1、盾構(gòu)施工渣土改良專項(xiàng)方案 PAGE 2編制依據(jù)（1）隧道施工圖（2）鐵路隧道工程施工技術(shù)指南（TZ204-2008）（3）公司司質(zhì)量量管理體體系-要求（GB/T1990011-20000）一、工程概概況本工程盾構(gòu)構(gòu)區(qū)間總總長(zhǎng)度335666.5mm，附屬屬工程包包括7個(gè)聯(lián)絡(luò)絡(luò)通道、2個(gè)防淹淹門、12個(gè)洞門門。盾構(gòu)構(gòu)區(qū)間采采用德國(guó)國(guó)進(jìn)口的的兩臺(tái)直直徑8.884米的海海瑞克土土壓平衡衡盾構(gòu)機(jī)機(jī)進(jìn)行施施工。二、工程地地質(zhì)條件件和水文文地質(zhì)條條件2.1地形形地貌本線地處廣廣東省中中部，沿沿線經(jīng)過過珠江三三角洲海海陸交互互沉積平平原區(qū)，地地形平坦坦，地面面高程多多為010m，僅佛佛山西站站附近有有零星剝剝

2、蝕殘丘丘分布，高高程1020m。區(qū)內(nèi)內(nèi)道路縱縱橫，水水網(wǎng)發(fā)達(dá)達(dá)，河流流縱多，主主要河流流有汾江江、東平平水道、吉吉利涌、潭潭洲水道道、陳村村水道等等，均為為通航河河道。2.2工程程地質(zhì)條條件（1）洞身身地層本標(biāo)段區(qū)間間盾構(gòu)隧隧道范圍圍地層巖巖性按成成因和時(shí)時(shí)代分類類主要有有：第四四系人工工填土層層；第四四系全新新統(tǒng)海陸陸交互沉沉積層、；第四四系全新新統(tǒng)殘積積層；白堊堊系下統(tǒng)統(tǒng)基巖、。在里里程DKK31+4399DK332+2260洞洞身范圍圍地層主主要為上上軟下硬硬，上部部為砂層層或全風(fēng)風(fēng)化或強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)化砂砂質(zhì)泥巖巖、砂巖巖W4、W3（8211m）；里程程DK332+2260DK334+5500洞

3、洞身范圍圍地層主主要為弱弱風(fēng)化砂砂質(zhì)泥巖巖、砂巖巖W2（22440m）；里程程DK334+5500DK335+0005.5洞身身范圍地地層主要要為上軟軟下硬，上上部為強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)化砂砂質(zhì)泥巖巖、砂巖巖W3，下下部為弱弱風(fēng)化砂砂質(zhì)泥巖巖、砂巖巖W2（5000.5mm）。（2）洞身身地層分分布統(tǒng)計(jì)計(jì)根據(jù)目前提提供的地地質(zhì)斷面面圖，隧隧道洞身身地層統(tǒng)統(tǒng)計(jì)如下下表所示示：表2-1 隧道地地層統(tǒng)計(jì)計(jì)地層比例折合長(zhǎng)度（m）左線淤泥3.48%124.11 粉砂0.33%11.3 細(xì)砂0.38%12.8 中砂0.29%9.8 粉質(zhì)粘土(殘積）0.25%8.5 粉質(zhì)粘土(沉積）2.10%74.9 全風(fēng)化砂質(zhì)質(zhì)泥巖、砂

4、砂巖4.98%168.66 強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)質(zhì)泥巖、砂砂巖16.988%574.99 弱風(fēng)化砂質(zhì)質(zhì)泥巖、砂砂巖76.266%2581.8 合計(jì)100%3566.5右線粉砂3.46%123.33 中砂0.60%19.0 粉質(zhì)粘土(殘積）0.90%29.5 粉質(zhì)粘土(沉積）1.93%68.8 全風(fēng)化砂質(zhì)質(zhì)泥巖、砂砂巖4.60%155.77 強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)質(zhì)泥巖、砂砂巖10.8%365.66 弱風(fēng)化砂質(zhì)質(zhì)泥巖、砂砂巖82.9%2804.6 合計(jì)100%3566.5（3）巖層層特性全風(fēng)化砂質(zhì)質(zhì)泥巖、砂砂巖W4：灰色色，棕紅紅色，原原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)已經(jīng)破破壞，巖巖芯呈土土狀，水水浸易軟軟化崩解解。強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)質(zhì)泥巖、砂砂

5、巖W3：棕紅紅色、深深灰色，泥泥質(zhì)、鐵鐵質(zhì)膠結(jié)結(jié)，裂隙隙很發(fā)育育，巖芯芯呈碎塊塊狀、局局部短柱柱狀，錘錘擊易碎碎。弱風(fēng)化砂質(zhì)質(zhì)泥巖、砂砂巖W2：棕紅紅色、深深灰色，泥泥質(zhì)、鐵鐵質(zhì)膠結(jié)結(jié)，中厚厚層狀構(gòu)構(gòu)造，裂裂隙稍發(fā)發(fā)育，巖巖芯呈短短柱狀、柱柱狀。（4）巖石石的物理理力學(xué)性性質(zhì)根據(jù)我司的的勘察報(bào)報(bào)告，在在巖樣中中取樣進(jìn)進(jìn)行巖石石試驗(yàn)及及原位測(cè)測(cè)試，結(jié)結(jié)果如下下所示：巖石（弱風(fēng)風(fēng)化）的的天然抗抗壓強(qiáng)度度最大值值為533.0MMPa，最最小值33.7MMPa，平平均值220.336MPPa。強(qiáng)風(fēng)化巖層層的推薦薦基本承承載力為為4000kPaa。全風(fēng)化巖層層的實(shí)測(cè)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫貫入試驗(yàn)驗(yàn)值N=11059擊，

