富水圓礫地層盾構(gòu)渣土改良技術(shù)研究

陳先智， 成 勇， 楊小龍， 劉 飛， 胡欽鑫， 劉朋飛

(1. 中鐵開(kāi)發(fā)投資集團(tuán)有限公司， 云南 昆明 650118； 2. 中鐵五局集團(tuán)有限公司城市軌道交通工程分公司，湖南 長(zhǎng)沙 410205； 3. 中南大學(xué)土木工程學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410075)

0 引言

土壓平衡盾構(gòu)作為一種在軟土地層中施工速度快、安全性高的施工機(jī)械，在城市地鐵的建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)土壓平衡盾構(gòu)在富水圓礫地層中掘進(jìn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)刀具磨損大、土艙溫度高和噴涌等問(wèn)題。特別是當(dāng)?shù)叵滤桓?、土層中?xì)粒含量低時(shí)，水極易從地層中攜帶著細(xì)小的泥砂由螺旋輸送機(jī)出渣口噴出，從而造成噴涌。輕微的噴涌會(huì)導(dǎo)致渣土和水在盾構(gòu)管片拼裝作業(yè)區(qū)淤積，影響盾構(gòu)正常施工； 嚴(yán)重的噴涌會(huì)造成水土流失，導(dǎo)致較大的地表沉降甚至掌子面失穩(wěn)。因此，盾構(gòu)在該類地層中掘進(jìn)時(shí)，渣土不僅需具有一定塑流性以保證渣土順利排出，還需具有較好的抗?jié)B性以防止噴涌發(fā)生。在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，向盾構(gòu)刀盤(pán)前方、土艙和螺旋輸送機(jī)中注入改良劑提高渣土塑流性和降低渣土滲透性是保證盾構(gòu)安全掘進(jìn)的最有效手段[1-2]。

目前，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)渣土改良技術(shù)進(jìn)行了研究。在改良渣土塑流性方面，Peila等[3]采用坍落度試驗(yàn)評(píng)價(jià)泡沫改良渣土塑流性，發(fā)現(xiàn)隨著渣土中粗粒含量增多，合理改良參數(shù)范圍縮小。葉新宇等[4]依托南昌泥質(zhì)粉砂巖地層開(kāi)展渣土改良試驗(yàn)工作，得出理想改良狀態(tài)下渣土的坍落度為170～200 mm。Vinai等[5]通過(guò)螺旋輸送機(jī)排土試驗(yàn)，得出泡沫改良砂土的理想坍落度為150～200 mm。在改良渣土滲透性方面，Huang等[6]研究了不同渣土粒徑對(duì)改良渣土的滲透性影響規(guī)律。Budach等[7]考慮盾構(gòu)拼裝管片和其他因素，認(rèn)為改良渣土滲透系數(shù)需保持在10-5m/s以下至少90 min，并對(duì)不同級(jí)配泡沫改良渣土進(jìn)行常水頭試驗(yàn)，結(jié)果表明泡沫能夠降低渣土滲透系數(shù)至原狀土的1/10～1/100。Quebaud等[8]通過(guò)常水頭滲透試驗(yàn)測(cè)試改良砂土的滲透性，發(fā)現(xiàn)發(fā)泡率較小的泡沫對(duì)砂土滲透性的改良更加明顯。王海波等[9]采用等效粒徑的方法研究砂土級(jí)配和泡沫改良砂土的滲透性，發(fā)現(xiàn)隨著等效粒徑的增大，滲透系數(shù)隨時(shí)間變化越快，即泡沫-砂土的敏感性更高。申興柱等[10]依托深圳地鐵進(jìn)行膨潤(rùn)土泥漿改良砂土試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)相同注入比的情況下，渣土的滲透系數(shù)隨著泥漿和羧甲基纖維素(CMC)體積分?jǐn)?shù)的增大而降低。賀少輝等[11]和張淑朝等[12]設(shè)計(jì)了改良渣土防噴涌性能試驗(yàn)裝置，研究蘭州砂卵石地層高水壓條件下盾構(gòu)掘進(jìn)改良渣土抗?jié)B性的定量試驗(yàn)?zāi)M與測(cè)試方法，發(fā)現(xiàn)砂卵石原狀土樣因?yàn)闈B透系數(shù)過(guò)大，在試驗(yàn)中無(wú)法形成有效壓力，采用泡沫和膨潤(rùn)土泥漿綜合改良可顯著改善渣土抗水擊穿能力。

