1、粘土中的渣土改良方案一、基本情況近段時間源天盾構(gòu)項目部在珠江新城旅游觀光線的盾構(gòu)施工過程中，出現(xiàn)掘進緩慢，刀盤結(jié)泥餅等現(xiàn)象，影響了施工進度。其中先后試用了ELCO，東莞明潔和巴斯夫的麥斯特等三種品牌發(fā)泡劑，效果均不是很明顯，沒有解決根本問題。經(jīng)同相關人員溝通和現(xiàn)場了解情況，在盾構(gòu)機始發(fā)階段，有約十多環(huán)砂層，噴涌厲害，采用日本TAC高分子材料和ELCO發(fā)泡劑搭配改良渣土，解決了噴涌問題。隨后進入8號粘土層，渣土粘度大，推進困難。在第19環(huán)（約10月12號）項目部撤下ELCO發(fā)泡劑，換上另一品牌泡沫劑，在16號晚我司接到項目部電話，告之結(jié)泥餅厲害，掘進不順利。17號上午我方派人到現(xiàn)場了解情況，盾構(gòu)
2、機已經(jīng)開倉清理過泥餅，當天已經(jīng)掘進到23環(huán)，25日再到現(xiàn)場了解情況，已經(jīng)掘進到40環(huán)，平均每天2環(huán)左右，其間一直在試用另兩種發(fā)泡劑，但沒有根本解決問題。二、原因分析在此過程中項目部采取各種措施來解決問題，但由于地層條件惡劣等因素，目前未能根本解決此難題。經(jīng)過多年的工程實踐，我方認為如下因素會導致這種不利情況出現(xiàn)：1.盾構(gòu)通過地層條件差，廣州這種典型的復合地層對盾構(gòu)施工是個極大的考驗。在這種粘土層中，經(jīng)過改良劑和水的浸潤，在刀盤的攪拌下，土體粘度增大，很容易粘附在刀盤上，同時由于相互之間的摩擦產(chǎn)生瞬間高熱，使土體結(jié)焦附著在刀盤上不易除掉。2.泡沫劑等外加劑使用不當，在不同的盾構(gòu)條件下，泡沫劑的使
3、用參數(shù)應做相應調(diào)整，包括注入率，發(fā)泡倍率，稀釋倍率，流量等。正確使用泡沫劑有利于防止結(jié)泥餅，降低扭矩，提高工作效率。3.使用工藝不恰當，在惡劣地質(zhì)條件下，刀盤轉(zhuǎn)速，推進速度，螺旋劑排土速度，外加劑的配合使用都會影響施工質(zhì)量。三、產(chǎn)品介紹針對項目部目前出現(xiàn)的問題和對其影響因素的分析，我們建議采取ELCO高分子材料和發(fā)泡劑配合使用來預防和解決盾構(gòu)機在粘土層中的掘進問題。ELCO STP 401A是一種長鏈分子的有機化合物,可以單獨使用，也可與膨潤土及泡沫配合使用。當高分子材料與渣土混合時，這種長鏈分子就會附著在渣土顆粒的表面形成高分子膜，當這些顆粒相互碰到一起時，聚合物分子就將顆粒粘結(jié)在一起形成網(wǎng)
4、絡結(jié)構(gòu)，防止水分滲透，改良渣土的和易性。ELCO高分子材料的水溶液注入到砂層中，在地層中發(fā)生交聯(lián)反應，形成凝膠體系，迅速鎖住水分，以此降低高含水地層的滲透率，防止噴涌。ELCO高分子材料的稀溶液亦可使用在粘性土中，它能夠在渣土的表面形成一層韌性的高分子膜，具有極好的潤滑性能，防止土倉內(nèi)結(jié)泥餅，使其粘土成塑性流動，減少刀具和皮帶的磨損。在實際使用時，在沙礫層中建議按25的比例稀釋，注入率為1020；在粘性土中建議按0.31的比例稀釋，注入率為2540。當與其他外加劑配合使用時，請酌量增減。具體使用參數(shù)參考下表。表1：高分子材料應用實例指標砂層粘土層盾構(gòu)機外徑R，m6.256.25橫截面積S，m2
5、30.730.7推進速度v，mm/min4040單位長度渣土體積，m3/m30.730.7改良劑注入率10%30%改良劑注入量，m3/m3.079.21改良劑稀釋倍數(shù)20.5原液注入量，L/m6.144.61稀釋液注入流量，L/min122.8368.4原液注入流量，L/min0.250.18四、解決方案基于以上介紹，我司推薦使用發(fā)泡劑高分子材料兩種外加劑來預防和解決這種情況。這種方案不僅在理論上上文有所闡述并且可行，在實際操作上也可以實施。因為在此項目始發(fā)階段就是采用這種方法來對付砂層的，并且經(jīng)過我方考察，在盾構(gòu)機的后配套臺車上已經(jīng)安裝的泡沫桶和高分子材料桶的管路裝置都在，實施這個項目不再需
6、要繼續(xù)改動。但是，是否我們就能夠安裝前段對付砂層的工藝，在粘土層也加入相同比例和劑量的發(fā)泡劑和高分子材料呢？這里我方必須強調(diào)一點，在砂層中和粘土層中高分子改良劑的添加方法和比例是不相同的，否則會起不到相關作用或引起反作用。這是因為我們ELCO高分子材料是一種分子量很大的長鏈化合物，具有很強的吸水能力，在砂層中稀釋濃度較高（25），使它能夠吸收水分，聚集沙粒。而在粘土層中要以很低的稀釋濃度（0.30.5）來使用，否則它會吸收粘土中的水分，使渣土更干，更易結(jié)塊，這是因為在粘土中主要是靠高分子的分散性和潤滑性在作用于渣土的，這不同于其他的分散劑等改良劑（往往需要添加百分之十甚至更多的量）。據(jù)此我方提供一組參數(shù)供使用參考：表2：添加劑的使用參數(shù)指標發(fā)泡劑高分子盾構(gòu)機外徑R，m6.256.25橫截面積S，m230.730.7推進速度v，mm/min4040單位長度渣土體積，m3/m30.730.7改良劑注入率20%10%改良劑注入量，m3/m6.143.07發(fā)泡倍率8改良劑稀釋倍數(shù)30.5原液注入量，L/m23.021.54稀釋液注入流量，L/min30.7122.8原液注入流量，L/min0.920.061注：以上僅供參考，應根據(jù)實際情況調(diào)整發(fā)泡劑和高分子材料的比例，分別選擇注入管路數(shù)目。
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