6、標(biāo)標(biāo)貫平均均擊數(shù)36擊。 eq oac(,)級(jí)硬土土，推薦薦基本承承載力為為2000kPaa。2.3水文文地質(zhì)條條件2.3.11地表水水地表水：線線路主要要經(jīng)過河河涌和陳陳村水道道，地表表水系主主要為陳陳村水道道水系。2.3.22地下水水地下水主要要是第四四系土層層中的孔孔隙水和和基巖風(fēng)風(fēng)化裂隙隙水?？笨睖y(cè)期間間測(cè)得第第四系孔孔隙潛水水地下水水水位埋埋深在0.446.11m；主要要接受大大氣降水水、地表表補(bǔ)給，通通過地表表蒸發(fā)、人人工開采采、地表表徑流等等方式排排泄。第四系孔隙隙水主要要賦存于于海陸交交互沉積積層中的的粉砂、細(xì)細(xì)砂、中中砂、粗粗砂中，海海陸交互互含水層層厚度較較大，分分布較連連

7、續(xù)，徑徑流暢通通，滲透透性好，水水量較為為豐富?；鶐r風(fēng)化裂裂隙水主主要賦存存于白堊堊系下統(tǒng)統(tǒng)強(qiáng)、弱弱風(fēng)化砂砂巖、泥泥巖及泥泥巖夾砂砂巖風(fēng)化化節(jié)理裂裂隙中，含含水層埋埋深和厚厚度差異異較大，砂砂巖、泥泥巖節(jié)烈烈裂隙較較發(fā)育，水水量一般般。由于于巖性及及裂隙發(fā)發(fā)育程度度的差異異，其富富水程度度與滲透透性也不不盡相同同，裂隙隙發(fā)育，連連通性較較好，滲滲透性較較強(qiáng)富水水較好。三、設(shè)備配配置本標(biāo)段盾構(gòu)構(gòu)區(qū)間采采用德國(guó)國(guó)進(jìn)口的的兩臺(tái)直直徑8.8米的海海瑞克土土壓平衡衡盾構(gòu)機(jī)機(jī)進(jìn)行施施工，渣渣土改良良系統(tǒng)主主要包括括泡沫系系統(tǒng)和膨膨潤(rùn)土系系統(tǒng)，同同時(shí)刀盤盤形式對(duì)對(duì)渣土能能否順利利進(jìn)入土土倉(cāng)有很很大影響響。3

8、.1泡沫沫系統(tǒng)泡沫系統(tǒng)主主要包括括泡沫劑劑桶、泡泡沫劑泵泵、水泵泵、溶液液計(jì)量調(diào)調(diào)節(jié)閥、空空氣劑量量調(diào)節(jié)閥閥液體流流量計(jì)、氣氣體流量量計(jì)、泡泡沫發(fā)生生器及連連接管路路，泡沫沫系統(tǒng)有有8條泡沫沫管，分分別通往往刀盤面面，土倉(cāng)倉(cāng)，螺旋旋輸送機(jī)機(jī)，其泡泡沫發(fā)生生原理見見圖3-1，各部部件連接接示意圖圖見圖3-22。向盾盾構(gòu)機(jī)掘掘進(jìn)倉(cāng)中中注入泡泡沫發(fā)生生裝置產(chǎn)產(chǎn)生的泡泡沫，用用于掘進(jìn)進(jìn)面土壤壤的性狀改良良，掌子子面土層層在加入入泡沫后后，其塑塑性、流流動(dòng)性、防防滲性都都得到改改進(jìn)，同同時(shí)亦可減少少刀具的的磨損。發(fā)泡劑發(fā)泡劑水泡沫混合液壓縮空氣泡沫圖3-1 泡沫發(fā)發(fā)生原理理圖 泡沫及膨潤(rùn)土系統(tǒng)示意圖 泡

9、沫及膨潤(rùn)土系統(tǒng)示意圖圖3-2 泡沫及及膨潤(rùn)土土系統(tǒng)示示意圖圖3-3 泡沫原原液泵、水水泵 圖3-44 泡沫劑劑混合系系統(tǒng)泡沫系統(tǒng)有有關(guān)參數(shù)數(shù)介紹如如下：稀釋液濃度度(x) ：稀釋釋液中所所含發(fā)泡泡劑原液液的比例例FER=泡泡沫體積積/稀釋液液體積FIR=泡泡沫注入入量/開挖土土方量，即即注入泡泡沫體積積總量與與盾構(gòu)機(jī)機(jī)刀盤切切削的原原狀巖土土的實(shí)方方比3.2膨潤(rùn)潤(rùn)土系統(tǒng)統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)配置置有一套套膨潤(rùn)土土注入系系統(tǒng)。在在確定不不使用泡泡沫劑的的情況下下，關(guān)閉閉泡沫輸輸送管道道，同時(shí)時(shí)將膨潤(rùn)潤(rùn)土輸送送管道打打開，通通過輸送送泵將膨膨潤(rùn)土壓壓入刀盤盤、碴倉(cāng)倉(cāng)和螺旋旋輸送機(jī)機(jī)內(nèi)，達(dá)達(dá)到改良良碴土地地目的。

