用

合肥市轨道交通工程 渣土资源化利用研究与示范项目调研报告 二○一三年四月

目录 1来源及规模 (1) 2主要的危害 (2) 3处理现状 (2) 3.1国外 (2) 3.2国内 (3) 4综合利用 (4) 4.1空心砖 (4) 4.2路基填料 (4) 4.3注浆材料 (5) 4.4用于夯扩桩 (5) 4.5再生骨料 (6) 4.6其它 (6) 5渣土砖市场优势 (6) 6前期工作 (7) 6.1技术调研 (7) 6.2签订框架协议........................................................................................ 错误！未定义书签。 6.3各级科研立项........................................................................................ 错误！未定义书签。7亟需解决的问题.. (9) 8社会效益和经济效益 (10) 8.1节约土地 (10) 8.2解决就业 (11) 8.3节能环保 (11)

1来源及规模 建筑垃圾可分为土地开挖垃圾,道路开挖垃圾、旧建筑物拆除垃圾、建筑工地垃圾 和建材生产垃圾五类,主要由渣土、砂石块、废沥青混凝土块、废水泥混凝土块、砖瓦、碎砖瓦块、废砂浆、废金属、废塑料、废竹木、废玻璃、废瓷片等组成。其中,土地开 挖垃圾,道路开挖垃圾和旧建筑物拆除垃圾的量最大。 目前，我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%一40%。近年来随着我国城 市建设的飞速发展和城市居民住宅面积的提高，我国建筑渣土的产生量也随大幅度增加。我国建筑渣土量平均以每年10%的速度增长。 我国目前处于建设的高峰期,建筑垃圾的产量持续增加。2010年,我国的建筑垃圾的年产生量(含渣土)达15.5亿吨左右,且呈逐年上升的趋势。其中,近三年全国平均拆迁 建筑面积约6亿平米,约产生建筑垃圾7.8亿吨;按国家住房与城乡建设部规划,到2020年我国尚需要建设300亿平米住宅,平均每年建设面积为20亿平米,约产生建筑垃圾10亿吨(含渣土),合计17.8亿吨,两组数据基本吻合。 在所有的建筑垃圾中，渣土约占10亿吨左右，这是一个惊人的数字，随着城镇化 进程的不断推进，越来越多的城市已经或将开始地铁建设，产生的渣土量今后将不断地提高。 表1为我国目前主要城市已建地铁和规划要建地铁的概况。 表1全国地铁概况 城市北京上海天津广州深圳南京杭州哈尔滨沈阳成都武汉合计 规划里程561 877 160 600 585 617 270 130 210 275 601 4886 城市重庆宁波无锡长沙郑州福州合肥大连南昌青岛西安合计 已有里程94 0 0 22 0 0 0 0 0 0 20 136 规划里程513 248 158 45 202 180 322 68 168 227 225 2356 由表中的统计结果可知，全国规划中还要建设的地铁里程超过5000km，隧道区间直径按6m计算，则每公里地铁开挖将出土约5.7万方，全国将出土2.8亿方土，如果全 部采用弃土场堆积，将占用大量的土地资源。

地铁盾构渣土改良研究报告

盾构渣土改良研究报告北京地铁8号线天桥站~永定门外站

目录 1 渣土改良研究现状 (1) 1.1 渣土改良的原因 (1) 1.2 渣土改良的作用及目的 (4) 1.2.1 渣土改良的作用 (4) 1.2.2 渣土改良要达到的状态 (4) 1.3 常用的土体改良剂 (5) 1.3.1 界面活性材料类 (6) 1.3.2 矿物类 (9) 1.3.3 高分子类聚合物 (11) 1.3.4 分散剂 (13) 1.3.5 水 (13) 1.3.6 不同渣土改良剂比较 (13) 1.4 渣土改良剂添加部位 (14) 2渣土改良应用实例 (15) 2.1 无水砂卵石地层 (15) 2.1.1 北京地铁4号线20标 (15) 2.1.2 北京地铁10号线2期 (15) 2.1.3 北京地铁10号线（莲花桥—六里桥） (15) 2.1.4 北京地铁4号线（动物园站—双榆树站） (16) 2.1.5 北京地铁5号线试验段 (17) 2.1.6 北京地铁4号线角门北路站—北京南站 (17) 2.1.7 北京地铁9号线丰台东大街站—丰台北路站 (18) 2.1.8 北京地铁7号线达官营站—广安门内站区间 (18) 2.1.9 无水砂卵石地层渣土改良应用小结 (18) 2.2 富水砂卵石地层 (19) 2.2.1 北京地铁九号线六标 (19) 2.2.2 成都地铁一号线 (19) 2.2.3 长沙地铁2号线（体育公园—长沙大道） (20) 2.2.4 富水砂卵石地层渣土改良应用小结 (21) 2.3 粉质黏土、粉土层 (21) 2.4 全断面砂层 (21) 2.4.1 西安地铁一号线二标 (21) 2.4.2 哈尔滨地铁一号线（程哈东站—南直路站） (22) 2.4.3 广州地铁3号线（珠江新城站—客村站） (22) 3 不同地层渣土改良剂选用 (24) 3.1 软土地层 (24) 3.2 砂卵石地层 (24) 3.3 砂性土地层 (25) 3.4 硬岩地层 (26) 3.5 富水地层 (26) 3.6 总结 (26) 4 北京地铁八号线三期05标渣土改良 (28)

