劉　輝， 楊海林

(中鐵隧道股份有限公司， 河南 鄭州　450000)

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長株潭城際鐵路淺埋高黏性上軟下硬不良地層土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)研究

劉輝， 楊海林

(中鐵隧道股份有限公司， 河南 鄭州450000)

摘要：針對土壓平衡盾構(gòu)在高黏性與上軟下硬地層中掘進(jìn)施工容易出現(xiàn)的問題，依托長株潭城際鐵路湘江隧道工程，對土壓平衡盾構(gòu)在淺埋高黏性上軟下硬地層掘進(jìn)施工技術(shù)進(jìn)行研究探討，通過改進(jìn)盾構(gòu)泡沫系統(tǒng)、改良盾構(gòu)刀具配置、優(yōu)化渣土改良等技術(shù)措施，較好地控制了地表沉降，確保盾構(gòu)安全順利掘進(jìn)，通過了淺埋高黏性上軟下硬地層。

關(guān)鍵詞：長株潭城際鐵路； 淺埋； 高黏性； 上軟下硬地層； 土壓平衡盾構(gòu)

0引言

隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)的大力發(fā)展，盾構(gòu)法隧道施工以其高效率、高質(zhì)量、對地表影響小等優(yōu)點，在市政、鐵路、軌道交通等隧道工程中得到了廣泛應(yīng)用。土壓平衡盾構(gòu)因具有占地小、對周邊環(huán)境影響小等特點，在城區(qū)內(nèi)施工有明顯優(yōu)勢。對于土壓平衡盾構(gòu)[1]施工技術(shù)，國內(nèi)外相關(guān)施工企業(yè)、專家等均進(jìn)行了大量的研究。文獻(xiàn)[2-4]對富水砂層中土壓平衡盾構(gòu)在施工過程中對土體的擾動、渣土的改良、掘進(jìn)參數(shù)的選擇等進(jìn)行了探討。文獻(xiàn)[5-12]對土壓平衡盾構(gòu)的渣土改良技術(shù)進(jìn)行了研究，總結(jié)了泡沫劑、膨潤土漿液等添加劑在渣土改良中的作用；其中文獻(xiàn)[12]通過工程實例，總結(jié)了不同類型的砂層中渣土改良技術(shù)，對添加劑的選擇進(jìn)行了分類及量化。文獻(xiàn)[13-14]對上軟下硬地層中土壓平衡的掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了研究；其中文獻(xiàn)[14]通過南昌上軟下硬地層施工實例，對該類型的地層中渣土改良技術(shù)進(jìn)行了研究。

由于地質(zhì)條件的多樣性，加上城市施工所面臨復(fù)雜的外部環(huán)境，如場地狹小、地下管線密布、周邊構(gòu)(建)筑物繁多等。土壓平衡盾構(gòu)施工除了需對不同的地質(zhì)條件進(jìn)行針對性分析研究，還需要從設(shè)備配置、施工工藝參數(shù)、渣土改良等諸多方面進(jìn)行綜合考慮。本文依托長沙—株洲—湘潭城際鐵路湘江隧道項目，將對土壓平衡盾構(gòu)穿越淺埋高黏性上軟下硬地層掘進(jìn)施工技術(shù)進(jìn)行研究，總結(jié)土壓平衡盾構(gòu)安全穿越此類地層的施工方法。

1工程概況

長株潭城際鐵路湘江隧道進(jìn)口—開福寺站區(qū)間，采用2臺開挖直徑為9.34 m的土壓平衡盾構(gòu)施工。盾構(gòu)自進(jìn)口明挖段始發(fā)，擬定始發(fā)段長度為300 m，始發(fā)設(shè)計縱坡為3%，洞頂埋深最小處為6.8 m，盾構(gòu)始發(fā)50 m后便需穿越南湖大市場建筑群。洞身穿越地質(zhì)主要為全至強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、礫巖，黏粉粒含量高，局部夾雜粉砂黏土層及粉細(xì)砂層、圓礫土層。始發(fā)段前150 m主要是上軟下硬地層及高黏性土復(fù)合地層， 開挖斷面頂部及上半斷面1～2 m內(nèi)為粗圓礫土及細(xì)圓礫土，該地層級配差，透水性強，下半斷面為全至強風(fēng)化礫巖，泥質(zhì)膠結(jié)，巖體已風(fēng)化呈黏塑性土狀，遇水崩解；后續(xù)始發(fā)段掘進(jìn)段主要穿越全至強風(fēng)化礫巖。地質(zhì)縱斷面見圖1。地質(zhì)鉆孔芯樣見圖2。