10、根據(jù)實(shí)際需需要，可可以把膨膨潤(rùn)土箱箱內(nèi)裝入入泥漿注注入土倉(cāng)倉(cāng)內(nèi)。膨膨潤(rùn)土只只應(yīng)用在在一些特特殊的工工程下。圖3-5膨膨潤(rùn)土泵泵 圖3-6膨潤(rùn)土土罐四、渣土改改良方法法4.1渣土土改良必必要性土壓平衡式式盾構(gòu)的的特點(diǎn)是是用開挖挖出的渣渣土作為為支撐開開挖面穩(wěn)穩(wěn)定的介介質(zhì)，因因此要求求作為支支撐介質(zhì)質(zhì)的渣土土具有良良好的塑塑性變形形和軟稠度度，以及及內(nèi)摩擦擦角小及及滲透率率小等特特點(diǎn)。由由于一般般土壤不不能完全全滿足這這些特性性，所以以要進(jìn)行行改良，其其技術(shù)要要點(diǎn)是在在刀盤前前部和泥泥土倉(cāng)中中注入水水、膨潤(rùn)潤(rùn)土泥漿漿、粘土土、聚合合物或泡泡沫等混混合添加加材料，經(jīng)經(jīng)強(qiáng)力攪攪拌，改改善開挖挖渣土的的

11、塑性、流流動(dòng)性，降降低渣土土的透水水性。在富水含砂砂地層的的掘進(jìn)主主要是要要降低對(duì)對(duì)刀具磨磨損、降降低刀盤盤扭矩、螺螺旋輸送送機(jī)的磨磨損，防防止噴涌涌，采取取向刀盤盤前和土土倉(cāng)內(nèi)及及螺旋輸輸送機(jī)內(nèi)內(nèi)注入泥泥漿或泡沫混混合物的的方法來(lái)來(lái)改良碴碴土。并并增加對(duì)對(duì)螺旋輸輸送機(jī)內(nèi)內(nèi)注入量量，以利利于螺旋旋輸送機(jī)機(jī)形成土土塞效應(yīng)應(yīng)，防止止噴涌。根據(jù)設(shè)計(jì)提提供的地地質(zhì)勘察察報(bào)告可可知，本本項(xiàng)目盾盾構(gòu)前段段區(qū)間8200m左右和和尾段區(qū)區(qū)間5000m左右為為砂層、淤淤泥層及及全強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化層，且且地下水水豐富，地地下水位位較高，且且上部砂砂層滲透透性較好好，粘性性較小，不不易形成成密閉空空間，盾盾構(gòu)在該該區(qū)段掘掘

12、進(jìn)存在在噴涌的的風(fēng)險(xiǎn)，且且盾構(gòu)機(jī)機(jī)在砂層層中掘進(jìn)進(jìn)時(shí)對(duì)刀刀具磨損損較快，增增大了開開倉(cāng)換刀刀頻率。同同時(shí)該地地層屬于于軟弱地地層，容容易塌陷陷，且在在始發(fā)和和到達(dá)段段附近，隧隧道埋深深較淺，存存在土倉(cāng)倉(cāng)漏氣而而保不住住氣壓的的風(fēng)險(xiǎn)。因因此，在在盾構(gòu)掘掘進(jìn)過程程中，要要保證出出渣順暢暢，維持持倉(cāng)內(nèi)土土壓（或或氣壓）平平衡，快快速通過過。4.2渣土土改良劑劑種類渣土改良劑劑能較好好解決以以上問題題，在盾盾構(gòu)機(jī)掘掘進(jìn)時(shí)，向向開挖面面、土倉(cāng)倉(cāng)等處加加注改良良添加劑劑，其具具體功能能如下：對(duì)于富富含水砂砂層，一一方面止止水，另另一方面面可以改改善砂的的和易性性；在砂性性土和砂砂礫土地地層中，可可以起到到

13、支撐作作用而且且可以改改善土的的流動(dòng)性性；在粘性性土層，可可以防止止渣土附附著刀盤盤和土倉(cāng)倉(cāng)室內(nèi)壁壁，另一一方面，由由于改良良劑中的的微細(xì)氣氣泡可以以置換土土顆粒中中的孔隙隙水，因因而可以以達(dá)到止止水效果果。目前前常用的的渣土改改良劑包包括膨潤(rùn)潤(rùn)土、泡泡沫劑、高高分子聚聚合物、增增粘劑等等，不同同種類改改良劑的的適用范范圍和改改良效果果有很大大差別，具具體見下下表4-1。表4-1 各種改改良劑特特點(diǎn)及適適用范圍圍膨潤(rùn)土泡沫劑高吸水性樹樹脂（聚聚合物）增粘劑特性PH值7.510.0，粘度：210PPassPH值7.38.00粘度:0.00330.22PasPH值7.510.0粘度：0.72.00

14、PasPH值7.510.0粘度度：0.515Pas適用范圍砂砂(卵卵)礫石地地層粘土砂(卵)礫石地地層固結(jié)粘土砂礫地地層粗土粗砂砂地層特征制漿和輸送送設(shè)備需需較大的的空間輸送和使用用便捷，消消泡后渣渣土能恢恢復(fù)原來(lái)來(lái)狀態(tài)在粘性軟土土層有時(shí)時(shí)會(huì)因粘粘土變硬硬而出現(xiàn)現(xiàn)堵塞停止開挖時(shí)時(shí)，有時(shí)會(huì)會(huì)堵塞。4.3泡沫沫劑的應(yīng)應(yīng)用在實(shí)際操作作過程中中，通過過調(diào)整螺螺旋輸送送機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，可可以調(diào)整整土倉(cāng)內(nèi)土土壓力，而而在不同同地層和和操作條條件下，渣渣土的類類別和性性質(zhì)都不不一樣，必必須加入入外加劑劑來(lái)改良良渣土。土土壓平衡衡盾構(gòu)成成功的關(guān)關(guān)鍵是要要將開挖挖面開挖挖下來(lái)的的土體在在土倉(cāng)內(nèi)調(diào)調(diào)整成一一種“塑性流