盾构施工渣土改良专项方案

编制依据 （1）隧道施工图 （2）铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008） （3）公司《质量管理体系-要求》（GB/T19001-2000） 一、工程概况 本工程盾构区间总长度3566.5m ，附属工程包括7个联络通道、2 个防淹门、12 个洞门。盾构区间采用德国进口的两台直径8.84 米的海瑞克土压平衡盾构机进行施工。 二、工程地质条件和水文地质条件 2.1地形地貌 本线地处广东省中部，沿线经过珠江三角洲海陆交互沉积平原区，地形平坦，地面高程多为0～10m，仅佛山西站附近有零星剥蚀残丘分布，高程10～20m。区内道路纵横，水网发达，河流纵多，主要河流有汾江、东平水道、吉利涌、潭洲水道、陈村水道等，均为通航河道。 2.2工程地质条件 （1）洞身地层本标段区间盾构隧道范围地层岩性按成因和时代分类主要有：第四系人工填土层＜1-1＞；第四系全新统海陆交互沉积层＜2-1＞、＜2-2＞、＜3-1＞、＜3-2＞、＜3-3＞、＜3-4＞、＜4-1＞；第四系全新统残积层＜5＞；白垩系下统基岩＜7-1＞、＜7-2＞、＜7-3＞。在里程DK31+439~DK32+260洞身范围地层主要为上软下硬，上部为砂层或全风化或强风化砂质泥岩、砂岩W4、W3（821m）；里程DK32+260~DK34+50洞0 身范围地层主要为弱风化砂质泥岩、砂岩W2（2240m）；里程 DK34+500~DK35+005.5洞身范围地层主要为上软下硬，上部为强风化砂质泥岩、砂岩W3，下部为弱风化砂质泥岩、砂岩W2（500.5m）。 （2）洞身地层分布统计根据目前提供的地质断面图，隧道洞身地层统计如下表所示： 表隧道地层统计

【隧道方案】盾构渣土池施工方案

目录 第一章 编制说明 ..................................................................................................... 1
1.1 编制依据 ............................................................................................................. 1 1.1.1 相关文件.......................................................................................................... 1 1.2 主要规程规范 ..................................................................................................... 1 1.3 编制原则 ............................................................................................................. 1 第二章 工程概况 ..................................................................................................... 3 2.1 工程简介..............................................................................错误!未定义书签。 2.2 ##站工程概况.......................................................................错误!未定义书签。 第三章 总体施工部署 .............................................................................................. 4 3.1 施工部署 ............................................................................................................. 4 3.1.1 人员配置.......................................................................................................... 4 3.2 施工准备 ............................................................................................................. 4 3.2.1 施工用水用电.................................................................................................. 4 3.2.2 资源配置.......................................................................................................... 4 第四章 渣土池施工.................................................................................................. 6 4.1 渣土池设计概况 ................................................................................................. 6 4.2 施工工艺 ............................................................................................................. 6 4.2.1 测量放线.......................................................................................................... 6 4.2.2 钢筋工程.......................................................................................................... 6 4.2.3 预埋件施工...................................................................................................... 8 4.2.4 操作平台搭设.................................................................................................. 9 4.2.5 模板工程........................................................................................................ 10 4.2.6 混凝土工程.................................................................................................... 12 4.2.7 混凝土养护.................................................................................................... 13 第五章 质量保证措施 ............................................................................................ 14 5.1 模板质量控制................................................................................................... 14 5.2 钢筋质量控制................................................................................................... 14 5.3 混凝土质量控制............................................................................................... 14 第六章 安全文明施工措施 .................................................................................... 16

渣土池施工方案

目录 1渣土池概况 (2) 2渣土池施工 (2) 2.1渣土池施工技术控制 (2) 2.2施工工艺流程 (4) 2.3施工允许偏差和检查方法 (5) 2.4钢筋施工质量保证措施 (5) 2.5模板施工质量保证措施 (6) 2.6混凝土施工质量保证措施 (6) 3安全文明施工 (7)