通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)外主要針對(duì)泡沫改良渣土的各項(xiàng)物理指標(biāo)進(jìn)行研究和機(jī)制探討，而國(guó)內(nèi)的研究雖包含泡沫、膨潤(rùn)土和高分子聚合物，但大多為針對(duì)某個(gè)具體工程進(jìn)行改良試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果難以運(yùn)用到其他工程中。因此，為解決土壓平衡盾構(gòu)在昆明地鐵富水圓礫地層中掘進(jìn)時(shí)的噴涌問(wèn)題，采用膨潤(rùn)土泥漿、高分子聚合物和泡沫作為改良材料，開(kāi)展室內(nèi)渣土改良試驗(yàn)，分析改良后的圓礫渣土塑流性和滲透性，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定合適的改良劑添加比，以期為類似地層的盾構(gòu)施工提供參考。

1 試驗(yàn)介紹

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用在昆明地鐵4號(hào)線某車站基坑開(kāi)挖出的圓礫土作為試驗(yàn)材料，通過(guò)篩分和滲透試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)圓礫中主要含礫石(2 mm

盾構(gòu)施工中常用的改良劑主要有水、表面活性劑、黏土礦物和聚合物。水的作用是增加渣土的塑流性，并減小刀具摩擦；泡沫能夠降低渣土的滲透性，增強(qiáng)渣土的塑流性，減小對(duì)刀具的磨損；膨潤(rùn)土泥漿和聚合物溶液均為具有一定黏度的流體，可較好地填充渣土的孔隙，對(duì)渣土滲透性具有較為顯著的改良效果。泡沫在粗粒含量大的地層中改良效果差，渣土含水率過(guò)高易導(dǎo)致孔隙中的泡沫破活性劑具有較強(qiáng)的減磨作用，且泡沫可防止聚合物過(guò)度使用導(dǎo)致的結(jié)泥餅問(wèn)題。因此，擬采用泡沫、膨潤(rùn)土泥漿和聚合物3種改良劑相結(jié)合的方案改良渣土，其中羧甲基纖維素(CMC)的主要作用是增加泥漿黏度，而聚丙烯酰胺(PAM)主要是通過(guò)絮凝作用連接顆粒土，增加渣土塑流性。

采用鈉基膨潤(rùn)土配置泥漿，當(dāng)泥漿黏度較低時(shí)，添加CMC增稠。12 h熟化后合格泥漿的指標(biāo)為： 馬氏黏度80 s以上，密度為1.06～1.23 g/cm3，同時(shí)膠體率達(dá)到96%以上。泥漿黏度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1(泥漿配比為質(zhì)量比)，可見(jiàn)泥漿黏度隨著時(shí)間的增長(zhǎng)明顯增大，當(dāng)膨化時(shí)間為12 h時(shí)，泥漿黏度趨于穩(wěn)定。當(dāng)無(wú)CMC摻入，配比從1∶5增大至1∶4時(shí)，泥漿12 h黏度從34 s增大至62 s；當(dāng)配比增大至1∶3時(shí)，泥漿黏度過(guò)大，使用馬氏黏度計(jì)測(cè)量時(shí)泥漿無(wú)法下滲，無(wú)法測(cè)量。當(dāng)配比為1∶5的泥漿摻入4%的CMC時(shí)，相比無(wú)CMC摻入的泥漿，12 h黏度從34 s提高至88 s；配比為1∶4的泥漿摻入1%的CMC時(shí)，相比無(wú)CMC摻入的泥漿，12 h黏度從62 s提高至104 s。泥漿膠體率都較高，不易離析。配比為1∶4(1%CMC)泥漿質(zhì)量?jī)?yōu)于1∶5(4% CMC)泥漿，CMC造價(jià)遠(yuǎn)大于膨潤(rùn)土泥漿，因此改良試驗(yàn)采用泥漿配比為1∶3和1∶4(1%CMC)。

采用非分散型泡沫劑，溶液體積分?jǐn)?shù)為3%，在300 kPa壓力下的發(fā)泡倍率為20，半衰期為6 min 55 s，滿足土壓平衡盾構(gòu)施工要求。PAM溶液體積分?jǐn)?shù)為5‰，密度為1.01 g/cm3，馬氏黏度為48 s。

