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作者：许勇;李哲宇;张炜;夏明;张康健;张志强;
单位：上海市隧道工程轨道交通设计研究院;南昌轨道交通集团有限公司;西南交通大学土木工程学院;
摘要：土压平衡盾构穿越富水复合地层时，常面临螺旋出土器喷涌和刀盘结泥饼风险。以南昌地铁4号线盾构隧道穿越的富水砾砂和泥质粉砂岩复合地层为研究对象，进行室内渣土改良试验，研究动态变化的复合地层中采用泡沫剂和膨润土泥浆联合改良的渣土改良方案及改良剂合理添加比。分析改良剂参数与土体力学参数间的相关性，得到改良剂参数对盾构推力和扭矩的影响规律。现场应用结果验证提出改良方案的有效性。研究结果表明，(1)砾砂渣土坍落度随改良剂添加比的增大而增大，渗透系数随改良剂添加比的增大而减小，当添加比>6%时，渣土渗透性已小于喷涌发生条件，改良剂合理添加比为6%～8%;(2)中风化泥质粉砂岩渣土的合理含水率区间为17.8%～21.1%,采用泡沫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，改良剂合理添加比为16.6%～21.4%;(3)渣土内摩擦角、抗剪强度均随泡沫剂和膨润土泥浆浓度增大而减小，盾构推力和扭矩受泡沫剂溶液和膨润土泥浆浓度的影响显著，均随改良剂浓度的增大而减小；(4)泡沫剂和膨润土泥浆用量均随中风化泥质粉砂岩地层占比增加而逐渐增大，改良参数优化后改良剂用量、盾构推力、扭矩等均明显下降，改良剂用量平均降幅为25.8%,盾构推力和扭矩平均降幅均超过15%,且盾构推力和扭矩波动较为稳定。
关键词：地铁;;土压平衡盾构;;掘进参数;;富水复合地层;;渣土改良
基金资助：国家自然科学基金高铁联合基金项目(U1934213);; 南昌轨道交通集团有限公司科研项目(2019HGKYB003)