九龙山站～大望路站 盾构工作井渣土池施工方案 1渣土池概况 九大区间盾构渣土池位于盾构始发井北侧，外皮尺寸为18m×18m，占地面积324m2，有效面积约208m2，地面以下深1m，地面以上高4米，能容纳渣土约900m3。东西两侧距45t龙门吊轨道1m，南侧紧靠盾构井围护结构。渣土池南侧设7.5m×4m宽出土平台，用于挖机行走，渣土池平面位置见图1。渣土池为钢筋混凝土挡土墙+0.4*1.5m梯形柱；渣土池混凝土结构上为工字钢立柱+钢板围挡，高2米。 2渣土池施工 2.1渣土池施工技术控制 渣土池开挖范围内有自来水闸井2个、排气井1个，热力小室井盖6个，地面以下1.8m左右有自来水管，东侧地面以下0.5米有热力小室，并存在通信光缆。开挖采用人工挖探和PC220挖机开挖，开挖过程中要注意保护地下管线，避免挖断水管和电缆。开挖到基坑底部后将所有井盖砌筑到渣土池底板标高。开挖到设计深度后回填夯实并浇注10cm砼垫层。 渣土池挡土墙为钢筋混凝土结构，采用混凝土等级为C30.，挡土墙厚40cm，底板厚35cm。侧墙设梯形柱，间距3.5m~4.5m，宽400cm下部长150cm，上部长100cm，横筋锚入挡土墙内。挖机平台加强同侧墙，地面用C30混凝土硬化30cm布置一层Φ16＠200*200mm钢筋网，钢筋网锚入挡墙。

地铁盾构施工总结

盾构工作总结 2015年在各位领导和部门的帮助，盾构工区顺利的完成了领导交办的各项工作任务。现对一年来的工作进行总结与归纳，并对新一年的工作作出展望，如有不妥之处恳请领导批评指正。 一、2015年盾构工区工作总结 在公司的大力支持下，2015年公司首次购置两台土压平衡盾构机，规格型号为CTE6250，投入到合肥地铁项目中。 盾构工区在项目部各部门的鼎力支持下，4月1日两台盾构机经过15天时间组装、调试完成。6月24日“铁兵一号”118#盾构机顺利始发；7月16日“铁兵二号”119#盾构机顺利始发，9月24日顺利到达接收，10月18日119#盾构机二次顺利始发。 2016年1月25日“铁兵一号”118#盾构机顺利接收，2016年3月11日“铁兵一号”118#盾构机在广德站二次顺利始发，3月27日“铁兵二号”119#盾构机在和县路站顺利接收。截止到2016年4月19日118#盾构机掘进里程1005米，119#盾构机掘进里程1905米。 1 盾构施工管理 项目部内部设置盾构施工组织机构，成立了盾构工区。盾构施工管理人员、盾构机操作司机、土木工程师、盾构机维修保养、地面调度、测量作业等为项目部自主配置人员；盾构施工管片粘贴止水条、龙门吊司机、盾构管片运输与拼装、洞内文明施工等进行临时招工，项目部统一管理。 在这种管理组织模式下，优缺点并存。 1.1 管理模式缺点： 1）项目部前期需要投入大量的培训时间，同时需要投入施工的人员较多，增加管理成本和人员投入。 2）前期施工经验不足，需要大量的时间去摸索施工经验，存在较大的安全、质量风险。 1.2 管理模式优点：

1）管理体系健全，能够直接有效的对现场进行管理，能够最直接掌握盾构施工信息并及时处置。 2）对于公司盾构技术人员的培养和提高有极大的帮助，有助于形成专业系统的盾构施工经验，有利于提高公司在地铁施工市场的竞争力。 3）可以有效的控制施工耗材的使用量。 2 盾构机日常维保 盾构施工设备是关键，盾构施工的正常进行，离不开盾构机及相关配套设备的正常运行，要想维持设备的良好的运行状态，使设备能够及时满足盾构施工的需要，则少不了机电技术人员对机械设备的维修保养工作。 2.1维保方式 盾构工区成立维修保养班负责机械设备的日常管理工作，根据施工要求配置盾构机操作及维护保养人员，盾构机操作以自有员工和少量外聘人员结合的方式组成，盾构机维保全部为自有员工，掘进过程中由项目部领导带班负责，及时发现隐患及时进行处理。 盾构施工过程中盾构机维保以“养修并重，预防为主”为主要原则，设备在使用过程中既要注重平时的保养维护，又要及时维修处理，这样才能保证盾构施工的顺利进行。盾构机及相关配套设备的日常保养分为日检、周检、月检等，具体内容根据物资设备部的设备保养计划，由机电技术人员按时进行保养，施工负责人负责督促检查。机械设备出现故障时，操作人员会及时通知当班维保人员，同维保人员一起做好设备的维修工作；故障难以排除时，由机电工程师组织进行设备维修工作。盾构机完成广龙区间的施工后，对盾构机状况进行全面检测评估，并对处理困难大的故障，利用转场时间进行专项维保。转场期间主要对刀盘主轴承密封圈进行了检修，因在掘进过程中处理难度大，无法维修。 2.2优缺点 项目部机电技术人员多数为刚毕业的学生，工作经验少，形式较单一，相对地铁施工综合性较高，大部分年轻人达不到独挡一面的程度，仍需要大量经验的积累。对于盾构机来说，若得不到机电技术人员的合理养护，随着盾构机使用年

