渣土改良

摘要： 土压平衡盾构施工地铁隧道时经常会遇到土岩复合地层,在该类地层中掘进时,泡沫注入比更加难以确定。以深圳市地铁12号线某区间隧道土岩复合段为例,进行了室内泡沫改良剂试验、全风化混合花岗岩和土岩复合地层渣土改良试验。试验结果表明,在土岩复合地层中,掌子面土体占比每降低10%,泡沫注入比应当增加约50%,坍落度在100~220mm。通过工程实例发现,在土岩复合段内,泡沫注入比的增加有助于土压舱内建立稳定的土压力。

摘要： 渣土改良效果的优劣是土压平衡盾构能否正常掘进的重要影响因素之一,不同的渣土改良方法对盾构推力、扭矩、地表沉降控制等产生不同结果。以济南地铁2号线历山路站~七里堡站区间富水闪长岩地层土压平衡盾构施工为背景,通过分析不同改良剂的特性,确定了富水闪长岩地层土压平衡盾构采用膨润土+聚合物改良渣土方案;对膨润土、聚合物改良渣土进行了试验与分析,并研究改良剂注入位置对渣土改良效果的影响。实践表明:膨润土+聚合物改良渣土方案,效果良好,适用于富水闪长岩地层盾构掘进,有利于控制螺旋机喷涌;并对改良剂注入位置的选择等提出了建议。

摘要： 文章以北京房山线北延1标樊羊路站—四环路站区间为背景,开展无水砂卵石地质条件下渣土改良,并进行三维数值模拟研究。研究结果表明:采用泡沫剂+膨润土进行渣土改良应用在该地质条件下可行;有限元计算结果与实测值拟合较好,渣土改良效果相当明显;建议按照施工方案的指导施工,并在施工过程中进行掘进参数的优化,保证盾构掘进顺利进行。

摘要： 为了更好地进行盾构分散剂泥饼处治,针对黏性地层中不同盾构分散剂的对比评价和选型问题,依托济南济泺路穿黄隧道工程,对比纯水和分散剂作用下的泥饼崩解规律,以及不同分散剂和分散剂质量分数对粉质黏土的崩解效果影响,并将优选的分散剂应用于实际工程。试验得知:1)相比于纯水,分散剂能快速增大粉质黏土的崩解速率,使崩解速率随时间呈2阶段变化,即崩解速率快速达到最大,之后随着崩解的进行,分散剂与土体的作用面积减小使崩解速率降低;2)总崩解时间随分散剂质量分数增大而减少,当分散剂质量分数达到一定程度时,分散剂的作用效果达到最大;3)对比选出了效果更好、成本较低的B分散剂,优选的B分散剂应用于实际工程明显提高了盾构掘进速度,掘进参数更加稳定,掘进效率提高,验证了试验的可行性。

摘要： 以南昌地铁4号线3标段富水砂层为研究对象,对渣土改良试验进行分析,通过坍落度试验评价渣土改良效果;研究不同泡沫、膨润土泥浆及高分子聚合物注入率对改良后渣土流塑性影响,并确定不同改良剂最优掺量区间,提出富水砂层渣土改良技术方案,解决在盾构开挖掘进时容易造成螺旋机喷涌、掌子面压力不稳定以及刀具磨损等问题.

摘要： 盾构穿越复合地层时,富水砾砂层含量高易发生“喷涌”、掌子面失稳,泥岩地层含量高则易发生结泥饼、刀具抱死及偏磨、出渣困难等问题。针对这些施工难题,以南昌地铁4号线七里站—民园路西站(七民)盾构区间穿越富水砾砂-泥质粉砂岩复合地层为研究对象,基于5种不同复合程度掌子面地层渣土改良试验,研究土压平衡盾构在动态变化的复合地层中所需的合理渣土改良剂配比。结果表明:对于复合地层,随着泥岩占比从10%增加至90%,泡沫注入率从20%逐渐增大至50%,膨润土泥浆注入率从20%逐渐减小至0。现场应用结果表明,采用该改良方案可保证土仓内渣土流塑性较好、渗透性较低。

