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【摘要】文章针对成都地铁18号线土压平衡盾构施工过程中产生大量高含水率、高流动性渣土的问题，在施工现场开展了渣土快速包水处理技术研究。通过包水材料配合比试验、投料方案比选、设备设计安装和实际应用，最终确定可行的快速包水处理技术方案。研究结果表明，经包水处理后的渣土能够完全满足现场堆码、运输及消纳回填的要求。
【关键词】土压平衡盾构; 渣土; 快速包水处理; 技术
【中国分类号】U455.92【文献标志码】B
在盾构施工过程中，需综合考虑地层土质、地下水条件、施工场地布置等因素，选择兼具安全性、经济性和可靠性的盾构施工方法。目前，国内外常用的盾构施工方法主要为土压平衡法和泥水平衡法[1]。泥水平衡盾构能够很好地适应砂砾、砂土、砂质黏土及卵石层等多种地层土质条件，但是在城市地铁施工的作业区较小、场地有限，泥水平衡盾构因需在现场装备泥水配置系统和泥水处理系统而占据大量施工场地，因此在市区地铁施工中使用不多[2]。土压平衡盾构对黏土层和砂质土层适应性较好，但是对砂砾和卵石层等渗透系数较大的地层适应性不佳。因此在土压平衡盾构施工过程中，为保持开挖面稳定性、防止渣土闭塞结饼，开挖渣土需具有一定的流动性、易掘进性和稳定性。对于无黏性土而言，需要其具有一定粘稠性和流动性;对于黏性土而言，需要减弱其粘稠性并提高流动性[3]。为满足施工要求，在土压平衡盾构掘进过程中常采用黏土类矿物[4]、表面活性剂[5]、吸水或水溶性聚合物[6-7]等添加剂对开挖面土体进行改良，产生的渣土即为一次改良渣土。
1 工程概况
成都地铁18号线世海区间土压平衡盾构所穿越地层大多为风化砂岩及泥岩层，在掘进过程中产生的渣土为低液限黏土和低液限粉土。为增加渣土流动性并降低粘性，工程中采用泡沫剂对其进行改良，以保证渣土在掘进仓内不形成泥饼。但泡沫剂改良后的渣土在出渣过程（皮带机运输、临时堆放、卡车运输）中存在诸多问题，如渣土流动性过大而在皮带机传送和卡车运输过程中出现“滴、撒、漏”现象，以及渣土临时堆放高度过大出现垮塌等。为解决成都地铁18号线隧道中由土压盾构施工产生的高含水率、高流动性渣土在高速皮带机出渣以及市内运输过程中存在的上述问题，实现渣土在皮带机上的稳定传送、减少渣土堆放场地面积，对盾构输出渣土进行二次改良，以实现高速皮带机快速出渣、盾构快速掘进。
2 一次改良渣土土工特性
2.1 一次改良渣土分类
对成都地铁18号线世海区间不同区域段盾构所出的9组渣土颗粒粒径分布进行统计，如表1所示。根据GB/T 50145-2007《土的工程分类标准》中土颗粒粒径范围划分，渣土颗粒类别为细粒土质砂。此外，根据液塑限分析判断渣土土质，各试样在塑性图中的位置如图1所示。对于细粒土质砂而言，按其在如图1中位置确定土类别：（a）当细粒土位于塑性图A线或A线以上时：在B线或B线以右，称作高液限黏土，记为CH;在B线以左，IP=7线以上，称作低液限黏土，记为CL。（b）当细粒土位于塑性图A线以下时：在B线或B线以右，称作高液限粉土，记为MH;在B线以左，IP=4线以下，称作低液限粉土，记为ML。由图中所知，渣土塑性指标皆处于CL区间内，为低液限黏土。
2.2 一次改良渣土基本性质
对施工区间内盾构所出渣土的含水率和流动度进行分析。通过室内流动度试验及现场渣土观察对比，确定满足现场处理要求（4 h内可堆码、6 h内可运输且运输时无“撒、滴、漏”现象）的渣土技术指标：4 h流动度不大于110 mm，并以此作为渣土快速包水处理时的技术控制指标。此外，渣土以回填料进行最终消纳时，其应满足的技术指标为：锥入度不大于2 mm。本研究中流动度依照GB/T 2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》进行测定，含水率依照GB/T 50123-1999《土工试验方法标准》进行测定，锥入度依照JTG E 40-2007《公路土工试验规程》进行测定。