圖1　地質(zhì)縱斷面圖

(a)

(b)

本工程投入2臺海瑞克公司設(shè)計制造的直徑為9.34 m的土壓平衡盾構(gòu)，盾體長12 m，刀盤開口率為34%，共配置滾刀55把，超挖刀1把，邊刮刀16把，切刀104把；共設(shè)有8路泡沫系統(tǒng)，上、中、下均勻分布，推進(jìn)系統(tǒng)采用22組油缸，最大推力為70 000 kN。刀盤布置情況如圖3所示。

圖3　盾構(gòu)刀盤設(shè)計圖

2前期施工準(zhǔn)備及施工情況

2.1施工方法的選擇

1)建筑物保護加固措施?？紤]到建筑物的安全，盾構(gòu)下穿房屋前預(yù)先采用WSS工法對房屋基礎(chǔ)進(jìn)行預(yù)注漿加固。根據(jù)監(jiān)控量測情況，地表采用跟蹤注漿措施補償?shù)貙訐p失。

2)掘進(jìn)模式的選擇?？紤]到盾構(gòu)始發(fā)段埋深小且上部地層較為松散，采取全土壓模式掘進(jìn)。

3)渣土改良的方式。以泡沫劑加水改良為主，根據(jù)掘進(jìn)情況局部再增添膨潤土進(jìn)行改良。

4)同步注漿及二次注漿。同步注漿采用水泥砂漿，初凝時間為4～6 h，每5—8環(huán)采用水泥-水玻璃雙液漿進(jìn)行封閉，同時采用水泥漿進(jìn)行二次補充注漿。

2.2施工過程中出現(xiàn)的情況

在盾構(gòu)掘進(jìn)至端頭加固區(qū)后，逐漸建立土壓并采用全土壓模式，盾構(gòu)通過加固區(qū)進(jìn)入高黏性土及上軟下硬地層后，盾構(gòu)掘進(jìn)出現(xiàn)異常(分別選取了22—25環(huán)掘進(jìn)異常情況下的參數(shù)，見表1)，在掘進(jìn)至26環(huán)時，對地表進(jìn)行了加固，并對開艙進(jìn)行了檢查。在掘進(jìn)過程中主要幾種異常情況見表1。

表1　掘進(jìn)異常參數(shù)

1)渣土和易性較差，渣溫持續(xù)快速升高，渣土容易板結(jié)(主要是面板上及刀盤開口處)。

2)土艙及刀盤面板上的加水孔、泡沫注入孔等容易堵塞。

3)掘進(jìn)參數(shù)波動較大，尤其是扭矩與推力在單環(huán)內(nèi)的波動達(dá)到30%～40%，刀具磨損嚴(yán)重。

4)單位出渣量不均衡，單元段內(nèi)(理論上每掘進(jìn)一定距離出渣一礦斗車)出渣量有一定偏差。

掌子面地質(zhì)情況見圖4，糊刀渣樣見圖5。

3異常情況分析

3.1客觀環(huán)境

盾構(gòu)穿越上軟下硬黏性地層，埋深較小，掘進(jìn)模式采用全土壓模式，艙內(nèi)堆滿渣土，加之巖層崩解后黏度較高，在掘進(jìn)過程中刀盤扭矩易達(dá)到極限，掘進(jìn)速度難以提升，刀盤長時間在滿艙高黏性渣土中轉(zhuǎn)動，極易導(dǎo)致渣溫升高，渣土固結(jié)堵塞刀盤刀孔、開口，導(dǎo)致刀盤結(jié)泥餅嚴(yán)重，刀具異常磨損。