摘要： 为了揭示膨润土泥浆改良土压盾构粉细砂地层渣土流动性机制,采用跳桌和十字板剪切仪分别测试改良后渣土的流动度和剪切参数变化规律,分析改良粉细砂渣土剪切应力-应变关系和流变模型。结果表明:1)采用膨水比为1∶4的泥浆掺入质量比7%~13%、膨水比为1∶6的泥浆掺入质量比7%以及两者之间的配比和掺量,改良粉细砂渣土可以满足其流动性的要求;2)仅添加对应量的自由水来改良粉细砂渣土的流动性,无法达到良好的效果;3)随着泥浆掺入质量比的提高和膨水比的降低,改良渣土的流动度显著增大,且其流动度与剪切应力大小存在负相关关系;4)采用膨润土泥浆改良后的粉细砂渣土符合Bingham模型,塑性黏度和屈服应力的降低是其流动性增大的根本原因。

摘要： 土压平衡盾构机在富水砂卵石地层掘进过程中,由于土体流塑性差,土舱内的渣土无法及时排出,导致推进速度缓慢,盾构推力及刀盘扭矩增大等现象,易出现地表塌陷事故。为此,文章以成都地铁17号线一期项目盾构隧道工程为背景,进行砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究。试验结果表明:采用泡沫剂或泡沫剂+膨润土作为土体改良剂对砂卵石地层土体进行改良是可行的;盾构在掘进过程中需根据实际地层环境动态调整改良参数。

摘要： 针对砂卵石地层中卵石含量高、粒径大、强度高等特点导致土压平衡盾构掘进施工故障多、渣土改良难度大问题,首先,将砂卵石粒径分为≤2 mm细粒和>2 mm卵砾石粗粒2部分,建立砂卵石渣土中细粒填充并包裹粗料形成的孔隙的二相体物理模型,推导细粒填充包裹粗粒孔隙的临界细粒质量分数;其次,根据该细粒临界质量分数和室内砂卵石渣土改良试验,将砂卵石渣土分为改良容易型、改良较困难型、改良困难型3类,并分别建议相应的渣土改良措施:稳定性泡沫剂单掺方式、膨润土泥浆+泡沫剂复合掺入方式、泡沫+膨润土泥浆+聚合物复合掺入方式;最后,结合成都地铁17号线某区间盾构掘进渣土改良指导前、后渣土状态和掘进参数对比,初步验证建立的砂卵石渣土改良难易分类机制的合理性。

摘要： 为解决土压平衡盾构掘进过程中存在的操控手检测渣土流塑性费时费力、受主观状态影响较大的问题,提出一种渣土流塑性自动检测方法。首先通过裁剪、恢复、增强等技术对实时监控视频图像进行预处理,构建改良渣土样本数据集,然后建立CSD(conditioned soil detection)网络模型,识别、分类监控视频中渣土流塑性,实现改良渣土流塑性的自动识别。基于实际案例,提出的改进Faster R-CNN网络方法,该方法检测3类改良渣土的平均正确率达91.55%,平均精确率达86.83%,平均召回率达87.42%,检测效果较好,将该模型运用在地铁其他线路中均有较好的检测效果,具有较好的应用推广价值。

摘要： 在铁路隧道黄土地质土压平衡盾构施工中,开挖面支撑的土砂具有十分重要的作用,通过对开挖渣土的改良,用以满足土压平衡盾构的需求.本文依托蒙华铁路白城隧道,对砂质新黄土地层渣土改良技术加以研究,找出了最佳渣土改良方案,对类似地层盾构施工有一定的借鉴和指导作用.

摘要： 盾构开挖面支护力是影响地层变形关键因素之一,其大小受到土舱内渣土改良的影响.依托南昌地铁某盾构区间工程,采用膨润土泥浆和高分子聚合物对砂砾层渣土进行改良,分析了其力学性能.基于渣土改良的效果,采用数值分析手段,对盾构开挖面支护力的特征进行研究,得出如下结论:渣土改良后,其抗剪强度出现大幅度的减小,且渣土的流塑性得到有效的改善;开挖面竖向支护力曲线表现为非线性,刀盘开口处支护力明显小于刀盘面板处支护力;渣土改良效果越好,其支护力越小,且刀盘开口处支护力减小的幅度越大.

摘要： 某轨道交通1号线一期工程某区间涉及的主要地层为2粉砂、2粉质黏土.2粉质黏土透水性能差,渣土改良不到位导致推进中螺旋机排土困难,时常空转不出土,渣土表面过于光滑,造成皮带机打滑,渣土堆积至螺旋机出土口需人工清理;推进速度慢,低至10～20mm/min等,极大地阻碍了施工进度;另外刀盘扭矩高达4000kN·m,盾构机刀盘额定扭矩6000kN·m,刀盘扭矩过高,加大了刀具的磨损,减小刀盘的使用寿命,严重影响施工进度要求.本文总结积累“粉质黏土层盾构推进渣土改良控制”施工经验,指导相同地层下盾构推进渣土改良控制.

