盾构砂性渣土-泡沫混合物渗透性影响因素研究

王海波， 王树英， 胡钦鑫， 刘朋飞

(中南大学土木工程学院， 湖南 长沙 410075)

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土压平衡盾构被广泛应用于隧道施工。由于富水砂性地层水土易分离，采用土压平衡盾构难以形成流塑性良好的渣土，会造成压力舱闭塞致使刀盘扭矩上升、排土不畅，或由于排土口水压过大而发生喷涌，最终诱发开挖面失稳[1]。因此，解决富水砂性地层的渗透性问题对土压平衡盾构隧道施工的进度和安全有着重要意义。国内外开展了一系列关于砂土-泡沫混合物渗透性的研究。乔国刚[2]采用常水头与变水头对比试验，通过改变泡沫掺入比、泡沫剂体积分数、含水量和泡沫剂的种类，分别对泡沫改良后细砂和粗砂的渗透系数进行测定。黄俐等[3]采用常水头试验，通过控制泡沫的掺入量、含水量和泡沫剂体积分数等，测定了黏性土与砂土的渗透系数。邱龑等[4]通过常水头试验，测定了采用泡沫剂、膨润土和聚合物改良后的富水砂性土渗透系数K。彭磊等[5]对砾砂土地层的泡沫改良技术进行了室内试验研究，分析了气液流量比、含水率和泡沫掺量对塑流性的影响以及改良前后土样渗透系数的变化规律。苏立君等[6]开展了单一粒径级砂土和多粒径混合砂土的常水头渗透试验，讨论了曲率系数和不均匀系数等级配参数对渗透性的影响，并将单一粒径级砂土的研究成果推广到天然砂土。杨兵等[7]采用常水头试验方法，研究了砂土不均匀系数、曲率系数、平均粒径和孔隙比对渗透系数的影响，并用正交试验方法对各影响因素进行了显著性分析，采用控制变量法进一步研究了各因素与渗透系数的关系。……