圖4　掌子面地質(zhì)情況

圖5　糊刀渣樣

3.2機械設(shè)備

由于土艙內(nèi)為滿艙渣土，泡沫系統(tǒng)打入阻力大，在單泵多管路系統(tǒng)下，極易造成個別管路堵塞，且難以及時發(fā)現(xiàn)堵塞管路的位置并進(jìn)行疏通，導(dǎo)致添加劑不均衡影響渣土改良的效果。中心區(qū)域的刀具布置對高黏性土地層不適應(yīng)，渣土容易粘聚在中心刀附近板結(jié)，掘進(jìn)不暢。

3.3主觀因素

渣土改良效果不佳是導(dǎo)致掘進(jìn)不暢最主要的原因之一。渣土的流動性、和易性差，不利于螺旋輸送機的排土，從而導(dǎo)致刀盤扭矩、推力過大，渣土在刀盤上板結(jié)形成泥餅，對掘進(jìn)施工產(chǎn)生了不良的影響。

4方案對策

4.1設(shè)備系統(tǒng)的改造

4.1.1泡沫系統(tǒng)改造

盾構(gòu)原泡沫系統(tǒng)為“單泵多管”系統(tǒng)，經(jīng)常出現(xiàn)泡沫管堵塞現(xiàn)象，而且很難排查哪個管道泡沫孔被堵塞，即便發(fā)現(xiàn)因泵的壓力不足，也難以疏通。針對這種情況擬將原泡沫系統(tǒng)改造為“單管單泵”系統(tǒng)，保證每一路泡沫管的注入壓力。

4.1.2刀具配置調(diào)整

從開艙情況來看，中心刀區(qū)域渣土板結(jié)最為嚴(yán)重，在刀具選型與配置方面，主要對開口面積小的中心區(qū)刀具進(jìn)行了更換，擬將2把中心雙刃滾刀、3把低刀位單刃滾刀更換為 “羊角刀”，以增大中心區(qū)的開口面積，提高渣土自掌子面向土艙內(nèi)的流動效率。

4.1.3刀盤加水設(shè)施改造

泥質(zhì)砂巖吸水率高，經(jīng)刀盤削落并在土艙中攪拌之后，體積膨脹系數(shù)較大。為增大渣土改良效果，擬在盾構(gòu)前體面板中心區(qū)靠近旋轉(zhuǎn)接頭位置增加了一路直徑為50 mm的高壓加水管路，最大壓力可達(dá)1.7 MPa。高壓管路不僅能用于渣土改良加水，還可以直沖刀盤背部，對刀盤有沖刷作用。

4.2渣土改良添加劑進(jìn)行跟蹤試驗

4.2.1對泡沫劑發(fā)泡效果進(jìn)行檢驗

泡沫劑發(fā)泡效果是影響渣土改良的因素之一。為保證渣土改良的效果，擬選擇幾種泡沫劑對發(fā)泡效果進(jìn)行試驗，采用發(fā)泡效果最好的泡沫劑對渣土進(jìn)行改良。

4.2.2渣土改良添加劑進(jìn)行跟蹤試驗

參考其他項目的施工經(jīng)驗及專家經(jīng)驗[5-9]，擬對土艙內(nèi)渣土分別進(jìn)行添加劑改良試驗。

1)單一膨潤土作為渣土改良劑試驗。

2)單一泡沫劑渣土改良試驗[9，11]。

3)泡沫劑+膨潤土雙重改良試驗[6]。

4)分散劑浸泡刀盤剝除泥餅試驗。

根據(jù)結(jié)果選取最適合目前地層的方案進(jìn)行渣土改良。

5方案實施效果及分析

5.1泡沫系統(tǒng)改造

5.1.1方案實施

棄用了原盾構(gòu)的“單泵多管路”系統(tǒng)，采用“單管單泵”系統(tǒng)，每一條泡沫管路均對應(yīng)一臺泡沫注入泵，每個管路單獨壓力可達(dá)1 MPa。改造后的泡沫系統(tǒng)如圖6所示。