摘要： 石家庄地铁一号线采用土压平衡盾构法施工.渣土的可塑性、流动性、透水性等性能直接影响掘进效率和设备的寿命,而解决此问题的关键技术是渣土改良,本方案针对无水砂层特点,以经济适用性为原则,用膨润土与泡沫改良剂两种土体改良材料,对不同类型砂土进行了一系列试验,旨在通过这些试验,找到合适的膨润土及泡沫改良剂的参数,以期对现场施工起到一定指导作用.试验具体包括:对改良后砂土进行坍落度试验、直剪试验.通过分析试验数据得出泡沫的最佳浓度和发泡倍率,最优膨润土泥浆浓度和泡沫与膨润土的最佳掺入比.

摘要： 针对徐州地铁高粘性土质地层的盾构施工中,由于前期渣土改良效果不佳,土体粘度仍然较大,导致盾构施工进度缓慢这一问题,提出并实现了新的渣土改良技术措施.本文先对盾构区间土层特点进行了详细分析,接着对出渣口挡土板结构进行了优化,然后通过试验研究确定了适合于高粘土质地层的渣土改良剂,并通过现场实际应用得到了渣土改良剂的最佳使用方法,从而解决了盾构在高粘性土质地层施工缓慢的问题,提高了施工质量,加快了施工进度.

摘要： 富水砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层,其基本特征是结构松散、无胶结.呈大小不等的颗粒状.颗粒之间的孔隙大,黏聚力很小,刀盘旋转切削时,地层非常容易坍塌.因此,盾构施工在富水砂层中掘进如何控制盾构开挖面的稳定性尤为重要.本文将结合南昌地铁2号线洪辛区间土压平衡盾构施工渣土改良的成功案例,论述土压平衡盾构机在富水砂层掘进中的渣土改良控制技术.

摘要： 渣土改良技术是土压平衡盾构在砂层中掘进的关键.结合南昌、郑州和西安地铁区间隧道盾构施工实例,对土压平衡盾构砂性地层改良技术的应用进行系统的调查研究,采用膨润土泥浆、泡沫剂、聚合物等添加剂对不同的砂性地层进行渣土改良,分析膨润土泥浆、泡沫剂、泥浆与泡沫剂相结合、泥浆与聚合物相结合等对砂性地层改良的作用机制和特点,总结盾构在不同砂性地层中掘进采取的渣土改良技术措施,指出渣土改良技术目前的使用及研究现状,以期为今后类似工程提供参考和借鉴.

摘要： 以用于南昌轨道交通1号线土建×标的土压平衡盾构盾构为例,对土压平衡盾构机的渣土改良系统进行了介绍,针对富水砂砾及富水复合地层的地质结构对原设计的泡沫膨润土系统进行了优化,提出了富水砂砾地层渣土改良的系统的优化方法.在施工中，DN50球阀常开，保证了刀盘内部管路的畅通，一旦堵塞易于疏通。将低压水管更换成不低于50bar的液压管路;在实际施工中，一旦发生堵塞，首先利用泡沫原液泵冲洗，一旦不能疏通可利用高压清洗机进行较长时间疏通，可满足管路疏通的需要。根据膨润土系统的管路布置，在膨润土罐的前部流量计的后部每条管路增加一台过滤器。在膨润土罐顶部增加盖板，防止因皮带原因渣土掉入膨润土罐，定期、及时清洗膨润土罐以清除罐底泥团;加强膨润土浆液及倒运过程的控制，尤其加强了膨润土制浆、膨化过程的控制。

摘要： 深圳地铁9号线深圳湾公园-下沙-车公庙区间隧道采用盾构法施工,突然遇到长距离硬岩影响施工进度.项目所用的掘进模式是合理的,但掘进推力、掘进扭矩偏低,项目通过采用优化掘进参数,加强刀具检查管理,加强渣土改良及地面预处理等措施,盾构区间掘进效率明显改进.