1.2 試驗(yàn)方法

先采用坍落度試驗(yàn)(坍落筒見(jiàn)圖2)研究改良渣土的塑流性，主要開(kāi)展膨潤(rùn)土泥漿和PAM作為主要改良劑時(shí)對(duì)含水率(ω)為20%(飽和)渣土塑流性的影響試驗(yàn)；然后，在確定好泥漿和PAM改良參數(shù)的前提下，研究泡沫作為輔助改良劑時(shí)對(duì)改良渣土塑流性的影響。主要試驗(yàn)步驟如下： 將定量水和烘干土樣在攪拌桶內(nèi)混合200 s，待土樣與水混合均勻后再倒入改良劑均勻攪拌120 s，將混合后渣土分3層裝入坍落筒內(nèi)，在5 s內(nèi)沿豎直方向勻速將坍落筒緩慢提起，記錄坍落度值和改良渣土表觀特性。

圖2 坍落筒

采用大型滲透儀(見(jiàn)圖3)研究改良后渣土滲透系數(shù)時(shí)變特征。滲透儀直徑為30 cm，高70 cm(制樣高度為60 cm)，可測(cè)量d85≤6 cm的試樣(d85為小于該粒徑的試樣含量占總質(zhì)量85%的粒徑)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工地質(zhì)水文勘測(cè)報(bào)告，隧道所在位置的水頭高度為25 m左右，因此將滲透試驗(yàn)水頭高度確定為25 m。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn)調(diào)研，本文所研究地層的改良渣土的滲透性合適的標(biāo)準(zhǔn)為滲透系數(shù)能夠維持在1×10-5m/s以下至少90 min[7]。

圖3 大型滲透儀

滲透試驗(yàn)步驟如下： 1)將水壓力調(diào)至指定壓力后關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)，然后將改良渣土分3層填入滲透儀中，渣土的攪拌方法與坍落度試驗(yàn)相同，同時(shí)打開(kāi)溢流堰供水開(kāi)關(guān)蓄水； 2)第19 min時(shí)打開(kāi)溢流堰給水管開(kāi)關(guān)給滲透儀通水； 3)試樣橫截面積為A，試驗(yàn)過(guò)程中記錄不同時(shí)刻的土樣高度l、試樣頂部水頭高度P1、底部水頭高度P2和Δt時(shí)間內(nèi)的滲流量Q，且假設(shè)水在渣土中的滲透服從達(dá)西定律，通過(guò)式(1)計(jì)算得到滲透系數(shù)k。一般情況下，滲透系數(shù)測(cè)試頻率為30～60 min/次，當(dāng)滲流量出現(xiàn)明顯變化時(shí)，測(cè)試頻率為20 min/次。

(1)

2 渣土塑流性測(cè)試

2.1 泥漿注入比對(duì)改良渣土塑流性的影響

膨潤(rùn)土泥漿注入比(BIR)對(duì)改良渣土坍落度影響試驗(yàn)結(jié)果如圖4和圖5所示。由圖4和圖5可知： 在相同BIR下，配比為1∶3的泥漿改良效果優(yōu)于配比為1∶4(1%CMC)的泥漿，但二者總體差別不大； 對(duì)于飽和渣土(ω=20%)，當(dāng)BIR=10%時(shí)，由于泥漿被渣土中的水稀釋后直接析出，坍落后渣土呈散粒狀，不具有流動(dòng)性；當(dāng)BIR=25%時(shí)，雖然坍落度值和BIR=10%時(shí)相近，但從表觀狀態(tài)看，渣土具有很強(qiáng)的流動(dòng)性；繼續(xù)增大BIR，渣土均具有很強(qiáng)的流動(dòng)性，坍落度均在25 cm范圍波動(dòng)。

圖4 BIR對(duì)改良渣土坍落度影響曲線圖

2.2 PAM對(duì)改良渣土塑流性的影響

PAM具有吸水絮凝的作用，可改善流動(dòng)性過(guò)大的渣土，使其具有一定塑流性。在膨潤(rùn)土泥漿改良后的渣土中摻入PAM進(jìn)行坍落度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖6和圖7所示。由圖6和圖7可知，坍落度隨著PAM注入比(PIR)的增大而降低，渣土逐漸具有一定塑流性； 當(dāng)泥漿配比為1∶3，PIR=12.5%(或泥漿配比為1∶4，PIR=7.5%)時(shí)，渣土出現(xiàn)析水現(xiàn)象；當(dāng)泥漿配比為1∶3，PIR=15%(或泥漿配比1∶4，PIR=23.75%)時(shí)，渣土具有較強(qiáng)塑流性，但流動(dòng)性差。過(guò)量的PAM和泥漿改良渣土混合后會(huì)導(dǎo)致渣土失去流動(dòng)性，造成該現(xiàn)象的原因是： 適當(dāng)?shù)腜AM使泥漿絮凝變得濃稠，渣土塑流性增強(qiáng)，但過(guò)量的PAM會(huì)導(dǎo)致泥漿中土顆粒絮凝成團(tuán)甚至板結(jié)，渣土失去流動(dòng)性。