圖6　改造后的泡沫系統(tǒng)

5.1.2實施效果及分析

采用單管單泵系統(tǒng)后，由于每根泡沫管路的注入壓力及流量均得到保證，即便出現(xiàn)泡沫孔堵塞，也能很方便地從注入泵壓力變化判斷堵塞管路和位置，并通過增加泵的注入壓力對管路進(jìn)行疏通。通過泡沫注入系統(tǒng)的改造，泡沫注入孔被堵塞的情況得到了控制，泡沫注入的均勻性也大大提高，有利提升了渣土的改良效果。

5.2刀具配置調(diào)整

5.2.1方案實施

在首次開艙過程中，將刀盤中心區(qū)刀具進(jìn)行了更換，將2把中心雙刃滾刀、3把低刀位單刃滾刀更換為“羊角刀”。

5.2.2實施效果及分析

雖然對中心區(qū)域的刀具進(jìn)行了更換，增加了刀盤的開口率，但相對于整個面板來說增加的程度有限。雖然一定程度改善了中心區(qū)域渣土固結(jié)的現(xiàn)象，但對緩解刀盤面板上渣土固結(jié)情況效果一般，對今后刀盤設(shè)計可以給予指導(dǎo)意義。

5.3對泡沫劑效果進(jìn)行檢驗

5.3.1方案實施

通過泡沫發(fā)生器試驗、注入艙內(nèi)試驗攪拌改良渣土，對3種不同品牌的泡沫劑進(jìn)行了對比試驗。

1)對泡沫劑發(fā)泡效果比選試驗。按照泡沫劑原液∶水=1∶12，泡沫設(shè)定發(fā)泡率為9%，均取3種品牌泡沫劑發(fā)泡后的泡沫20 L，做靜置試驗，對其泡沫消散持續(xù)時間進(jìn)行統(tǒng)計，每經(jīng)過1 h記錄其體積變化，持續(xù)時間最長的為最優(yōu)。泡沫劑發(fā)泡后靜置消散統(tǒng)計如表2所示。

表2泡沫劑發(fā)泡后靜置消散統(tǒng)計

Table 2Dissipating comparison and contrast among different foaming agents

品牌剩余比例/%1h2h3h4h5hA80602000B90703000C9575503010

2)攪拌渣土改良實驗。在開艙條件下， 3種品牌泡沫劑分別取20 L，泡沫劑原液∶水=1∶12，泡沫設(shè)定發(fā)泡率為9%，注入土艙與渣土攪拌混合，測定其坍落度，觀察其流動性。渣土坍落度實驗如表3所示。

表3　渣土坍落度實驗

5.3.2實施效果及分析

通過2個比對試驗，不同泡沫劑發(fā)生的泡沫消散時間差距很大，對渣土流動性也有一定的影響，選擇合適的泡沫劑對渣土改良的效果影響很大，通過上述的2個實驗，在后續(xù)的掘進(jìn)當(dāng)中，采用了消散持續(xù)時間長的泡沫劑進(jìn)行渣土改良，不但改善渣土的流塑性及對渣土的包裹性，通過泡沫劑的潤滑作用還降低了刀盤、螺旋輸送機扭矩及千斤頂?shù)耐屏?，減輕了刀具磨損，有效地降低了渣溫，防止渣土的板結(jié)也有明顯的效果，在后續(xù)施工中選取了C品牌的泡沫劑對渣土進(jìn)行了改良。

5.4渣土改良添加劑的跟蹤試驗

5.4.1方案實施

渣土改良添加劑的選擇對渣土改良的效果起到了決定性的作用，為了改善盾構(gòu)在該地層的掘進(jìn)需要，對改良劑進(jìn)行試驗，挑選適合該地層掘進(jìn)需要的改良劑。