从施工现场不同区域取24组渣土试样进行含水率和流动度测定，如图2所示。渣土种类为黏土质砂类土，在保证盾构掘进过程中易掘进、不形成泥餅时的流动度范围为130～160 mm，含水率范围为23 %～35 %。此外，对渣土流动度和含水率的变化关系进行进一步分析，如图3所示。随着含水率的增加，渣土流动度表现出逐渐增加的趋势，但当在一个较小的含水率范围内时，由于不同地区的渣土成分存在差异，流动度的变化并不完全遵循上述规律。
综上，黏土质砂类渣土中细粒组含量较高，颗粒间自由水迁移速度较慢，若采用自然风干、过滤、离心、挤压等物理方式除水，需占用大量场地，且干燥时耗费大量时间。因此，本研究采用一种新型快速包水处理技术，通过包水性材料与渣土中自由水的物化反应，快速固定或消耗渣土中可流动的自由水，改善渣土流动性，使其在极短时间内满足消纳要求。
3 包水材料的研究
基于对渣土中自由水的快速固化要求，同时满足渣土码堆及运输要求，本研究选择绒毛浆、高分子聚合物、生石灰、普硅水泥、熟料、速凝剂、增稠剂、黏土稳定剂、水玻璃、促凝剂MS等作为包水材料组分。根据原材料作用机理和预期效果，采用单掺或复配的形式，研究在不同包水材料配比和掺量下的包水处理效果。根据试验效果，在满足材料性能要求的基础上综合经济性考虑，最终确定包水材料配比，如表2所示。现场生产性试验的包水材料掺量为渣土质量的1 %。
4 生产性工艺研究
通过生产性工艺试验，确定在实际工程中的包水材料使用方式，设计出高效可行的包水处理设备。此外，进一步对比核实包水材料配比和掺量，了解现场实际施工过程中包水材料对渣土的处理效果，及包水处理后的渣土是否能够达到皮带机稳定高速传输、露天堆码无垮塌、运输时无“撒、滴、漏”现象的要求。
4.1 包水处理工艺 要实现包水材料的包水效果，需要将包水材料与渣土混合均匀，以满足以下要求：①使包水材料与渣土充分接触以发挥包水材料效果;②减少包水材料用量以节约成本;③防尘。对渣土传送、储存及运输环境进行考察，初步提出三种投料方案：①在皮带机上播撒包水材料;②在皮带机尾部跌落过程中掺入包水材料;③在渣池中掺入包水材料辅以挖掘机搅拌。
如表3所示，通过综合对比各投料方案的优、缺点，优选皮带机投料。在始发井处设置储料罐和下料管进行储投料，同时设置防尘罩减小扬尘污染。以上设计不占据地面施工场地，更符合文明施工理念。此外减少了搅拌机、挖掘机等辅助设备的使用，在成本和效率上更具优势。
4.2 渣土包水处理设备
由于包水材料为粉体材料，对始发井位置进行量测，安装30 t粉料罐2组。在投料方式上，利用螺旋机出料，通过远程控制螺旋机频率控制出料量，螺旋机接入下料器，向皮带机上方投料。此外，投料处皮带机上方设置防尘罩以减小扬尘污染。包水处理设备如图4所示，施工现场设备见图5。包水处理设备的主要部件有：
（1）下料器。初期设计中，为保证出料与皮带渣土的均匀性，在螺旋机口下接平板振动装置，通过平板振动向皮带上的渣土中播撒包水材料（图6）。但是，采用振动平板下料会加重扬尘产生。因此对下料器进行改良，设置倾斜下料装置（图7）。在硬质下料口位置下接软连接，缓解粉尘下落速度，降低扬尘量。在现场设备安装时，设置两套储投料设备，以保证在设备检修时的无间断投料。
（2）防尘罩。从出料口位置向皮带机两端延伸20 m设置防尘罩，并在防尘罩两端设置软帘，以达到减少扬尘扩散、降低扬尘污染的目的。此外，以2 m间排距设置水雾装置，对粉尘进行主动防护。