(a) BIR=10%

(b) BIR=25%

(c) BIR=50%

Fig. 5 Effect of BIR on surface properties of conditioned soil (with slurry ratio of 1∶3)

圖6 PAM對(duì)改良渣土坍落度影響曲線圖

2.3 泡沫對(duì)改良渣土塑流性的影響

在富水地層中使用泡沫改良劑時(shí)，渣土中的水會(huì)加大泡沫液膜壓力致使泡沫破滅，使其無(wú)法起到填充渣土孔隙的作用。但泡沫中的表面活性劑具有較好的潤(rùn)滑效果，能有效減少刀盤(pán)、刀具磨損。選用符合塑流性要求的渣土注入泡沫，研究泡沫對(duì)PAM和泥漿共同改良渣土塑流性的影響，泡沫注入比(FIR)為20%～40%，試驗(yàn)結(jié)果如圖8和圖9所示。由圖8和圖9可知： 渣土的坍落度值隨FIR增大幾乎無(wú)變化，渣土塑流性不受泡沫影響。

(a) PIR=3.75%

(b) PIR=8.75%

(c) PIR=15%

圖7 PAM對(duì)改良渣土表觀特性的影響(泥漿配比1∶3，BIR=25%)

Fig. 7 Effect of PAM on surface properties of conditioned soil (with slurry ratio of 1∶3 and BIR of 25%)

圖8 泡沫對(duì)改良渣土坍落度影響曲線圖

綜上所述，單獨(dú)采用泥漿或CMC泥漿混合液改良圓礫土?xí)r，渣土的塑流性變化不大；采用PAM與泥漿相結(jié)合的改良方法能夠一定程度上降低圓礫土的坍落度，使渣土的塑流性增強(qiáng)，但當(dāng)PAM注入量較大時(shí)，將使水土分離，造成渣土析水，塑流性變差；隨著泡沫注入量的增加，泥漿改良圓礫土的坍落度值基本不發(fā)生變化，表明在塑流性方面泡沫對(duì)圓礫土的作用效果有限。

(a) FIR=0%

(b) FIR=20%

(c) FIR=40%

圖9泡沫對(duì)改良渣土表觀特性的影響(泥漿配比1∶3,BIR=25%,PIR=6.25%)

Fig. 9 Effect of foam on surface properties of conditioned soil (with slurry ratio of 1∶3, BIR of 25% and PIR of 6.25%)

3 渣土滲透試驗(yàn)

3.1 泥漿對(duì)渣土滲透性影響

1)配比1∶4(1%CMC)泥漿改良飽和圓礫渣土滲透系數(shù)時(shí)變曲線如圖10所示。由圖可知，當(dāng)BIR=5%時(shí)，渣土滲透系數(shù)從2.6×10-4m/s開(kāi)始下降，第120 min時(shí)下降至1.98×10-4m/s后趨于穩(wěn)定；當(dāng)BIR=10%時(shí)，渣土初始滲透系數(shù)為8.8×10-5m/s，第90 min滲透系數(shù)下降至4.4×10-5m/s后穩(wěn)定；當(dāng)BIR=25%時(shí)，渣土初始滲透系數(shù)降低至1.38×10-7m/s，在約135 min后出水管停止出水，渣土滲透系數(shù)為0 m/s。

2)配比1∶3泥漿改良飽和圓礫渣土滲透系數(shù)時(shí)變曲線如圖11所示。由圖可知，與配比1∶4(1%CMC)類似，當(dāng)BIR=5%時(shí)，渣土初始滲透系數(shù)為1.59×10-4m/s，第120 min后滲透系數(shù)穩(wěn)定在1.16×10-4m/s； 當(dāng)BIR=10%時(shí)，渣土初始滲透系數(shù)為3.72×10-5m/s，試驗(yàn)開(kāi)始后60 min，滲透系數(shù)穩(wěn)定在2.19×10-5m/s；當(dāng)BIR=15%、25%時(shí)，渣土初始滲透系數(shù)降低至0 m/s后，出水管停止出水。