根據(jù)原定方案，分別采用膨潤土漿液、泡沫劑、泡沫劑+膨潤土漿液、分散劑進(jìn)行渣土改良，并對試驗效果進(jìn)行跟蹤。

5.4.2選用膨潤土添加劑進(jìn)行試驗

膨潤土漿液細(xì)滑，漿液分子易進(jìn)入渣土塊空隙，對黏性固結(jié)塊進(jìn)行分解，改善渣塊的密實性和流塑性，以達(dá)到渣土改良的目的。

5.4.2.1膨潤土膨化試驗

選用膨潤土前，分別選取鈉基與鈣基2種膨潤土進(jìn)行膨化試驗，對其黏稠度進(jìn)行對比選用，選取鈉基、鈣基濃度分別為1∶10進(jìn)行黏稠度對比試驗，選定膨化效果好的膨潤土進(jìn)行后續(xù)試驗，具體情況見圖7。根據(jù)上述試驗結(jié)果，選取納基膨潤土不同濃度進(jìn)行對比試驗，選擇合適的濃度進(jìn)行調(diào)配膨潤土漿液，具體情況見圖8。通過試驗可以發(fā)現(xiàn)1∶10納基膨潤土的膨化效果較好。

圖7　相同濃度鈉基鈣基膨潤土黏度變化曲線

Fig. 7Viscidity variation of sodium-based bentonite and calcium-based bentonite with same concentration

圖8　不同濃度泥漿納基膨潤土黏度變化曲線

Fig. 8Viscidity variation of sodium-based bentonite and calcium-based bentonite with different concentrations

5.4.2.2實施效果及分析

添加膨潤土作為渣土改良劑進(jìn)行掘進(jìn)試驗，掘進(jìn)速度下降明顯，扭矩增大明顯，渣溫隨之升高，膨潤土膨化后黏度很大。雖然渣土中含有部分松散的卵石顆粒，但因渣土黏粒成分較高，本身就具備造漿能力，加入膨潤土后，渣土黏度更高，擴散性和流動性都變得更差?？傮w來說，單獨使用膨潤土改良效果不佳。

5.4.3單獨泡沫劑作為添加劑跟蹤試驗

5.4.3.1方案實施

選取5.3節(jié)試驗中效果較好的C品牌泡沫劑結(jié)合改造后的泡沫注入系統(tǒng)對渣土進(jìn)行改良試驗，設(shè)定泡沫∶水=1∶12，發(fā)泡率為9%。

5.4.3.2實施效果及分析

在全土壓模式下，渣土流塑狀有明顯改善，渣土的和易性較好，能實現(xiàn)連續(xù)出渣，扭矩較原掘進(jìn)狀態(tài)低，且在掘進(jìn)過程中參數(shù)較為穩(wěn)定未出現(xiàn)較為明顯的波動(具體參數(shù)見表4)，便于盾構(gòu)掘進(jìn)操作，能實現(xiàn)平穩(wěn)掘進(jìn)施工。由于這種地層黏粒含量較高，渣土本身造漿能力比較強，渣土比較黏，本次試驗利用泡沫劑的離散性，增強了渣土的流動性，又充分利用渣土本身黏粒產(chǎn)生的漿液穩(wěn)定了土壓，對松散地層的孔隙起到了填充與封閉的作用，較有效對渣土進(jìn)行了改良，總體來說改良效果較好。

表4　48環(huán)掘進(jìn)參數(shù)

5.4.4添加劑為泡沫劑加膨潤土試驗

5.4.4.1方案實施

盾構(gòu)在全土壓模式下，正常注入泡沫劑(設(shè)定泡沫∶水=1∶12，發(fā)泡率為9%)，同時注入膨潤土漿液(濃度1∶10，膨化時間12 h)。

5.4.4.2實施效果及分析

出渣效果有所改善，出渣呈流塑狀，掘進(jìn)速度無明顯上升，出渣連續(xù)穩(wěn)定，渣溫仍較高，約48 ℃，具體參數(shù)見表5。相對于單一泡沫劑作為添加劑，在穩(wěn)定土壓、改善出渣效果方面有所提升。泡沫劑改善刀盤前方掌子面切削下的渣土，膨潤土漿液與泡沫劑混合也同時改良土艙內(nèi)渣土，但在高黏性地層中對渣土改良效果與單獨采用泡沫劑相對比渣土改良的效果無明顯優(yōu)勢，從施工功效及經(jīng)濟角度考慮，添加泡沫劑加膨潤土作為改良劑的方案不如僅添加泡沫劑的方案。