摘要： 盾构法施工是目前用于开挖面自稳性差或地下水较多的地层中修建隧道的主要方法。渣土改良是土压平衡盾构掘进施工的重要组成部分,泡沫剂是盾构工程领域应用最广泛的渣土改良材料之一,泡沫剂在各种地层均能起到一定的改良效果.不同地层对泡沫剂的性能要求有所不同,其中泡沫稳定性和泡沫强度是盾构渣土改良泡沫剂的核心功能指标,是泡沫剂性能优劣的重要评价依据,地层流塑性改良的要求越高,对核心指标的要求也越高.在实际应用中可通过一些现场检测方法分析、判断泡沫剂的性能及品质.

摘要： 本发明公开了一种渣土改良剂，包括A液和B液；其中，A液的组成及其重量份为：钠基膨润土0.25‑0.33份、羧甲基纤维素0.01‑0.015份、水1份；B液的组成及其重量份为：聚丙烯酰胺0.001‑0.003份、水1份。本发明还公开了一种采用该渣土改良剂对富水圆砾地层盾构渣土进行改良的方法。本发明渣土改良剂，按照A液30％体积注入比、B液7.5％体积注入比与现场富水圆砾地层所取土样搅拌混合后，坍落度能控制在20cm以内；在2.5bar(25m水头)水压下，改良土的渗透系数K达到1×10－7m/s，持续时间达到4h以上，小于喷涌的临界值1×10－5m/s，改良效果良好。

摘要： 本发明提出了一种基于渣土监测的盾构渣土改良控制装置及方法，装置包括自动机械臂I和自动机械臂II，自动机械臂II的端部连接有采集渣土的抓取容器，抓取容器设置在运送渣土的皮带机的上方，自动机械臂I端部连接有搅拌抓取容器中渣土的搅拌装置，搅拌装置上设有水分感应传感器、测量搅拌渣土扭矩的扭矩传感器和测量搅拌装置及附着渣土后搅拌装置重量的受力传感器，抓取容器上设有测量抓取容器及其内渣土重量的称重传感器，水分感应传感器、扭矩传感器、受力传感器和称重传感器均与控制器相连接，控制器与上位机相连接。本发明更具有渣土参数监测的实时性，定量性，结构简单，智能化感知，能有效解决渣土改良不实时问题，提高渣土产出质量和效率。

摘要： 本发明公开了一种利用带有花岗岩残积土的粘性土渣土制备砂土渣土改良剂的方法，(a)准备含水率为50％～55％的盾构掘进出渣带有花岗岩残积土的粘性土渣土作为主改良剂；(b)将粉料黄蜀葵胶作为添加剂，并按照添加剂与水的质量份数比0.4～0.8：100添加到水中，制成添加剂溶液；(c)再将主改良剂、添加剂溶液与吹填砂渣土混合，搅拌20min以上混合均匀成泥浆状即可；其中，主改良剂与吹填砂渣土的体积比为4～5：10，添加剂溶液与吹填砂渣土的体积比为3～4：10。同时还公开了砂土渣土改良剂及使用方法。适用于砂土层土压平衡盾构渣土改良施工，泥浆悬浮度高，成膜性好，泥浆内土颗粒分布均匀，有利于进入土体空隙改善土体流塑性和渗透性。

摘要： 本发明公开了一种土压平衡盾构用通用型渣土改良剂及改良方法，改良剂由高分子量的阴离子聚丙烯酰胺、低分子量的聚丙烯酸纳和水混合而成渣土改良剂原液；其中：阴离子聚丙烯酰胺的分子量为1000万～1600万，聚丙烯酸纳的分子量为3000～5000。本发明渣土改良剂稀释为低浓度水溶液注入到刀盘前方和/或土舱内，经改良的流塑性渣土不会被外部水稀释，内部水也不容易流失，渣土颗粒间不容易粘结。渣土改良系统采用变频控制，加入的量与浓度可实时控制，改良后的渣土即不容易喷涌、也不容易结泥饼，同时渣土改良成本低，值得全国范围推广应用。

摘要： 本发明公开了一种渣土改良剂，包括A液和B液；其中，A液的组成及其重量份为：钠基膨润土0.25‑0.33份、羧甲基纤维素0.01‑0.015份、水1份；B液的组成及其重量份为：聚丙烯酰胺0.001‑0.003份、水1份。本发明还公开了一种采用该渣土改良剂对富水圆砾地层盾构渣土进行改良的方法。本发明渣土改良剂，按照A液30％体积注入比、B液7.5％体积注入比与现场富水圆砾地层所取土样搅拌混合后，坍落度能控制在20cm以内；在2.5bar(25m水头)水压下，改良土的渗透系数K达到1×10－7m/s，持续时间达到4h以上，小于喷涌的临界值1×10－5m/s，改良效果良好。