对投料装置、下料口皮带机前后端和除尘装置进行多角度监控，以保障包水处理设备安全、高效运行。将除尘设备控制开关和螺旋机控制开关接入操作间，操作人员可在操作间中对设备进行远程操控。通过监控观察皮带机出渣状态，调节螺旋机出料频率，从而控制包水材料投放量。
4.3 渣土包水处理效果
在包水处理设备投入使用后，对现场实际输出渣土在包水处理前后的状态进行对比分析，主要分析内容为流动度、跌落状态和堆积情况等。
4.3.1 包水处理前后流动度对比
包水处理前后渣土流动度经时变化情况如图8所示。随着放置时间的增加，各条件下的渣土流动度皆呈现出逐渐降低的趋势。进一步对各时段（初始→2 h、2 h→4 h、4 h→6 h）的流动度变化率进行分析，如表4所示。未经过包水处理的渣土试样，其初始流动度为145 mm，2h、4h和6h的流动度分别为136 mm、128 mm和120 mm，变化率分别为6.2 %、5.5 %和5.5 %。经过快速包水处理后，测得初始流动度为127 mm，2 h、4 h流动度分别为111 mm和100 mm，变化率分别为12.6 %和8.7 %。由于流动度测定仪的最小量程为100 mm，所以包水处理后6 h流动性变化无法通过流动度表示。现场试验结果表明，由内部水分迁移、自由风干以及包水材料与自由水间物化反应产生的复合影响，使得渣土在包水处理后与经包水处理前相比具有更高的流动度变化率。经处理的渣土在2 h后，其流动度指标即可满足现场堆码、运输的要求。
4.3.2 包水处理前后渣土跌落状态对比
现场渣土从皮带机端头跌落高度为3 m，对包水处理前后渣土下落时的流动状态及形成的休止角进行观察对比，如图9所示。未经包水处理的渣土从皮带机端头下落后，渣土由中间向四周扩散，流动速度为0.5 m/s左右，输送停止后渣土池表面几乎成平面，休止角约为0～3 °;经包水处理的渣土跌落后由中间向四周扩散，流动速度下降60 %，为0.2 m/s左右，且当输送停止后渣土池内形成一定高度堆坡，休止角约为5～15 °。
4.3.3 包水处理前后渣土堆码状态对比
受成都市交通限制，通常渣土运输集中在夜间，运输能力有限。为保证施工进度，现场需具有一定的存渣能力。由于场地条件有限，成都地铁18号线世海区间盾构施工现场的渣土池面积为1 000 m2、挡墙高度为2 m、容量仅为2 000 m3，无法满足双线正常掘进（20环/d，渣土产出量3 500 m3/d）所出渣土的储存需求。在渣土池满容量条件下，未经包水处理的渣土短时间内无法继续进行堆码。经包水处理、放置2 h后，可采用挖掘机对渣土进行堆码至挡墙以上，此时渣土堆积状态如图10所示。现场试验表明，包水处理可提升渣池堆放能力约2倍，随着时间的推移，堆码的高度继续增加，渣土池的存渣能力相应的也会继续提升。
4.3.4 渣土包水处理前后社会消纳能力对比
一般来说，盾构所出渣土需建立专门渣场进行消纳，通过自然风干使渣土达到常规建筑废料的状态，最终以回填方式再次利用[8]。在回填工程中，渣土的理想状态为固态，该状态下渣土可通过碾压达最密实状态。通过液塑限锥入度试验对渣土在各放置龄期下的状态进行表征。经包水处理后的渣土，在6～8 h后由流动状态过渡为塑性状态，其锥入度为16～18 mm，;在3～7 d后，由塑性状态过渡为固态，其锥入度不大于2 mm。未经包水处理的渣土，一般在5～10 d后锥入度达到16～18 mm，而天气较差时该时间可达15 d以上。而达到锥入度不大于2 mm，则需要15～30 d。对于渣场而言，采用包水技术处理渣土后由运输、场地租赁、场地管理等产生的成本将大幅度降低。
5 结束语
（1）通过对不同配比和掺量的包水材料进行试验，综合包水效果和经济性考虑，最终确定包水材料配方，掺量为渣土质量的1%。
（2）本研究中采用在始发井处皮带机上方设置储投料装置，同时设置防尘装置的工艺方案。该方案中设备设置时不额外占据地面空间，且利用皮带机振动即可均匀混料，无需增加辅助搅拌设备。此外，防尘装置的设置能有效减少扬尘污染。