表5　52環(huán)掘進(jìn)參數(shù)

5.4.5分散劑浸泡試驗

5.4.5.1方案實施

在盾構(gòu)停機過程中，向土艙注入分散劑溶液，利用分散劑溶液對結(jié)泥餅刀盤進(jìn)行浸泡，通過分散劑分子作用，達(dá)到分解泥餅作用，分散劑∶水=1∶6(質(zhì)量比)。在保持土艙上部壓力為1.0的情況下，分4次加入，共加入7.8 m3分散劑溶液，浸泡12 h。

5.4.5.2實施效果及分析

分散劑浸泡后，恢復(fù)掘進(jìn)，出渣不連續(xù)，容易出現(xiàn)噴渣的現(xiàn)象。扭矩、推力增大，速度減慢，具體參數(shù)見表6，掘進(jìn)效果不理想。由于停機注入分散劑浸泡，分散劑作為溶液，大量地注入，艙內(nèi)充滿水溶液，噴渣成為必然現(xiàn)象。長時間浸泡，掌子面受到溶液侵蝕，風(fēng)化更嚴(yán)重，易造成掌子面不穩(wěn)定，反而增加了施工的難度。添加分散劑，功效很低，每次使用都需要浸泡12 h以上，在現(xiàn)場實用性不強，且對預(yù)防渣土板結(jié)及優(yōu)化渣土改良的效果不明顯，不適用在該種地層中使用。

表6　60環(huán)掘進(jìn)參數(shù)

5.5幾種添加劑方案對比分析

通過以上幾種添加劑方案對比試驗，泡沫劑加膨潤土漿液方案及單獨添加泡沫劑方案較適應(yīng)這種高黏性上軟下硬地層，無論是渣土的和易性、流動性均有明顯的改善，對控制渣土溫度升高及板結(jié)也有一定的效果。而且能有效地穩(wěn)定土壓力，對頂部松散地層的孔隙起到了填充和封閉的效果。相對于其他2種方案來說，效果較好。

其中添加泡沫劑加膨潤土的方式對渣土進(jìn)行改良相對于單一添加膨潤土的方式，在對封閉上層松散地層的空隙及穩(wěn)定土壓方面的效果稍好，但是在高黏性地層本身的造漿能力較為突出的情況下，這種優(yōu)勢并不明顯，因需要添加2種添加劑，對設(shè)備提出一定的要求，而且無論從經(jīng)濟角度還是施工工效來說，不如僅添加單一的泡沫劑的方式對渣土進(jìn)行改良。在上部為松散土質(zhì)的上軟下硬地層，且地層黏粒含量不高的情況下，對解決全土壓模式掘進(jìn)的渣土改良提供了思路。

6結(jié)論與建議

盾構(gòu)在淺埋高黏性上軟下硬地層掘進(jìn)施工中存在最主要問題即克服全土壓掘進(jìn)下的刀盤結(jié)泥餅，以及刀盤結(jié)泥餅之后帶來的渣溫升高、扭矩變化、掘進(jìn)速度等問題，通過本項目施工中采取的措施，在淺埋高黏性上軟下硬地層有以下體會和建議。

6.1在盾構(gòu)設(shè)計制造階段

1)增大刀盤開口率，尤其是中心區(qū)域的開口率，有利于前方切削渣土直接流入土艙，同時減小刀盤中心區(qū)結(jié)泥餅概率。

2)改進(jìn)盾構(gòu)泡沫系統(tǒng)及加水設(shè)施，在刀盤攪拌臂上不僅設(shè)計有泡沫孔，還能加入高壓水孔，可以直接改良刀盤掌子面切削土體，對切削下的土體直接改良，增加其流動性，減小其黏性，有利切削，又能使掌子面渣土改良后順利流入土艙，減小結(jié)泥餅概率。

