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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (3): 491-506.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.03.004
张涛1, 2, 袁哲2, 毕研超1, 3, 邓荣杰2, 于辰雨1, *, 李树忱1, 万泽恩1
ZHANG Tao1, 2, YUAN Zhe2, BI Yanchao1, 3, DENG Rongjie2, YU Chenyu1, *, LI Shuchen1, WAN Ze′en1
摘要: 为解决当盾构穿越高黏性地层出现刀盘结泥饼与堵塞时,传统开舱高压水清理、单一化学改良等处理手段存在的作业风险高、地层适配性差的问题,提出一种界面降黏技术,通过“电场驱动+化学调控”耦合作用降低黏土-金属界面黏附力,开展界面降黏试验。依托济南地铁工程项目,采用4种黏粒质量分数土样(纳基膨润土、高岭土、标准石英砂)模拟工程现场黏性地层,选用TecSoil-210NF泡沫剂与TecSoil-260AC抗黏剂作为化学改良剂,通过倾斜板界面降黏试验、改良渣土流变试验及电-化协同渗透试验,分析电压、改良剂质量分数及土样类型对降黏效果的影响。试验结果表明: 1)抗黏剂与泡沫剂配合比0.3、质量分数3%、协同电压5 V时,黏土-金属界面黏附力降低效果最显著,黏土脱离金属时间最短,能耗与降黏效果达到最佳平衡; 2)改良剂性能受质量分数与温度影响显著,在3%质量分数、0.3配合比条件下半衰期表现最优,高温环境会使改良剂发泡倍率上升,但半衰期随之缩短; 3)改良剂掺入比在3%~6%降黏效果显著,当掺入比超过6%后,降黏效果趋于饱和。该界面降黏技术相较传统单一改良方法电渗效率大幅提升,其通过电场加速孔隙水迁移形成润滑水膜,结合改良剂的电荷中和与空间位阻作用破坏黏土絮凝结构,实现了降黏效果的协同提升,同时有效降低了能耗。