（3）与未经包水处理的渣土进行对比，经包水处理后的渣土能够完全满足现场堆码、运输的技术指标（4 h流动度不大于110 mm），且能够在更短时间内达到回填消纳的要求（锥入度不大于2 mm）。
参考文献
[1] Min F， Zhu W， Lin C， et al. Opening the excavation chamber of the large-diameter size slurry shield： A case study in NanjingYangtze River Tunnel in China[J]. Tunnelling and Underground Space Technology， 2015， 46：18-27.
[2] 徐道亮. 土压平衡盾构高含水量渣土出渣技术研究[D]. 长沙：中南大学， 2014.
[3] Yongfu X U， Sun D， Sun J， et al. Soil disturbance of Shanghai silty clay during EPB tunnelling[J]. Tunnelling& Underground Space Technology Incorporating Trenchless Technology Research， 2003， 18（5）：537-545.
[4] 张文萃. 土压平衡式盾构穿越含砂土层渣土改良试验研究[D]. 西安：西安建筑科技大學， 2013.
[5] 胡国良， 胡爱闽， 龚国芳， 等. 土压平衡盾构地层适应性设计理论和方法研究[J]. 中国机械工程， 2008， 19（16）：1916-1919.
[6] 王明胜. 复杂地层中盾构法隧道渣土改良技术[J]. 地下空间与工程学报， 2007， 3（z2）：1445-1447.
[7] 郭付军， 赵振威， 张杰， 等. 使用聚合物对纯砂层进行渣土改良的试验研究[J]. 隧道建设， 2017（S1）：61-66.
[8] 陈观连. 地铁盾构渣土合理化处置探讨[J]. 中外建筑， 2019， 213（1）：208-209.
【关键词】土压平衡盾构; 渣土; 快速包水处理; 技术
【中国分类号】U455.92【文献标志码】B
在盾构施工过程中，需综合考虑地层土质、地下水条件、施工场地布置等因素，选择兼具安全性、经济性和可靠性的盾构施工方法。目前，国内外常用的盾构施工方法主要为土压平衡法和泥水平衡法[1]。泥水平衡盾构能够很好地适应砂砾、砂土、砂质黏土及卵石层等多种地层土质条件，但是在城市地铁施工的作业区较小、场地有限，泥水平衡盾构因需在现场装备泥水配置系统和泥水处理系统而占据大量施工场地，因此在市区地铁施工中使用不多[2]。土压平衡盾构对黏土层和砂质土层适应性较好，但是对砂砾和卵石层等渗透系数较大的地层适应性不佳。因此在土压平衡盾构施工过程中，为保持开挖面稳定性、防止渣土闭塞结饼，开挖渣土需具有一定的流动性、易掘进性和稳定性。对于无黏性土而言，需要其具有一定粘稠性和流动性;对于黏性土而言，需要减弱其粘稠性并提高流动性[3]。为满足施工要求，在土压平衡盾构掘进过程中常采用黏土类矿物[4]、表面活性剂[5]、吸水或水溶性聚合物[6-7]等添加剂对开挖面土体进行改良，产生的渣土即为一次改良渣土。
1 工程概况
成都地铁18号线世海区间土压平衡盾构所穿越地层大多为风化砂岩及泥岩层，在掘进过程中产生的渣土为低液限黏土和低液限粉土。为增加渣土流动性并降低粘性，工程中采用泡沫剂对其进行改良，以保证渣土在掘进仓内不形成泥饼。但泡沫剂改良后的渣土在出渣过程（皮带机运输、临时堆放、卡车运输）中存在诸多问题，如渣土流动性过大而在皮带机传送和卡车运输过程中出现“滴、撒、漏”现象，以及渣土临时堆放高度过大出现垮塌等。为解决成都地铁18号线隧道中由土压盾构施工产生的高含水率、高流动性渣土在高速皮带机出渣以及市内运输过程中存在的上述问题，实现渣土在皮带机上的稳定传送、减少渣土堆放场地面积，对盾构输出渣土进行二次改良，以实现高速皮带机快速出渣、盾构快速掘进。