盾构施工场地布置方案(建筑类别)

目录 1工程概况 (1) 2施工场地现状 (1) 3盾构施工场地布置计划 (2) 3.1 场地整体硬化 (2) 3.2 新设工地大门布置 (2) 3.3 地面办公室和生活区布置 (3) 3.4 拌浆系统布置 (3) 3.5 机加工场地和仓库布置 (3) 3.6 集土坑布置 (3) 3.7 45T行车布置 (3) 3.8 管片堆场 (4) 3.9 充电间布置 (4) 3.10 推进所需材料堆放区布置 (4) 3.11 水电布置 (4) 4主要工程量统计 (4)

南京地铁四号线土建工程D4-T A11标 汇通路站～灵山站区间盾构施工场地布置方案 1 工程概况 南京地铁四号线土建工程D4-TA11标盾构区间（汇通路站—灵山站）左、右线起止里程为均为DK33+352.900—DK34+239.500，左线全长885.444m（含1.156m的短链），右线全长886.6m。 根据线路、给排水和防灾疏散要求，在左线DK33+801.156（右线DK33+800.000）处设联络通道兼泵站。 南京地铁四号线土建工程D4-TA11标汇通路站～灵山站区间位于栖霞区仙林汇通路至江宁 区麒麟灵山根村，线路出汇通路站后沿规划麒麟路东行到达灵山站。 根据工程特点，区间隧道采用2台复合式土压平衡盾构机进行掘进施工，盾构切削直径6340mm，管片外径6200mm，管片厚度350mm，管片长度1200mm，每环管片由六块管片组成，采取错缝拼装的形式进行拼装。 区间线路走向基本呈东西走向，区间左、右线各包含半径为1500m的一段曲线，左右线间距为13.5～16m。 根据施工进度，本标段区间隧道施工筹划如下： 图1.1-1 区间隧道施工筹划示意图 2施工场地现状 根据施工筹划，将汇通路站作为盾构始发站，先施工车站东端始发井，车站结构长度满足盾构始发要求（底板浇筑115m）时即可进行盾构始发。 目前车站结构正在施工中，计划2013年11月29日完成东端头始发井施工，目前端头井东侧为未硬化场地，须提前进行盾构下井前的相关井下准备工作。 3盾构施工场地布置计划

渣土改良工法

盾构施工中的的渣土改良工法 一、前言 碴土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速的一项不可缺少的重要技术手段，其主要作用是使碴土具有较好的土压平衡效果，利于稳定开挖面，控制地表沉降；使碴土具有较好的止水性，以控制地下水流失；使切削下来的碴土具有良好的塑性流动性，能够顺利快速进入土仓，并利于螺旋输送机顺利排土；有效防止土碴粘结刀盘而产生泥饼；可防止或减轻螺旋输送机排土时的喷涌现象；可有效降低刀盘扭矩，降低对刀具和螺旋输送机的磨损。 二、工法特点 1、可根据不同的地质情况以及不同的目的采取不同的技术措施来改善渣土的性质，以确保盾构安全快捷的掘进施工。 2、以信息化施工为手段，通过对通过地层的地质情况的及时、超前的预报来指导施工。 3、能有效地降低对刀具和螺旋输送机的磨损，具有良好的经济效益。 三、适用范围 土压平衡盾构机，在采取土压平衡模式掘进的隧道。 四、施工工艺及流程 1、总体流程

2、超前地质预报 a. 利用TSP202超前地质预报系统进行超前探测 TSP202超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧道掌子面前方及周围临近区域的地质情况，其能够较准确地探测地层构造界面，同时也能准确探测到前方地层中的桩基等，其的预报距离为地质雷达的4～12倍。 隧道地震波超前地质预报原理图 b. 在掌子面进行超前探测 在地层复杂的地段，在采用TSP202系统进行超前地质预报的基础上，利用盾构机上自带的小型钻机进行超前钻探，依据相同压力下钻进速度的不同来判断前方地层的变化情况及位置，以进一步核实TSP202系统的超前预报结果，确认施工前方围岩物理特性，为盾构机选择正确的掘进模式及是否需要进行渣土改良提供科学的依据。 3、渣土改良方式的选择 土压平衡盾构机的掘进模式（敞开式Open、半敞开式semi-open、土压平衡式EPB）根据围岩的情况进行选定，即控制土仓内的土压力。土仓内的土压力受掘进速度和螺旋输送机的出土速度控制，为了保持开挖面的稳定性，必须控制此两个速度在适当的数值，同时确保开挖渣土的流动性和止水性。