綜上所述，泥漿改良渣土滲透系數(shù)呈先下降后平穩(wěn)的變化趨勢(shì)，這是由于泥漿先以漿液形式填充在渣土孔隙中起到止水作用，當(dāng)水壓力加載后，壓力使泥漿中的水濾失固結(jié)形成的致密堵水結(jié)構(gòu)導(dǎo)致滲透系數(shù)隨著時(shí)間降低，當(dāng)泥漿固結(jié)完成后，滲透系數(shù)趨于穩(wěn)定。泥漿配比與BIR對(duì)初期滲透系數(shù)和穩(wěn)定滲透系數(shù)的影響曲線如圖12所示。由圖可知，渣土改良后初期和穩(wěn)定時(shí)的滲透系數(shù)均隨著B(niǎo)IR的增大而降低，相同BIR的情況下，配比1∶3的泥漿改良渣土初期滲透系數(shù)和穩(wěn)定滲透系數(shù)均低于配比1∶4(1%CMC)的泥漿改良渣土，說(shuō)明渣土滲透系數(shù)隨著孔隙中填充膨潤(rùn)土分子量的增大而降低。

圖10改良飽和圓礫渣土滲透系數(shù)時(shí)變曲線(泥漿配比1∶4,1%CMC)

Fig. 10 Time-history permeability coefficient curves of conditioned saturated gravel (with slurry ratio of 1∶4 and CMC of 1%)

圖11改良飽和圓礫渣土滲透系數(shù)時(shí)變曲線(泥漿配比1∶3)

Fig. 11 Time-history permeability coefficient curves of conditioned saturated gravel muck (with slurry ratio of 1∶3)

3.2 PAM溶液對(duì)渣土滲透性影響

PIR對(duì)渣土滲透系數(shù)影響的時(shí)變曲線如圖13所示。由圖可知，渣土滲透系數(shù)隨著PIR的增大而減小，PAM改良后渣土滲透系數(shù)隨著時(shí)間基本無(wú)變化。PIR=10%時(shí)，渣土滲透系數(shù)為1×10-4m/s；PIR=20%時(shí)，渣土滲透系數(shù)降低至為3.8×10-5m/s；PIR=30%時(shí)，渣土滲透系數(shù)降低至1.04×10-5m/s；PIR增大至40%后，渣土滲透系數(shù)降低至7.07×10-6m/s。由此可見(jiàn)，PAM主要起到填充土顆粒的孔隙以堵塞滲流通道的作用，堵塞作用隨著PIR的增大而增強(qiáng)。

圖12泥漿配比與BIR對(duì)初期滲透系數(shù)和穩(wěn)定滲透系數(shù)的影響曲線圖

Fig. 12 Influence curves of slurry ratio and BIR on initial permeability coefficient and steady permeability coefficient

圖13 PIR對(duì)渣土滲透系數(shù)影響的時(shí)變曲線圖

Fig. 13 Time-history curves of influence of PIR on permeability coefficient

3.3 PAM溶液對(duì)泥漿改良渣土滲透性影響

PAM對(duì)不同BIR下改良渣土滲透系數(shù)影響的時(shí)變曲線如圖14所示。由圖14(a)可知，在BIR比較低的情況下，渣土的滲透系數(shù)隨著PIR的增大而顯著降低。當(dāng)PIR=20%時(shí)，滲透系數(shù)降低至10-6m/s量級(jí)；無(wú)PAM注入時(shí)，渣土滲透系數(shù)先降低后趨于平緩；當(dāng)PAM注入后，渣土滲透系數(shù)隨時(shí)間變化較小，這是由于BIR較小，少量PAM就使泥漿中的土顆粒全部絮凝，加速在壓力下的固結(jié)，因此滲透系數(shù)下降過(guò)程在PAM注入后不明顯。由圖14(b)可知，由于未注入PAM時(shí)的渣土初始滲透系數(shù)已經(jīng)很低，PAM的注入對(duì)滲透性影響較小。