2 一次改良渣土土工特性
2.1 一次改良渣土分类
对成都地铁18号线世海区间不同区域段盾构所出的9组渣土颗粒粒径分布进行统计，如表1所示。根据GB/T 50145-2007《土的工程分类标准》中土颗粒粒径范围划分，渣土颗粒类别为细粒土质砂。此外，根据液塑限分析判断渣土土质，各试样在塑性图中的位置如图1所示。对于细粒土质砂而言，按其在如图1中位置确定土类别：（a）当细粒土位于塑性图A线或A线以上时：在B线或B线以右，称作高液限黏土，记为CH;在B线以左，IP=7线以上，称作低液限黏土，记为CL。（b）当细粒土位于塑性图A线以下时：在B线或B线以右，称作高液限粉土，记为MH;在B线以左，IP=4线以下，称作低液限粉土，记为ML。由图中所知，渣土塑性指标皆处于CL区间内，为低液限黏土。
2.2 一次改良渣土基本性质
对施工区间内盾构所出渣土的含水率和流动度进行分析。通过室内流动度试验及现场渣土观察对比，确定满足现场处理要求（4 h内可堆码、6 h内可运输且运输时无“撒、滴、漏”现象）的渣土技术指标：4 h流动度不大于110 mm，并以此作为渣土快速包水处理时的技术控制指标。此外，渣土以回填料进行最终消纳时，其应满足的技术指标为：锥入度不大于2 mm。本研究中流动度依照GB/T 2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》进行测定，含水率依照GB/T 50123-1999《土工试验方法标准》进行测定，锥入度依照JTG E 40-2007《公路土工试验规程》进行测定。
从施工现场不同区域取24组渣土试样进行含水率和流动度测定，如图2所示。渣土种类为黏土质砂类土，在保证盾构掘进过程中易掘进、不形成泥餅时的流动度范围为130～160 mm，含水率范围为23 %～35 %。此外，对渣土流动度和含水率的变化关系进行进一步分析，如图3所示。随着含水率的增加，渣土流动度表现出逐渐增加的趋势，但当在一个较小的含水率范围内时，由于不同地区的渣土成分存在差异，流动度的变化并不完全遵循上述规律。
综上，黏土质砂类渣土中细粒组含量较高，颗粒间自由水迁移速度较慢，若采用自然风干、过滤、离心、挤压等物理方式除水，需占用大量场地，且干燥时耗费大量时间。因此，本研究采用一种新型快速包水处理技术，通过包水性材料与渣土中自由水的物化反应，快速固定或消耗渣土中可流动的自由水，改善渣土流动性，使其在极短时间内满足消纳要求。
3 包水材料的研究
基于对渣土中自由水的快速固化要求，同时满足渣土码堆及运输要求，本研究选择绒毛浆、高分子聚合物、生石灰、普硅水泥、熟料、速凝剂、增稠剂、黏土稳定剂、水玻璃、促凝剂MS等作为包水材料组分。根据原材料作用机理和预期效果，采用单掺或复配的形式，研究在不同包水材料配比和掺量下的包水处理效果。根据试验效果，在满足材料性能要求的基础上综合经济性考虑，最终确定包水材料配比，如表2所示。现场生产性试验的包水材料掺量为渣土质量的1 %。
4 生产性工艺研究
通过生产性工艺试验，确定在实际工程中的包水材料使用方式，设计出高效可行的包水处理设备。此外，进一步对比核实包水材料配比和掺量，了解现场实际施工过程中包水材料对渣土的处理效果，及包水处理后的渣土是否能够达到皮带机稳定高速传输、露天堆码无垮塌、运输时无“撒、滴、漏”现象的要求。