15、流動(dòng)狀態(tài)態(tài)”。發(fā)泡劑的使使用量參參數(shù)主要取決于于三個(gè)參參數(shù)： 稀釋液液濃度(x)、發(fā)泡泡倍率(FEER)、注入入率(FIRR)稀釋液濃濃度(x) 稀釋液中所所含發(fā)泡泡劑原液液的比例例，一般般取值為為2%5%。發(fā)泡倍率率FERRFER=泡泡沫體積積/稀釋液液體積，一一般取值值為815 注入率率FIRR FIR=泡泡沫注入入量/開挖土土方量。即即注入泡泡沫體積積總量與與刀盤切切削的原原狀巖土土的實(shí)方方比，通通常取值值2045%。表4-2 不同地地層中注注入率土層FIR粘土20355砂、粘土混混合物25355砂、礫石性性土30455砂性土35600巖石100%泡沫用量計(jì)計(jì)算泡沫流量量QF： QFF=

16、A*V*FFIR （1）泡沫總流量量，以L/mmin為單位位，式中，A=隧道開開挖面積積，A=33.144*(88.844/2)*(88.844/2)=611.3mm2；V=盾構(gòu)推推進(jìn)速度度；FIR=注注入率。稀釋液流流量QL：QL=QF/FEER=AA*V*FIRR/FEER （2）泡沫劑原液液加水稀稀釋后的的混合物物，通常常按照25%的比例例進(jìn)行，以L/min為單位;式中，V盾構(gòu)構(gòu)推進(jìn)速速度；FIR注入率率；FER發(fā)泡倍倍率。則：原液流流量QQL*x （x=稀釋液液濃度）壓縮空氣氣流量QA：QA=QFF-QL =A*V*FFIR*(P+1)*(1-1/FFER) （3）即注入壓縮縮空氣的的

17、流量。式中P=空空氣支持持壓力（相相對(duì)壓力力，一般般P=00.20.33MPaa）本工程泡沫沫劑用量量計(jì)算根據(jù)本工程程實(shí)際情情況確定定以下參參數(shù)：盾構(gòu)機(jī)開挖挖直徑RR=8.84mm，故A=661.33m2；盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)進(jìn)速度取取V=00.033m/mmin。稀釋液濃度度x=33%；注入入率FIRR=355%；發(fā)泡泡倍率FERR=100 空氣支持壓壓力P0.33MPaa按照公式（1）: QQF=A*V*FFIR 求求得泡沫沫流量QF=6443.77 L/minn；按照公式（2）: QQL=A*V*FFIR/FERR 求求得稀釋釋液流量量QL=644.4LL/miin；按照公式（3）: QQA= A

18、A*V*FIRR*(PP+1)*(11-1/FERR) 求得壓縮縮空氣量量QA=2.3177m3/minn；原液流量QQ=QLL*X= 644.4LL/miin*33%=11.9332 LL/miin掘進(jìn)1米所所需時(shí)間間：1/00.033=333.333 miin每米用量為為：33.33*1.9932=64.39 L 每環(huán)用量量為：664.339*11.6=1033.0LL中控室電腦腦顯示操操作：圖4-1 F22 泡沫顯顯示圖圖4-2 F22 泡沫顯顯示圖圖4-3 泡沫參參數(shù)調(diào)整整4.4膨潤(rùn)潤(rùn)土的使使用膨潤(rùn)土漿液液對(duì)土體體的改良良作用主主要體現(xiàn)現(xiàn)在較好好的潤(rùn)滑滑及降低低抗剪強(qiáng)強(qiáng)度，漿漿液中的的

19、膨潤(rùn)土土摻量、膨膨潤(rùn)土漿漿液的注注入率均均對(duì)土體體改良效效果產(chǎn)生生影響。一一般情況況下漿液液中膨潤(rùn)潤(rùn)土摻量量越高，則則漿液的的質(zhì)量性性能越好好，相應(yīng)應(yīng)的改良良作用也也較明顯顯；漿液液注入章章越高，則則相應(yīng)的的改良作作用也越越大。但但摻量不不宜過大大，否則則會(huì)造成成土體的的分層離離析，不不利于盾盾構(gòu)開挖挖而的穩(wěn)穩(wěn)定。具具體產(chǎn)摻摻入量和和注入量量要根據(jù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地地層條件件和膨潤(rùn)潤(rùn)土品質(zhì)質(zhì)進(jìn)行試試驗(yàn)，以以確定最最佳配比比。盾構(gòu)施工用用膨潤(rùn)土土必須保保證膨潤(rùn)潤(rùn)土的質(zhì)質(zhì)量，嚴(yán)嚴(yán)禁膨潤(rùn)潤(rùn)土泥漿漿中含有有硬質(zhì)顆顆粒，以以防損壞壞中心回回轉(zhuǎn)體或或卡死刀刀盤泡沫沫管路中中的止回回閥。4.5兩種種改良方方式適用用地