摘要： 本申请涉及建筑渣土资源回收利用的领域，具体公开了一种利用餐厨废弃物制得的建筑渣土改良剂、改良建筑渣土的制备方法及应用。建筑渣土改良剂包括以下原料：改良餐厨废弃物，微生物菌剂，聚丙烯酸钠，尿素，牡蛎粉，无机土。改良建筑渣土的制备方法，包括以下步骤：步骤一，对建筑渣土过筛除杂，将建筑渣土改良剂与建筑渣土混合均匀形成混合土堆；步骤二，将混合土堆的含水量调整至40‑60%，将混合土堆进行堆垛形成条垛，将条垛在高于20°C的条件下熟化7‑15天，每1‑2天翻堆一次。通过本申请制得的改良建筑渣土可直接作为园林绿化工程或生态修复工程的种植土，土壤肥力佳且保水保肥性好。

摘要： 本发明提出了一种基于渣土监测的盾构渣土改良控制装置及方法，装置包括自动机械臂I和自动机械臂II，自动机械臂II的端部连接有采集渣土的抓取容器，抓取容器设置在运送渣土的皮带机的上方，自动机械臂I端部连接有搅拌抓取容器中渣土的搅拌装置，搅拌装置上设有水分感应传感器、测量搅拌渣土扭矩的扭矩传感器和测量搅拌装置及附着渣土后搅拌装置重量的受力传感器，抓取容器上设有测量抓取容器及其内渣土重量的称重传感器，水分感应传感器、扭矩传感器、受力传感器和称重传感器均与控制器相连接，控制器与上位机相连接。本发明更具有渣土参数监测的实时性，定量性，结构简单，智能化感知，能有效解决渣土改良不实时问题，提高渣土产出质量和效率。

摘要： 本发明公开了一种基于现场渣土状态的土压平衡盾构渣土改良参数修正方法，以盾构机排出的渣土和现场使用的改良剂为渣土改良试验材料，进行现场坍落度试验，根据坍落度试验及渣土表观状态评价其流塑性状态；若渣土为过改良状态，则依据针对不同的渣土类型，采用调整盾构机注水量及泡沫注入量的方式进行改良；若渣土为欠改良状态，对渣土进行二次改良试验，直至渣土状态符合要求，根据盾构机的初始掘进参数及二次改良时水及泡沫的添加量，计算得到修正后的渣土改良参数值。本发明考虑了盾构机掘进过程中渗流作用对渣土含水率的影响，且能在掘进过程中随着地层条件的变化对改良参数的动态调整提供依据，使改良参数设置更加合理。

摘要： 本实用新型公开了一种渣土改良剂制备控制系统，该系统包括入料通道和/或出料通道、第一泵浦和控制模块，入料通道与出料通道分别连接渣土改良剂制备设备的入料口和出料口，入料通道和/或出料通道设有电控阀门，第一泵浦固定设置于所述制备容器外部，第一泵浦与第一搅拌机构传动连接，控制模块分别与电控阀门和第一泵浦电连接。本实用新型还公开了一种渣土改良剂制备系统。本实用新型在渣土改良剂制备装置上增加了入料通道电控阀门、出料通道电控阀门和搅拌第一泵浦，通过对改良剂制备时的入料、出料及搅拌进行精确控制，实现了渣土改良剂成分配比的精度控制，并提高了制备效率。

摘要： 本实用新型涉及一种土压盾构渣土改良渣土粘滞阻力测试仪，包含上下两块钢板和测力器；其中，下层钢板固定安装，上层钢板尺寸大于下层钢板，渣土位于两块钢板中间，测力器与上层钢板连接。优点：1）可以模拟土压盾构渣土进入压力舱‑螺旋排土器后与管壁的粘滞阻力，从而有助于了解渣土改良状态与地层特性、地下水与隧道埋深之间的适应性；2）相对于旋转粘度计测量渣土的流动特性而言，本实用新型更符合渣土在盾构压力舱‑螺旋排土器中的低流动状态；3）适合在盾构掘进施工现场开展渣土改良试验。