4.1 包水处理工艺 要实现包水材料的包水效果，需要将包水材料与渣土混合均匀，以满足以下要求：①使包水材料与渣土充分接触以发挥包水材料效果;②减少包水材料用量以节约成本;③防尘。对渣土传送、储存及运输环境进行考察，初步提出三种投料方案：①在皮带机上播撒包水材料;②在皮带机尾部跌落过程中掺入包水材料;③在渣池中掺入包水材料辅以挖掘机搅拌。
如表3所示，通过综合对比各投料方案的优、缺点，优选皮带机投料。在始发井处设置储料罐和下料管进行储投料，同时设置防尘罩减小扬尘污染。以上设计不占据地面施工场地，更符合文明施工理念。此外减少了搅拌机、挖掘机等辅助设备的使用，在成本和效率上更具优势。
4.2 渣土包水处理设备
由于包水材料为粉体材料，对始发井位置进行量测，安装30 t粉料罐2组。在投料方式上，利用螺旋机出料，通过远程控制螺旋机频率控制出料量，螺旋机接入下料器，向皮带机上方投料。此外，投料处皮带机上方设置防尘罩以减小扬尘污染。包水处理设备如图4所示，施工现场设备见图5。包水处理设备的主要部件有：
（1）下料器。初期设计中，为保证出料与皮带渣土的均匀性，在螺旋机口下接平板振动装置，通过平板振动向皮带上的渣土中播撒包水材料（图6）。但是，采用振动平板下料会加重扬尘产生。因此对下料器进行改良，设置倾斜下料装置（图7）。在硬质下料口位置下接软连接，缓解粉尘下落速度，降低扬尘量。在现场设备安装时，设置两套储投料设备，以保证在设备检修时的无间断投料。
（2）防尘罩。从出料口位置向皮带机两端延伸20 m设置防尘罩，并在防尘罩两端设置软帘，以达到减少扬尘扩散、降低扬尘污染的目的。此外，以2 m间排距设置水雾装置，对粉尘进行主动防护。
对投料装置、下料口皮带机前后端和除尘装置进行多角度监控，以保障包水处理设备安全、高效运行。将除尘设备控制开关和螺旋机控制开关接入操作间，操作人员可在操作间中对设备进行远程操控。通过监控观察皮带机出渣状态，调节螺旋机出料频率，从而控制包水材料投放量。
4.3 渣土包水处理效果
在包水处理设备投入使用后，对现场实际输出渣土在包水处理前后的状态进行对比分析，主要分析内容为流动度、跌落状态和堆积情况等。
4.3.1 包水处理前后流动度对比
包水处理前后渣土流动度经时变化情况如图8所示。随着放置时间的增加，各条件下的渣土流动度皆呈现出逐渐降低的趋势。进一步对各时段（初始→2 h、2 h→4 h、4 h→6 h）的流动度变化率进行分析，如表4所示。未经过包水处理的渣土试样，其初始流动度为145 mm，2h、4h和6h的流动度分别为136 mm、128 mm和120 mm，变化率分别为6.2 %、5.5 %和5.5 %。经过快速包水处理后，测得初始流动度为127 mm，2 h、4 h流动度分别为111 mm和100 mm，变化率分别为12.6 %和8.7 %。由于流动度测定仪的最小量程为100 mm，所以包水处理后6 h流动性变化无法通过流动度表示。现场试验结果表明，由内部水分迁移、自由风干以及包水材料与自由水间物化反应产生的复合影响，使得渣土在包水处理后与经包水处理前相比具有更高的流动度变化率。经处理的渣土在2 h后，其流动度指标即可满足现场堆码、运输的要求。
4.3.2 包水处理前后渣土跌落状态对比
现场渣土从皮带机端头跌落高度为3 m，对包水处理前后渣土下落时的流动状态及形成的休止角进行观察对比，如图9所示。未经包水处理的渣土从皮带机端头下落后，渣土由中间向四周扩散，流动速度为0.5 m/s左右，输送停止后渣土池表面几乎成平面，休止角约为0～3 °;经包水处理的渣土跌落后由中间向四周扩散，流动速度下降60 %，为0.2 m/s左右，且当输送停止后渣土池内形成一定高度堆坡，休止角约为5～15 °。
4.3.3 包水处理前后渣土堆码状态对比