3)考慮全土壓模式下刀盤前方渣土改良效果，刀盤面板前盡量多布泡沫孔或加水孔，使切削下來的渣土在進(jìn)入土艙前，改良均勻，避免刀盤結(jié)泥餅。

4)在上軟下硬地層采用全土壓模式的情況下，要充分考慮刀盤驅(qū)動功率，以實現(xiàn)在全土壓模式下提高掘進(jìn)速度，加強土艙內(nèi)渣土的置換，有效避免渣土在艙內(nèi)長時間的攪拌發(fā)熱。

6.2施工階段

1)淺埋段高黏性地層施工主要以控制地表沉降為主，掘進(jìn)模式采用全土壓推進(jìn)模式(滿艙)。全土壓掘進(jìn)模式極易造成刀盤結(jié)泥餅，但通過有效的渣土改良，合理的出渣管理，雖不能徹底解決刀盤結(jié)泥餅問題，但是在保證建筑安全、控制地表沉降量方面不失為一種有效的方法。

2)高黏性上軟下硬地層建議渣土改良采用泡沫劑+水進(jìn)行改良。在開挖斷面圓礫層、砂層分布較多，地層本身造漿能力不足的情況下采用泡沫劑+膨潤土漿液+水改良，能有效地對渣土進(jìn)行改良并能穩(wěn)定土艙壓力。

3)有計劃地每施工一階段即進(jìn)行開艙清理刀盤作業(yè)，也是保證連續(xù)有效掘進(jìn)的好措施。

4)在施工盾構(gòu)隧道穿越的地層具有一定自穩(wěn)性的情況下，掘進(jìn)模式建議采用土壓平衡模式(氣壓模式)進(jìn)行掘進(jìn)，此模式下主要還是加大渣土改良力度，需嚴(yán)格控制掘進(jìn)速度，使其與渣土改良能力相匹配，保證渣土改良，減小刀盤結(jié)泥餅概率，保證盾構(gòu)連續(xù)掘進(jìn)施工。

6.3下一步研究的意義

上軟下硬地層的盾構(gòu)掘進(jìn)施工由于區(qū)域地層的差異，施工方法及渣土改良的方式也需進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整，在后續(xù)的施工中還需要進(jìn)一步探索、研究。

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Construction Technologies for EPB Shied Boring in Hard-soft Heterogeneous Ground with High Viscidity: A Case Study on A Shallow-covered Shield Tunnel on Changsha-Zhuzhou-Xiangtan Intercity Railway

LIU Hui, YANG Hailin

(ChinaRailwayEngineeringStockCo.,Ltd.,Zhengzhou450000,Henan,China)

Abstract:It is difficult for the earth pressure balance (EPB) shield tunneling in hard-soft heterogeneous ground with high viscidity. As a result, the construction technologies for EPB shield boring in hard-soft heterogeneous ground with high viscidity, such as improving the foaming system, improving the arrangement of cutting tools and improving the ground conditioning, are studied and then used. The results show that the ground surface settlement is brought under effective control and the safety of shield boring in hard-soft heterogeneous ground with high viscidity is guaranteed by using above-mentioned technologies.

Keywords:Changsha-Zhuzhou-Xiangtan Intercity Railway; shallow cover; high viscidity; hard-soft heterogeneous ground; EPB shield

中圖分類號：U 455

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1672-741X(2016)02-0221-07

DOI:10.3973/j.issn.1672-741X.2016.02.015

作者簡介：第一 劉輝(1982—)，男，湖南衡陽人，2004年畢業(yè)于福州大學(xué)，土木工程專業(yè)，本科，工程師，主要從事地下工程技術(shù)管理工作。E-mail: 21534643@qq.com。

收稿日期：2015-10-08; 修回日期: 2015-12-20