盾构施工——粘土中的渣土改良方案

粘土中的渣土改良方案 一、基本情况 近段时间源天盾构项目部在珠江新城旅游观光线的盾构施工过程中，出现掘进缓慢，刀盘结泥饼等现象，影响了施工进度。其中先后试用了ELCO，东莞明洁和巴斯夫的麦斯特等三种品牌发泡剂，效果均不是很明显，没有解决根本问题。经同相关人员沟通和现场了解情况，在盾构机始发阶段，有约十多环砂层，喷涌厉害，采用日本TAC高分子材料和ELCO发泡剂搭配改良渣土，解决了喷涌问题。随后进入8号粘土层，渣土粘度大，推进困难。在第19环（约10月12号）项目部撤下ELCO发泡剂，换上另一品牌泡沫剂，在16号晚我司接到项目部电话，告之结泥饼厉害，掘进不顺利。17号上午我方派人到现场了解情况，盾构机已经开仓清理过泥饼，当天已经掘进到23环，25日再到现场了解情况，已经掘进到40环，平均每天2环左右，其间一直在试用另两种发泡剂，但没有根本解决问题。二、原因分析 在此过程中项目部采取各种措施来解决问题，但由于地层条件恶劣等因素，目前未能根本解决此难题。经过多年的工程实践，我方认为如下因素会导致这种不利情况出现： 1.盾构通过地层条件差，广州这种典型的复合地层对盾构施工是个极大的考验。在这种粘土层中，经过改良剂和水的浸润，在刀盘的搅拌下，土体粘度增大，很容易粘附在刀盘上，同时由于相互之间的摩擦

产生瞬间高热，使土体结焦附着在刀盘上不易除掉。 2.泡沫剂等外加剂使用不当，在不同的盾构条件下，泡沫剂的使用参数应做相应调整，包括注入率，发泡倍率，稀释倍率，流量等。正确使用泡沫剂有利于防止结泥饼，降低扭矩，提高工作效率。 3.使用工艺不恰当，在恶劣地质条件下，刀盘转速，推进速度，螺旋剂排土速度，外加剂的配合使用都会影响施工质量。 三、产品介绍 针对项目部目前出现的问题和对其影响因素的分析，我们建议采取ELCO高分子材料和发泡剂配合使用来预防和解决盾构机在粘土层中的掘进问题。 ELCO STP 401A是一种长链分子的有机化合物,可以单独使用，也可与膨润土及泡沫配合使用。当高分子材料与渣土混合时，这种长链分子就会附着在渣土颗粒的表面形成高分子膜，当这些颗粒相互碰到一起时，聚合物分子就将颗粒粘结在一起形成网络结构，防止水分渗透，改良渣土的和易性。ELCO高分子材料的水溶液注入到砂层中，在地层中发生交联反应，形成凝胶体系，迅速锁住水分，以此降低高含水地层的渗透率，防止喷涌。ELCO高分子材料的稀溶液亦可使用在粘性土中，它能够在渣土的表面形成一层韧性的高分子膜，具有极好的润滑性能，防止土仓内结泥饼，使其粘土成塑性流动，减少刀具和皮带的磨损。在实际使用时，在沙砾层中建议按2～5‰的比例稀释，注入率为10～20％；在粘性土中建议按0.3～1‰的比例稀释，注入率为25～40％。当与其他外加剂配合使用时，请酌量增减。具

盾构渣土池施工方案

##轨道交通##线一期工程土建 0##段 ##站盾构渣土池施工方案
二 O 一七年八月

目录
第一章 编制说明 ...................................... 11 1.1 编制依据 ...................................... 11
1.1.1 相关文件 ....................................... 11 1.2 主要规程规范 .................................. 11 1.3 编制原则 ...................................... 22
第二章 工程概况 ...................................... 33 2.1 工程简介 ...... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 2.2 ##站工程概况 .. 错误!未定义书签。错误!未定义书签。
第三章 总体施工部署 .................................. 33 3.1 施工部署 ...................................... 33
3.1.1 人员配置 ....................................... 33 3.2 施工准备 ...................................... 33
3.2.1 施工用水用电 ................................... 33 3.2.2 资源配置 ....................................... 44 第四章 渣土池施工 .................................... 55
4.1 渣土池设计概况 ................................ 55 4.2 施工工艺 ...................................... 66 4.2.1 测量放线 ....................................... 66 4.2.2 钢筋工程 ....................................... 66 4.2.3 预埋件施工 ..................................... 99 4.2.4 操作平台搭设 ................................. 1010