3.4 泡沫對(duì)泥漿和PAM共同改良渣土的滲透性影響

泡沫對(duì)不同泥漿和PAM共同改良渣土滲透系數(shù)影響的時(shí)變曲線如圖15所示。由圖可知，泡沫注入對(duì)渣土的滲透性系數(shù)幾乎沒(méi)有影響，改良后的渣土初期滲透系數(shù)均在1.2×10-7～1.6×10-7m/s波動(dòng)； 滲透試驗(yàn)開(kāi)始后，渣土滲透系數(shù)降低，經(jīng)過(guò)約100 min后渣土不再滲水。說(shuō)明泡沫的注入對(duì)泥漿和PAM共同改良渣土滲透性影響較小。

(a) 泥漿配比1∶3，BIR=5%

(b) 泥漿配比1∶3，BIR=25%

圖14 PAM對(duì)不同BIR下改良渣土滲透系數(shù)影響的時(shí)變曲線圖

Fig. 14 Time-history curves of influence of PAM on permeability coefficient of conditioned gravel under different BIR

圖15泡沫對(duì)不同泥漿和PAM改良渣土滲透系數(shù)影響的時(shí)變曲線

Fig. 15 Effect of foam on permeability coefficient of soil conditioned by bentonite slurry and PAM

綜上所述，盾構(gòu)中的渣土滲透系數(shù)需要維持在1×10-5m/s以下至少90 min，綜合考慮坍落度和滲透試驗(yàn)結(jié)果，建議土壓平衡盾構(gòu)在昆明富水圓礫地層中施工時(shí)，渣土改良參數(shù)采用膨潤(rùn)土泥漿配比為1∶4(1%CMC)、BIR=25%、PIR=12.5%、FIR=20%或膨潤(rùn)土泥漿配比為1∶3、BIR=25%、PIR=7.5%、FIR=20%。

4 結(jié)論與討論

1)泥漿可使飽和圓礫土具有流動(dòng)性，但因飽和渣土含水率較大，混合后泥漿被稀釋，黏度降低，對(duì)塑流性的改良效果不明顯； PAM可使泥漿絮凝，當(dāng)圓礫土流動(dòng)性較強(qiáng)時(shí)，一定量的PAM可減弱渣土的流動(dòng)性，增強(qiáng)渣土的塑流性，但過(guò)量的PAM注入會(huì)使渣土中泥漿完全絮凝，導(dǎo)致渣土失去流動(dòng)性；泡沫的注入對(duì)泥漿和PAM改良后的圓礫土塑流性影響較小。

2)僅用泥漿改良圓礫土?xí)r，土顆粒孔隙中的泥漿在壓力的作用下逐漸固結(jié)，降低改良渣土滲透性；改良渣土滲透系數(shù)在滲流過(guò)程中先減小然后逐漸趨于穩(wěn)定，隨泥漿注入比的增大而降低；相同注入比的情況下，改良后滲透系數(shù)隨著泥漿體積分?jǐn)?shù)的增大而降低。

3)僅用PAM聚合物溶液作為改良劑時(shí)，PAM填充在孔隙中起止水作用，渣土的滲透系數(shù)隨PAM注入比的增大而降低；當(dāng)將PAM加入泥漿改良渣土中時(shí)，PAM一方面填充渣土的滲流通道，降低渣土的滲透系數(shù)，另一方面為使渣土中的泥漿絮凝，加速泥漿在壓力作用下的固結(jié)；泡沫的注入對(duì)泥漿和PAM改良渣土滲透性影響較小。

4)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)?shù)叵滤慌c螺旋輸送機(jī)排土口的水頭差約為25 m，建議土壓平衡盾構(gòu)在昆明富水圓礫地層中施工時(shí)，渣土改良參數(shù)采用膨潤(rùn)土泥漿配比為1∶4(1%CMC)、BIR=25%、PIR=12.5%、FIR=20%或膨潤(rùn)土泥漿配比為1∶3、BIR=25%、PIR=7.5%、FIR=20%。

土壓平衡盾構(gòu)在強(qiáng)滲透性富水圓礫地層的高水頭差條件下掘進(jìn)時(shí)的噴涌控制是盾構(gòu)隧道工程的重要研究課題，本文的研究方法及得出的結(jié)論對(duì)昆明地鐵新線盾構(gòu)隧道的設(shè)計(jì)、施工具有一定的參考價(jià)值。但在盾構(gòu)施工中水的滲透路徑也是困擾現(xiàn)場(chǎng)工程人員的一個(gè)重大難題，因此，接下來(lái)可以通過(guò)在水中加入示蹤劑，以準(zhǔn)確觀察水的滲透過(guò)程，探究水的滲流路徑，為現(xiàn)場(chǎng)的施工提供科學(xué)依據(jù)。