受成都市交通限制，通常渣土运输集中在夜间，运输能力有限。为保证施工进度，现场需具有一定的存渣能力。由于场地条件有限，成都地铁18号线世海区间盾构施工现场的渣土池面积为1 000 m2、挡墙高度为2 m、容量仅为2 000 m3，无法满足双线正常掘进（20环/d，渣土产出量3 500 m3/d）所出渣土的储存需求。在渣土池满容量条件下，未经包水处理的渣土短时间内无法继续进行堆码。经包水处理、放置2 h后，可采用挖掘机对渣土进行堆码至挡墙以上，此时渣土堆积状态如图10所示。现场试验表明，包水处理可提升渣池堆放能力约2倍，随着时间的推移，堆码的高度继续增加，渣土池的存渣能力相应的也会继续提升。
4.3.4 渣土包水处理前后社会消纳能力对比
一般来说，盾构所出渣土需建立专门渣场进行消纳，通过自然风干使渣土达到常规建筑废料的状态，最终以回填方式再次利用[8]。在回填工程中，渣土的理想状态为固态，该状态下渣土可通过碾压达最密实状态。通过液塑限锥入度试验对渣土在各放置龄期下的状态进行表征。经包水处理后的渣土，在6～8 h后由流动状态过渡为塑性状态，其锥入度为16～18 mm，;在3～7 d后，由塑性状态过渡为固态，其锥入度不大于2 mm。未经包水处理的渣土，一般在5～10 d后锥入度达到16～18 mm，而天气较差时该时间可达15 d以上。而达到锥入度不大于2 mm，则需要15～30 d。对于渣场而言，采用包水技术处理渣土后由运输、场地租赁、场地管理等产生的成本将大幅度降低。
5 结束语
（1）通过对不同配比和掺量的包水材料进行试验，综合包水效果和经济性考虑，最终确定包水材料配方，掺量为渣土质量的1%。
（2）本研究中采用在始发井处皮带机上方设置储投料装置，同时设置防尘装置的工艺方案。该方案中设备设置时不额外占据地面空间，且利用皮带机振动即可均匀混料，无需增加辅助搅拌设备。此外，防尘装置的设置能有效减少扬尘污染。
（3）与未经包水处理的渣土进行对比，经包水处理后的渣土能够完全满足现场堆码、运输的技术指标（4 h流动度不大于110 mm），且能够在更短时间内达到回填消纳的要求（锥入度不大于2 mm）。
参考文献
[1] Min F， Zhu W， Lin C， et al. Opening the excavation chamber of the large-diameter size slurry shield： A case study in NanjingYangtze River Tunnel in China[J]. Tunnelling and Underground Space Technology， 2015， 46：18-27.
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[3] Yongfu X U， Sun D， Sun J， et al. Soil disturbance of Shanghai silty clay during EPB tunnelling[J]. Tunnelling& Underground Space Technology Incorporating Trenchless Technology Research， 2003， 18（5）：537-545.
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[6] 王明胜. 复杂地层中盾构法隧道渣土改良技术[J]. 地下空间与工程学报， 2007， 3（z2）：1445-1447.
[7] 郭付军， 赵振威， 张杰， 等. 使用聚合物对纯砂层进行渣土改良的试验研究[J]. 隧道建设， 2017（S1）：61-66.
[8] 陈观连. 地铁盾构渣土合理化处置探讨[J]. 中外建筑， 2019， 213（1）：208-209.