渣土改良总结

渣土改良技术总结 摘要：在土压平衡式盾构施工过程中，开挖面土体的流动性十分重要，为了提高开挖面土体的流动性，通过对开挖出渣土进行改良，用以满足施工要求。本文依托南昌地铁长～蛟区间盾构施工，对砂卵石和全、强、中风化千枚岩地层渣土改良技术加以总结，对之后类似工程提供经验。 关键字：盾构施工开挖面渣土改良地层 1、工程概况 长江路站～蛟桥站区间分为两个工程地质区，蛟桥站（北一环站）～中间风井、中间风井～里程约SK3+410为工程地质I区；里程约SK3+410～长江路站为工程地质II区。 （1）蛟桥站（北一环站）～中间风井～里程约SK3+410区间 区间隧道通过的地层主要由⑥1全风化千枚岩、⑥2强风化千枚岩、⑥3-2中风化千枚岩等组成，地质条件复杂，施工难度大。 （2）里程约SK3+410～长江路站区间 区间隧道通过的地层主要由②4中砂、②5粗砂、②6砾砂、②7圆砾、⑤1-1强风化泥质砂岩、⑥1全风化千枚岩、⑥2强风化千枚岩等组成，地质条件复杂，施工难度大。

2、盾构机具有的渣土改良设备 为改善土体的流塑性和开挖面的稳定性，有效的开挖面稳定辅助支撑装置主要由三个部分组成：泡沫系统、膨润土装置、土仓压力控制系统。 （1）泡沫装置 泡沫装置主要由活性剂泵、水泵、空压机、泡沫发生器、管路及阀件等组成，安放在后方台车上。 泡沫装置首先按一定比例将活性剂和水分别由活性剂泵和水泵泵入泡沫发生器，然后在在泡沫发生器中进一步和压缩空气进行混合生成泡沫，其中一部分通过四条独立的管道将泡沫经过盾构机前部的中心回转接头输送到刀盘，其余部则经过各自的管道进入土仓和螺旋输送机对碴土进行改良。 泡沫的加入具有手动和自动多种控制方式，并可根据实际需要实现泡沫混合比例、加注数量和加注点的不同选择。 （2）膨润土装置 膨润土装置主要由注浆泵、储浆箱、管道、自动阀门等组成。安放在后方台车上。膨润土由膨润土泵泵出，经管道通到前面的密封土仓和螺旋输送机内，对碴土进行改良。膨润土的注入可实现手动控制和自动控制。 （3）土仓压力控制系统 土仓压力控制系统主要有土压传感器等元件组成。土压传感器安装在土仓里。土仓里面的土压力通过传感器反映到显示屏上，操作人员通过观察显示屏了解土仓里的压力变化，从而做出相应的调整。 3、渣土改良 3.1 渣土改良剂的选择 在盾构机掘进时，向开挖面、土仓等处加注改良添加剂，其具体功能如下：①对于富含水砂层，一方面止水，另一方面可以改善砂的和易性；②在砂性土和砂砾土地层中，可以起到支撑作用而且可以改善土的流动性；③在粘性土层，可以防止渣土附着刀盘和土仓室内壁，另一方面，由于改良剂中的微细气泡可以置换土颗粒中的孔隙水，因而可以达到止水效果。 表1 渣土改良剂的种类

