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盾构施工讨论最多的两个永恒主题是喷涌和结泥饼。盾构掘进只要不喷涌和不结泥饼，盾构掘进参数会很好，不会导致超方现象发生。现根据个人认识详细讨论下土压平衡盾构渣土改良。 喷涌与结泥饼以前专家、学者们都将其归结于多种原因。喷涌认为是地层含水量多、水压大、渣土细颗粒少、螺旋输送机为带式螺旋、盾尾后方管片流入土仓水多等。结泥饼认为是地层含黏粒多、刀盘开口率小、土仓压力高、渣土改良不好等。喷涌与结泥饼是由多种原因造成的，但肯定是有主因的，一味找辅因，又无法解决，实际上无任何意义。 笔者曾经在以前的微信公众号提出过喷涌与结泥饼的本质：喷涌是渣土中的自由水多了，结泥饼是渣土中的弱结合水少了。 喷涌实际上是随着盾构掘进，螺旋输送机出渣，螺旋输送机出渣口（后闸门）处渣土压力高于标准大气压，出渣口内外有较大的压差，导致渣土大量喷射而出，皮带机无法带走，造成下部落渣，严重影响盾构施工进度。为防止超方土仓渣土是有一定压力的，渣土压力传递是递减的，如果土仓渣土压力到出渣口时能够递减为标准大气压就不会造成喷涌。渣土的压力递减主要取决于渣土内摩擦角，内摩擦角越大，递减率越小，含自由水的渣土内摩擦角都很大，因此渣土在压力作用下含自由水的渣土一般都会造成喷涌。 结泥饼是渣土中弱结合水没了，只有土颗粒和强结合水，结泥饼过程实际上是一块或多块渣土在压力作用下将其中的弱结合水挤走导致的。为防止结泥饼现象的产生，渣土中必须有大量的弱结合水，并且在压力作用下弱结合水也不会被挤走。 因此，渣土必须达到在压力作用下无自由水并且有大量的弱结合水，渣土压力传递系数值小。只有聚合物能够真正达到所需渣土效果，聚丙烯酰胺能将自由水转换为弱结合水，降低渣土压力传递系数。渣土在坍落度值相同前提下加入的聚丙烯酰胺量越多，渣土中弱结合水量越多，越不容易结泥饼。在渣土含弱合水量相等前提下加入的聚丙烯酰胺量越多，渣土压力传递系数值越小，越不容易喷涌。理论上加入聚丙烯酰胺量要达到渣土中有大量弱结合水并且渣土压力传递系数值小的状态，这样即不容易喷涌也不容易结泥饼。 成都轨道交通19号线二期工程砂卵石地层、复合泥岩和泥岩地层渣土改良都加过低浓度聚丙烯酰胺水溶液，渣土改良效果良好，能够达到即不容易喷涌也不容易结泥饼的状态。当个别区间复合地层盾构掘进土仓压力很高，螺旋输送机出渣口渣土压力超过标准大气压，喷涌时皮带也能带走。 |
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