20、層適合使用膨膨潤(rùn)土改改良的地地層，（1）細(xì)粒粒含沙量量少的土土體，膨膨潤(rùn)土泥泥漿能夠夠補(bǔ)充砂砂礫土中中相對(duì)缺缺乏的微微細(xì)粒含含量，提提高和易易性，級(jí)級(jí)配性，從從而可以以提高止止水性；（2）透水水性高的的土體，在在高透水水性土體體中膨潤(rùn)潤(rùn)土泥漿漿較易滲滲入，并并形成具具有氣密密性的泥泥模，可可有效改改善渣土土噴涌。本工程中，里程DK32+260DK34+500洞身范圍地層主要為弱風(fēng)化砂質(zhì)泥巖、砂巖W2（2240m），用膨潤(rùn)土泥漿對(duì)渣土進(jìn)行改良較為適合。適合使用泡泡沫改良良的地層層，（1）泡沫沫更適合合于顆粒粒級(jí)配相相對(duì)良好好的土體體，在級(jí)級(jí)配良好好的土體體中，泡泡沫和土土體顆粒粒結(jié)合得得更完整整

21、和致密密，容易易形成更更多封閉閉的空間間（2）泡沫沫更適合合平均粒粒徑較大大的土體體（3）泡沫沫更適合合含水量量較高的的土體。本本工程中中，前面面8000m左右和和尾段5000m左右上上部為砂砂層、淤淤泥層及及全/強(qiáng)風(fēng)化化砂巖和和泥巖，使使用泡沫沫劑改良良能取得得較好效效果。五、防噴涌涌措施本盾構(gòu)區(qū)間間附近河河涌、水水道較多多，地下下水豐富富且水位位較高，根根據(jù)地質(zhì)質(zhì)剖面圖圖可知，線線路洞身身地層前前8000m左右主要要為砂層、淤淤泥層及及全/強(qiáng)風(fēng)化化砂巖和和泥巖，中中間，尾尾段5000m左右上上軟下硬硬地層，上上部為強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)化砂砂質(zhì)泥巖巖、砂巖巖，下部部為弱風(fēng)風(fēng)化砂質(zhì)質(zhì)泥巖、砂砂巖。砂砂層滲透

22、透系數(shù)大大，難以以形成封封閉空間間，較易易發(fā)生噴噴涌。噴噴涌的發(fā)發(fā)生不但但影響正正常施工工排土和和壓力艙艙壓力的的控制，嚴(yán)重時(shí)會(huì)過多的將開挖面和管片四周的土、砂帶出，造成地表沉降、塌陷，管片漏水、移位等施工事故。5.1噴涌涌產(chǎn)生原原因地層條件、水水壓、掘掘進(jìn)參數(shù)是噴涌涌發(fā)生的決定定因素，在在砂層、砂砂卵石等等敏感地地層，地地下水的的通路沒有阻阻斷，泡泡沫劑或或膨潤(rùn)土土易稀釋釋，土體改良良效果差差，未能能有效改改變土體的滲透透性在在水流量量大或水水力梯度度大的情情況下，極極易發(fā)生生噴涌。在中風(fēng)化或或者微風(fēng)風(fēng)化巖層層中，若若裂隙水水發(fā)育，后后方水路路又未封閉閉，土倉(cāng)倉(cāng)內(nèi)土體體由于水水流的影影響難以

23、以改良時(shí)時(shí)，也經(jīng)經(jīng)常會(huì)發(fā)發(fā)生噴涌涌現(xiàn)象。高高壓力的的水體穿穿越土倉(cāng)倉(cāng)和螺旋旋輸送機(jī)機(jī)形成集中中滲流帶帶動(dòng)土倉(cāng)內(nèi)的土顆粒一一起涌動(dòng)動(dòng)，較大大水流量量的滲流經(jīng)過過土倉(cāng)和螺螺旋輸送送機(jī)后其其壓力水水頭沒有遞減減到接近近于零的范圍圍。滲流夾帶帶土顆粒在在輸送至至螺旋輸輸送機(jī)出出口的一一瞬間，由于前方方是臨空空的隧道內(nèi)部部，處于于無(wú)壓狀狀態(tài)，滲流水便便在忽然然降低的的壓力下帶動(dòng)動(dòng)正常輸輸送的砂砂土噴涌而出出。5.2防止止噴涌措措施（1）嚴(yán)格格控制掘掘進(jìn)參數(shù)數(shù)，注重重同步注注漿，裂裂隙水發(fā)發(fā)育的情情況下，要分段做止水環(huán)，避免水路連通；（2）認(rèn)真真分析勘勘探資料料，在隔隔水層缺缺失的地地層掘進(jìn)進(jìn)要嚴(yán)格格控制

24、土土倉(cāng)壓力力，以免噴噴涌發(fā)生生后土壓壓難以建建立，引引起地面面的塌陷陷；（3）避免免停機(jī)后后開啟螺螺旋輸送送機(jī)閘門門引發(fā)的的噴涌，在在停機(jī)時(shí)時(shí)要嚴(yán)格判斷斷土倉(cāng)壓力力顯示的的是土壓還是水壓壓；（4）做好好施工工工序安排排，減少少盾構(gòu)機(jī)機(jī)停機(jī)等等待的時(shí)時(shí)問，從從而減少少土倉(cāng)內(nèi)的的積水；（5）控制制每環(huán)的的出渣量，在在停機(jī)時(shí)時(shí)適當(dāng)建建立土倉(cāng)內(nèi)的的土壓，使使之大于停機(jī)處處地層的的水土壓力，必必要時(shí)可可通過泡泡沫管路路向土倉(cāng)內(nèi)適當(dāng)加入壓壓縮空氣氣。5.3噴涌涌發(fā)生時(shí)時(shí)的處理理措施（1）分析析噴涌原原因?qū)τ诼菪斴斔蜋C(jī)的的噴涌現(xiàn)象象，首先先應(yīng)確認(rèn)認(rèn)螺旋輸輸送機(jī)噴噴涌的原原因：水水量增大大導(dǎo)致渣渣土過稀稀不