盾构施工组织设计

盾构施工组织设计 一、工程概况 1、工程范围 本标段盾构隧道包括三个区间，分别为长隆隧道进口明挖段至长隆车站、长隆车站至番禺大道车站、番禺大道车站至长隆隧道出口明挖段区间。 长隆隧道进口明挖段至长隆车站盾构区间起止点里程为：左线DK0+225~DK4+840，长4615米；右线YDK0+165~YDK4+840，短链27.05米，长4647.95米。区间设置联络通道10座，里程分别为：1#联络通道DK0+490.1、2#联络通道DK0+874.1、3#联络通道DK1+365.3、4#联络通道DK1+954.9、5#联络通道DK2+254.9、6#联络通道DK2+637.3、7#联络通道 DK3+131.7、8#联络通道DK3+525.3、9#联络通道DK3+989.3、10#联络通道DK4+400.5。 长隆车站至番禺大道车站盾构区间起止点里程为：左线DK5+375~DK9+345，长3970米；右线YDK5+375~YDK9+345.617，长链12.93米，长3983.547米。区间设置联络通道8座，里程分别为：11#联络通道DK5+830.4、12#联络通道DK6+320、13#联络通道DK6+790.801、14#联络通道DK7+300.8、15#联络通道7+785.6、16#联络通道DK8+275.2、17#联络通道DK8+750.4、18#联络通道DK9+180.8。此区间还设置两个临时工作井，其中1#工作井设置在左线，起止点里程为DK8+457.96~DK8+465.96; 2#工作井设置在右线，起止点里程为 YDK8+485.31~YDK8+493.31. 番禺大道车站至长隆隧道出口明挖段盾构区间起止点里程为：左线DK9+615~DK10+370，长链24.21米，长779.21米；右线YDK9+614.23~YDK10+371.641，长链17.18米，长774.591米。区间设置联络通道1座，里程为：19#联络通道DK10+070.590。 2、主要工程量清单 本合同段盾构施工主要内容有： ?长隆隧道进口明挖段至长隆车站、长隆车站至番禺大道车站、番禺大道车站至长隆隧道出口明挖段区间盾构掘进。 ?联络通道施工 ?临时工程的施工、安装及拆除，施工用水用电等 ?工程及其影响范围内的建筑物、构筑物、管线的保护等。 3、工程地质、水文及气象等自然条件 ?地形地貌：本标段地处珠三角地区的中南部，为三角洲冲积平原和丘坡地貌，地形平坦开阔，地势相对较低。

盾构土利用修改

1、建筑渣土的主要的危害 1.1占用土地，降低土壤质量。随着城市建筑垃圾量的增加，土地被占用面积也逐渐加大，大多数垃圾以露天堆放为主，经长期日晒雨淋后，垃圾中有害物质通过垃圾渗滤进入土壤中，从而发生了一系列物理、化学、生物反应，或为植物根系吸收或被微生物合成吸收，造成土壤的污染。 1.2影响空气质量。建筑垃圾在堆放过程中，在温度、水分等作用下，有些有机物质发生分解，产生有害气体；一些腐败的垃圾发出了恶臭气味，同时垃圾中的细菌、粉尘飘散，影响环境质量；少量可燃建筑垃圾在焚烧过程中又会产生有毒的物质，造成了空气污染。 1.3对水域的影响。建筑垃圾在堆放和填埋过程中，因发酵和雨水的冲淋，以及用地表水和地下水的浸泡而产生的渗滤液或淋滤液，会造成周围地表水和地下水的严重污染。 1.4破坏市容、恶化城市环境卫生。城市建筑垃圾占用空间大、堆放无序，甚至侵占了城市的各个角落，恶化了城市环境卫生，与城市的美化与文明发展极不协调，影响了城市的形象。 1.5存在安全隐患。大多数城市对建筑垃圾堆放未制定有效合理的方案，从而产生不同程度的安全隐患，比如建筑垃圾的崩塌现象时有发生，甚至有的会导致地表排水和泄洪能力的降低。施工场地附近大量堆放的建筑垃圾，容易造成交通堵塞。 2、综合利用方式 城市盾构土及余泥通过压滤以后形成泥饼，能够压缩渣土的体积，降低运输成本，同时在运输过程中能够做到绿色环保，其综合利用方式如下： 2.1洗砂 地铁渣土中含砂量大，通过水洗设备以后能够得到洁净的优质砂石，用于工程建设替代天然砂石等自然资源，使渣土变废为宝，能够节省大量建设资金和土地资源，具有良好的经济、社会效益。

06渣土改良技术

砂卵石地层盾构渣土改良技术 粟路好 中铁五局城通分公司沈阳地铁二号线三标项目部 摘要：在土压平衡式盾构施工过程中，开挖面支撑的土砂具有十分重要的作用，通过对开挖出渣土进行改良，用以满足施工要求。本文依托沈阳地铁北～崇区间盾构施工，对砂卵石地层渣土改良技术加以总结，对之后类似工程提供经验。 关键词：砂卵石渣土改良盾构 1 概述 1.1 工程概况 沈阳地铁二号线第三合同段北～崇区间单线全长为703.8m，盾构通过地段主要为砂卵石地层，其中粘土（即粒径≤0.075mm）约占18.1%,砂（即粒径＜5mm,≥0.075mm）约占44.1%,砾卵石（即粒径≥5mm）约占37.8%,隧道结构底最大埋深22.7m；工～文区间单线全长为1302.7m，盾构通过地段主要为砂卵石地层，其中粘土（即粒径≤0.075mm）约占3.2%,砂（即粒径＜5mm,≥0.075mm）约占56.7%,砾卵石（即粒径≥5mm）约占30.1%,，隧道结构底最大埋深31.66m。 1.2 渣土改良在砂卵石地层施工中的重要性 目前我国所应用的盾构机类型主要为土压平衡式盾构，其特点是用开挖出的土砂作为支撑开挖面稳定的介质，因此要求作为支撑介质的土砂具有良好的塑性变形、软稠度、内摩擦角小及渗透率小。由于一般土壤不能完全满足这些特性，所以要进行改良，其技术要点是在刀盘前部和泥土仓中注入水、膨润土泥浆、粘土、聚合物或泡沫等混合添加材料，经强力搅拌，改善开挖的土砂塑性、流动性，降低渣土的透水性。渣土改良系统已成为盾构法施工的一个重要组成部分，对盾构法隧道施工的发展有着深远的影响。纵观目前国内各台盾构机的使用工况，不难发现土质改良技术应用的好坏，对降低工程造价、提高工程施工进度都有着决定性的作用。 1.3 渣土改良技术的国内外现状 盾构法施工的主要机械就是盾构机，有泥水盾构和土压平衡盾构,土压平衡式盾构机因其能较好地控制地面沉降，保护环境，适应在市区和建筑密集区施工等优点，在隧道施工中被广泛应用。土压平衡式

