富水砂性地层盾构渣土改良试验与喷涌防治技术

• 作者: 万泽恩 李树忱 赵世森 王鹏程 支斌 王曼灵
• 来源期刊: 土木工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 富水砂性地层 土压平衡盾构 渣土改良 地层适应性 泡沫剂 喷涌防止剂
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 隧道工程
• 页码范围: 83-93
• 页数: 11页
• 分类号: U455
• 语种: 中文

摘要

为解决土压平衡盾构穿越富水砂性地层螺旋输送机喷涌、排渣不畅等难题,基于渣土改良剂的地层适应性规律研发新型化学改良剂并开展相关室内试验.试验结果表明:非离子聚合型泡沫剂可兼备发泡倍数与稳定性能,适当提高泡沫剂浓度Cf能够增大发泡倍率FER和半衰期HT.当cf＞5％时,由于达到临界胶束浓度,FER和HT趋于最大值.透射电镜TEM结果显示液态喷涌防止剂为链状结构,通过高分子聚合物长链对细粒土吸附包裹达到喷涌防治的目的.改良土试验结果表明:改良后砂性土的坍落度随泡沫掺入比FIR和喷涌防止剂掺入比PIR的提高而增大,随膨润土掺入比B1R的提高而减小.喷涌防止剂对土体渗透性的降低作用最为明显,当FIR=40％,BIR=20％,PIR=20％时,改良土常水头条件下的渗透系数较原状土降低3个数量级.通过三维数字显微系统对不同改良土的细观结构观察分析,泡沫的形态随时间推移由球形变为多边形,膨润土提供黏粒组分并减小粗粒土的孔隙,喷涌防止剂可将不同粒径的土颗粒与水分子连接团聚,提高改良土的止水性.另外结合工程案例,提出富水砂性地层喷涌防治工艺,保证了隧道的顺利贯通.