25、能在在螺旋輸輸送機(jī)形形成堵塞塞效果？則嘗試試加快速速度，使使渣土變變得濃稠稠，渣土土被土倉(cāng)倉(cāng)內(nèi)較大大氣壓壓壓出而且且螺旋輸輸送機(jī)內(nèi)內(nèi)不能形形成堵塞塞效果？則嘗試試檢查泡泡沫發(fā)生生效果，是是否由于于泡沫在在壓力狀狀態(tài)下壽壽命過短或或注入泡泡沫量過過大。土土倉(cāng)內(nèi)渣渣土的水水量不能能控制？則應(yīng)首首先通過過管片二二次注漿漿確定切切斷水從從管片后后部匯流流所致，再再嘗試以以泡沫會(huì)會(huì)膨潤(rùn)土土方式隔隔阻掌子子面來(lái)水（2）在螺螺旋輸送送機(jī)停止止旋轉(zhuǎn)并并且螺旋旋輸送機(jī)機(jī)后艙門門開度無(wú)無(wú)論如何何調(diào)節(jié)仍仍無(wú)法滿滿足渣土土出土量量控制時(shí)時(shí)，應(yīng)嘗嘗試反向向旋轉(zhuǎn)螺螺旋輸送送機(jī)出渣渣，避免免所出渣渣土過量量。（3）控制制螺

26、旋出出土器的的轉(zhuǎn)速，可可以保證證掘進(jìn)中中遇到突突發(fā)性地地下涌水水的時(shí)候候，能使使螺旋機(jī)機(jī)中的碴碴土有效效地形成成“土塞”，以便便在封堵堵涌水的的同時(shí)，還還能將土土倉(cāng)中的的碴土帶帶出，繼繼續(xù)掘進(jìn)進(jìn)。不會(huì)會(huì)出現(xiàn)帶帶式螺旋旋從螺旋旋芯部不不受控制制地涌水水的情況況。（4）螺旋旋出土器器出料口口可以用用滑動(dòng)閘閘門關(guān)上上，然后后向土艙艙內(nèi)注入入添加劑劑進(jìn)行土土壤調(diào)節(jié)節(jié)后，再再打開滑滑動(dòng)閘門門出土?；瑒?dòng)閘門門靠液壓壓油缸控控制，具具有停電電時(shí)自動(dòng)動(dòng)關(guān)閉的的緊急功功能，以以防出現(xiàn)現(xiàn)噴涌的的時(shí)候恰恰逢停電電，造成成不可預(yù)預(yù)料的事事故。六、防結(jié)泥泥餅措施施泥餅是盾構(gòu)構(gòu)刀盤切切削下來(lái)來(lái)的細(xì)小小砂土顆顆粒、碎碎屑

27、在土土倉(cāng)內(nèi)重重新聚集集而成的的半固結(jié)結(jié)和固結(jié)結(jié)狀的塊塊狀體，泥餅的的存在加加重了盾盾構(gòu)機(jī)刀刀盤和刀刀具的負(fù)負(fù)荷，常常常使掘掘進(jìn)參數(shù)數(shù)出現(xiàn)突突變，使使施工效效率大大大降低。6.1泥餅餅的成因因（1）地層層原因隧道穿越的的復(fù)合地地層多為為全/強(qiáng)風(fēng)化化的泥巖巖、泥質(zhì)質(zhì)粉砂巖巖、泥質(zhì)質(zhì)砂巖，這這幾類巖巖層富含含粘土礦礦物顆粒粒，在刀刀具的切切削和刀刀盤的沖沖擊作用用下，巖巖塊變成成碎屑和和粉末狀狀，這些些碎屑粉粉末狀的的粘土顆顆粒是形形成泥餅餅的基礎(chǔ)礎(chǔ)材料。本本盾構(gòu)區(qū)區(qū)間在始始發(fā)段和和尾段上上覆土為為砂土和和淤泥質(zhì)質(zhì)土，巖巖層為全全/強(qiáng)風(fēng)化化泥質(zhì)砂砂巖，較較易形成成泥餅。（2）盾構(gòu)構(gòu)機(jī)刀盤盤和刀具具的

28、影響響盾構(gòu)刀盤和和刀具設(shè)設(shè)計(jì)制造造缺陷會(huì)會(huì)導(dǎo)致施工工掘進(jìn)中中泥餅的的產(chǎn)生，刀刀盤中心心區(qū)開口口率是泥泥巖和砂砂巖地層層盾構(gòu)掘掘進(jìn)中結(jié)結(jié)泥餅的的重要因因素。刀刀盤內(nèi)的的攪拌棒棒及幅條條型式、數(shù)數(shù)量也是是泥餅產(chǎn)產(chǎn)生的因因素。刀刀具布置置不合理理會(huì)導(dǎo)致致切削下下的砂土土塊度不不均、滾滾刀磨損損，進(jìn)而而降低掘掘進(jìn)和排排土效率率，使其其產(chǎn)生泥泥餅。本本區(qū)間盾盾構(gòu)機(jī)刀刀盤開口口率為26%，開口口率較低低，在掘掘進(jìn)過程程中要采采取有效效措施防防止泥餅餅形成。（3）施工工控制因因素除地層地質(zhì)質(zhì)和刀盤盤刀具設(shè)設(shè)計(jì)制造造缺陷外外，施工工過程中中操作手手的行為為也是刀刀盤結(jié)泥泥餅的一一個(gè)不可可忽視的的因素，歸歸結(jié)為