盾构渣土池施工方案

##轨道交通##线一期工程土建0##段##站盾构渣土池施工方案 二O一七年八月

目录 第一章编制说明 (1) 1.1 编制依据 (1) 1.1.1 相关文件 (1) 1.2 主要规程规范 (1) 1.3 编制原则 (1) 第二章工程概况 (2) 第三章总体施工部署 (3) 3.1 施工部署 (3) 3.1.1 人员配置 (3) 3.2 施工准备 (3) 3.2.1 施工用水用电 (3) 3.2.2 资源配置 (3) 第四章渣土池施工 (5) 4.1 渣土池设计概况 (5) 4.2 施工工艺 (5) 4.2.1 测量放线 (5) 4.2.2 钢筋工程 (5) 4.2.3 预埋件施工 (7) 4.2.4 操作平台搭设 (8) 4.2.5 模板工程 (9) 4.2.6 混凝土工程 (11) 4.2.7 混凝土养护 (12) 第五章质量保证措施 (13) 5.1 模板质量控制 (13) 5.2 钢筋质量控制 (13) 5.3 混凝土质量控制 (13) 第六章安全文明施工措施 (15) 6.1 安全要求 (15) 6.2 文明施工要求 (15)

1、计算概况 (16) 2、计算依据 (16) 3、荷载计算 (16) 4、墙体承载力计算（不考虑扶壁柱） (17) 5、挖机通道验算 (18)

第一章编制说明 1.1编制依据 1.1.1相关文件 （1）##站围护结构设计图（060438-S-JG-02(01)-01） （2）##站主体结构设计图（060438-S-JG-02(02)-01）； （3）##轨道交通##线一期工程土建##段施工组织设计（20170520）； （4）周边环境调查报告； 1.2主要规程规范 表1.2-1 主要标准、规范、规程一览表

(完整版)盾构施工场地临建布置方案

昆明轨道交通* **盾构区间临建方案 1.编制说明及依据 为高起点、高标准地建设好* **盾构区间工程，按照总体施工方案的要求，根据昆明轨道交通有限公司及股份有限公司的相关管理标准及要求，编制了《昆明轨道交通* **盾构区间临建方案》，以实现施工现场的标准化、规范化管理。 主要编制依据如下： (1)昆明地铁建设工程安全和文明工地标准； (2) 股份有限公司企业视觉识别系统管理手册； (3)昆明轨道交通3号线工程招标文件及投标文件； (4)施工设计图纸及其他收集的工程资料等。 2.工程概况 2.1区间概况 昆明市轨道交通3号线工程西标段起点石咀站，终点市体育馆站，线路沿春雨路、人民西路敷设，全长7.89km。 盾构区间施工 场地人民西路 春雨路 图2-1 **盾构区间位置示意图

昆明轨道交通3号线工程西 标段**盾构区间，区间工程起点 为云南冶炼厂专有铁路线东侧的 眠山站，沿人民西路向西南方向 左拐，经过春雨路、昆瑞路和人 民西路三路交汇处，进入春雨路， 并沿春雨路行进， 绕过大沙沟桥后抵达西山盐政管图2-2 **盾构区间线路示意图 理所东侧的马街站。 区间线路右线起止里程为YCK6+943.950~YCK8+605.950，长1650.121m（含11.879m短链），左线为ZCK6+943.950~ZCK8+605.950，长1668.055m（含6.055m长链）。全线长3318.176m。 3驻地建设 3.1 **盾构区间项目经理部驻地建设 驻地建设分为现场驻地与经理部办公驻地，现场驻地主要用于现场管理人员住宿、工作，经理部驻地为生活区和办公区。 **盾构区间经理部办公及生活区租赁昌源中路路与石武客运专线交汇处的高新综合执法大楼5、6层。 办公及生活 区所在地