上软下硬复合地层盾构渣土改良试验研究

作者：赵兴; 许佳磊; 张志强^*

来源：铁道标准设计, 2023, 1-10.

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.202212270002

• 盾构隧道
• 复合地层
• 上软下硬地层
• 室内试验
• 渣土改良
• 现场应用

土压平衡盾构穿越上软下硬复合地层时存在刀盘“结泥饼”、排渣不畅和刀具磨损等难题。针对以上问题，以粉质黏土-全风化花岗岩复合地层为研究对象，基于渣土改良剂的地层适应性和性能测试开展不同地层渣土改良室内试验。研究泡沫剂和膨润土泥浆等渣土改良剂及其改良方法对上软下硬地层的改良效果，以获得土压平衡盾构在复合地层中的渣土改良方案及改良剂合理添加比。结果表明：(1)采用浓度为3%的泡沫剂溶液和配合比1:8的膨润土泥浆进行联合改良可获得良好效果；(2)粉质黏土地层采用泡沫剂进行改良，渣土坍落度随泡沫添加比增加而增大，抗剪强度、黏聚力、内摩擦角和渗透系数随之减小，改良剂合理添加比为19.7%～22.8%；(3)全风化花岗岩地层采用泡沫剂和膨润土泥浆进行联合改良，可有效改善渣土流塑性和抗渗性，当采用全泡沫改良时，合理添加比为22.2%～28.7%；当采用泡沫与膨润土泥浆联合改良时，合理添加比为24.3%～31.5%。现场应用及施工效果反馈表明，采用以上改良方案可有效改善渣土流塑性，盾构推力、刀盘扭矩以及刀具磨损均有显著改善。

• 单位
  土木工程学院; 西南交通大学