29、以以下幾條條:未能正確判判斷復(fù)合合地層下下的盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)模模式在土壓平衡衡模式時(shí)時(shí)土倉(cāng)內(nèi)內(nèi)土壓設(shè)設(shè)定值過過高，導(dǎo)導(dǎo)致切削削下來(lái)的的渣土不能能順利通通過螺旋旋機(jī)排出出，在土土倉(cāng)內(nèi)堆堆積擠壓壓，密實(shí)實(shí)度和密密度越來(lái)來(lái)越大，最最終形成成泥餅。掘進(jìn)施工中中砂土改改良不到到位為改善切削削砂土的的和易性性(干稀度度、流動(dòng)動(dòng)性)，通常在在刀盤和和土倉(cāng)內(nèi)內(nèi)加入水水、膨潤(rùn)潤(rùn)土和泡泡沫劑，泡泡沫劑是是一種化化學(xué)物質(zhì)質(zhì)，它對(duì)對(duì)砂土有有膨化、潤(rùn)潤(rùn)滑和降降低附著著力的作作用，對(duì)對(duì)降低砂砂土和刀刀盤刀具具溫度也也起主要要作用。施施工過程程中因經(jīng)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)判斷斷失誤，對(duì)對(duì)加入的的改良劑劑的濃度度配比、注注入壓力力、注入入量

30、等掌掌握不準(zhǔn)準(zhǔn)，導(dǎo)致致砂土得得不到很很好改良良，促成成泥餅產(chǎn)產(chǎn)生。盾構(gòu)機(jī)械維維護(hù)保養(yǎng)養(yǎng)問題因系統(tǒng)冷卻卻水溫度度偏高，或或是刀盤盤高速旋旋轉(zhuǎn)后與與周圍土土體介質(zhì)質(zhì)摩擦生生熱，使使土倉(cāng)內(nèi)內(nèi)溫度升升高，對(duì)對(duì)泥餅有有燒結(jié)促促成作用用。設(shè)置置在刀盤盤面板上上的注入入孔時(shí)常常被堵塞塞，無(wú)法法適時(shí)按按量加入入泡沫劑劑，砂土土和易性性得不到到有效改改良。6.2防結(jié)結(jié)泥餅施施工措施施設(shè)計(jì)上，在在土倉(cāng)內(nèi)內(nèi)設(shè)置土土壓力傳傳感器，及時(shí)反映土倉(cāng)內(nèi)泥土粘附情況，預(yù)防泥餅的形成。刀盤內(nèi)側(cè)(土倉(cāng)側(cè))設(shè)有攪拌棒，隨刀盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，可加速土體流動(dòng)及對(duì)螺旋機(jī)喂料，減少泥餅的形成。在施工中將采取如下措施：(1)粘性性土地層層砂土的的土

31、體改改良在粘性土地地層中的的土壓平平衡盾構(gòu)構(gòu)施工區(qū)區(qū)段，為為了降低低土體間間的粘聚聚力、減減少土倉(cāng)倉(cāng)中土體體壓實(shí)結(jié)結(jié)密的可可能性、減減少掘削削土體與與盾構(gòu)機(jī)機(jī)刀盤及及結(jié)構(gòu)間間的粘著著力，應(yīng)應(yīng)改善土土體的和和易性，保保證土倉(cāng)倉(cāng)內(nèi)土壓壓力的穩(wěn)穩(wěn)定性和和出土的的順暢。在在施工過過程中，應(yīng)應(yīng)及時(shí)觀觀察所排排土體的的情況，分分析土體體粘性和和含砂粒粒比例的的情況，及時(shí)時(shí)添加適適量的土土體改良良劑泡沫，進(jìn)進(jìn)行土體體改良，以以減小土土體粘性性度和粘粘著力。(2)盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)參參數(shù)的設(shè)設(shè)定在粘性土地地層中的的土壓平平衡盾構(gòu)構(gòu)施工區(qū)區(qū)段，土土壓力的的設(shè)定以以理論的的土壓力力為基礎(chǔ)礎(chǔ)，并作作適當(dāng)降降低，具具體可根根

32、據(jù)實(shí)際際操作作作調(diào)整。但但在施工工過程中中必須觀觀測(cè)分析析盾構(gòu)穿穿越地層層的特性性，在推推進(jìn)過程程中應(yīng)充充分了解解施工速速度、盾盾構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)性能、泥泥土溫度度之間的的能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換關(guān)系系及其對(duì)對(duì)泥餅形形成的影影響?？乜刂坪猛仆七M(jìn)速度度，減少少泥餅產(chǎn)產(chǎn)生的機(jī)機(jī)率。(3)土壓壓力傳感感器的設(shè)設(shè)置在土倉(cāng)內(nèi)不不同高度度設(shè)置土土壓力傳傳感器，通通過兩個(gè)個(gè)固定高高度點(diǎn)的的土壓力力差可測(cè)測(cè)出土體體的表觀觀密度；在感覺覺有泥餅餅生成前前應(yīng)用5000100-6/770010-6漏斗斗法對(duì)土土樣的粘粘度進(jìn)行行測(cè)量，當(dāng)當(dāng)粘度指指標(biāo)大于于12ss時(shí)應(yīng)在在注入泡泡沫劑和和膨潤(rùn)土土方面加加強(qiáng)，改改良砂土土的和易易性。(4)控制

33、制循環(huán)水水溫度嚴(yán)格控制土土砂密封封溫度，其密封溫度與刀盤的冷卻程度有很大關(guān)系，循環(huán)水是刀盤冷卻系統(tǒng)的主要介質(zhì)。當(dāng)外界氣溫高于30、隧道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的功能較差時(shí)，隨著單環(huán)掘進(jìn)時(shí)間的增加，土倉(cāng)內(nèi)的溫度很容易上升，因此應(yīng)控制冷卻水的溫度，必要時(shí)需使用冰水。(5)快速速均衡施施工盾構(gòu)施工要要求“連續(xù)、快快速、穩(wěn)穩(wěn)定”，長(zhǎng)時(shí)間間的停機(jī)機(jī)會(huì)導(dǎo)致致土倉(cāng)內(nèi)內(nèi)土壓逐逐步升高高、流動(dòng)動(dòng)性減弱弱、刀盤盤及刀具具板結(jié)泥泥餅的可可能性增增加；掘掘進(jìn)速度度太慢，生成泥泥餅的可可能性越越大。(6)定期期開艙、清清艙盾構(gòu)施工中中的開艙艙檢查好好比人的的體檢一一樣，要要定期進(jìn)進(jìn)行，而而不是在在出現(xiàn)病病態(tài)后才才采取補(bǔ)補(bǔ)救措施施。定

34、期期的開艙艙可以較較準(zhǔn)確地地掌握前前方地層層的地質(zhì)質(zhì)狀況和和刀具的的磨損情情況，對(duì)對(duì)刀盤結(jié)結(jié)泥餅可可起到預(yù)預(yù)防作用用，當(dāng)檢檢查出刀刀盤有泥泥餅粘著的的情況時(shí)時(shí)應(yīng)及時(shí)時(shí)、徹底底清理。七、質(zhì)量安安全保證證體系7.1組織織架構(gòu)圖7-1質(zhì)質(zhì)量管理理架構(gòu)圖圖：7.2安全全保證措措施渣土改良的的過程伴伴隨著盾盾構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)的過程程，互相相影響，要要想實(shí)現(xiàn)現(xiàn)不斷高高效掘進(jìn)進(jìn)，應(yīng)確確保渣土土改良過過程安全全可靠，主主要安全全保障措措施如下下：膨潤(rùn)土的運(yùn)運(yùn)輸、拌拌合、發(fā)發(fā)酵過程程要注意意安全；泡沫劑垂直直與水平平運(yùn)輸?shù)牡囊ＷC證安全；如發(fā)生嚴(yán)重重噴涌時(shí)時(shí)，應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)離螺旋旋輸送機(jī)機(jī)出土口口，以免免高壓泥泥漿噴出出受傷；

35、渣土改良過過程中要要注意避避免造成成機(jī)械傷傷害。7.3質(zhì)量量保證措措施在渣土改良良能過程程中，泡泡沫劑的的發(fā)泡效效率和膨膨潤(rùn)土的的質(zhì)量對(duì)對(duì)渣土改改良效果果起著至至關(guān)重要要的作用用，盾構(gòu)構(gòu)機(jī)操作作人員只只有準(zhǔn)確確地掌握握所使用用泡沫劑劑的發(fā)泡泡率和稀稀釋液最最適合濃濃度，才才能正確確調(diào)整泡泡沫劑注注入量，以以達(dá)到最最佳改良良效果。膨膨潤(rùn)土的的摻入量量和漿液液的配比比是準(zhǔn)確確計(jì)算膨膨潤(rùn)土注注入量的的基礎(chǔ)。同同時(shí)膨潤(rùn)潤(rùn)土必須須純凈無(wú)顆顆粒，否否則極易易造成堵堵管。為為控制改改良劑質(zhì)質(zhì)量，應(yīng)應(yīng)做好一一下幾點(diǎn)點(diǎn)措施：保證膨潤(rùn)土土材料的的質(zhì)量；嚴(yán)格按照配配合比拌拌制，并并保證膨膨潤(rùn)土膨膨化時(shí)間間；當(dāng)確定使

36、用用膨潤(rùn)土土泥漿改改良時(shí)，要要保證每每環(huán)注入入量；保證泡沫劑劑的質(zhì)量量；使用之前進(jìn)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)，確定定最佳稀稀釋比例例、發(fā)泡泡率以及及相應(yīng)的的半衰期期；改良劑在拌拌合和使使用過程程中均要要注意防防止雜志志進(jìn)入，以以免影響響改良效效果和堵堵塞系統(tǒng)統(tǒng)管道。目錄TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc416160295編制依據(jù) PAGEREF _Toc416160295 h 11 HYPERLINK l _Toc416160296一、工程概概況 PAGEREF _Toc416160296 h 1 HYPERLINK l _Toc416160297二、工程地地質(zhì)條件件和水文文地質(zhì)條條件 PAGEREF _Toc416160297 h 2 HYPERLINK l _Toc4161602982.1地形形地貌 PAGEREF _Toc416160298 h 22 HYPERLINK l _Toc4161602992.2工程程地質(zhì)條條件 PAGEREF _Toc416160299 h 2 HYPERLINK l _Toc4161603002.3水文文地質(zhì)條條件 PAGEREF _Toc416160300 h 3 HYPERLINK l _Toc416160301三、設(shè)備配配置 PAGEREF _Toc416160301