摘要：泥岩类地质土压平衡盾构渣土含水率大、呈现稀泥状，外运时易滴漏污染道路，且外运弃土费用高。物理脱水作为常用处理方式，也因处理效率低、效果差、适应性小和成本高等不足，限制了其大面积推广应用，本研究掌握了高含水率盾构渣土快速和低成本处理技术，通过快速固化的方式，向盾构渣土中添加少量无机-有机复合环保型固化剂，采用挖机拌匀的工艺，10小时即可将渣土由稀泥状转变为干燥状态，满足渣土外运要求，经济效益明显。 关键词：渣土固化 早期强度 泥岩 高含水率
0前言
钱箱随着中国城市轨道交通建设不断提速，机械法盾构施工获得广泛应用，每年产生1亿m3以上的盾构渣土，其中土压平衡工艺在泥岩和硬岩类地质盾构形成的渣土呈现流塑状态，运输过程极易出现滴漏污染道路，弃土场地也难协调，给弃土带来了较大困扰，弃土困难已成为制约盾构施工进度、增大盾构施工成本的重要因素，大量的盾构弃土也给自然环境带来了承重
负担，为实现绿环保施工，契合国家总体环保方针政策，政府、科研院所和施工单位均在积极寻求合适的解决方案[1-5]。已见报道和应用的处理方法有机械脱水减量处理法和固化处理法，机械脱水减量处理法需要投入大量的设备和絮凝药剂，处理工艺复杂、效率低、成本高、地质适应性差，仅在深圳市见较多应用，推广难度较大。近年，较多的学者和工程技术人员开展盾构渣土的固化处理法研究，取得了大量研究成果，但是均未很好地解决高含水率盾构渣土的快速和低成本固化技术难题，故鲜见应用[高压6-8]轮胎翻新技术。本研究从高含水率盾构渣土固化机理入手，自主研制出专用固化剂，系统地解决含水率、固化速度、简易工艺和成本等难题，掌握了高含水率盾构渣土快速和低成本处理技术，并成功在成都13号线地铁项目推广应用，成都13号项目盾构断面以强风化泥岩、中等风化泥岩、中等风化砂岩地质为主。
1原材料及试验方法
1.1原材料
（1）P·O42.5水泥
P·O42.5水泥采购自双马（四川）双马水泥股份有限公司，各项性能均满足相关规范要求。
（2）硫铝酸盐水泥
硫铝酸盐水泥采购自峨眉山强华特种水泥有限公司，各项性能均满足相关规范要求。
（3）含CaO的工业副产物
含CaO的工业副产物由成都市某企业提供，CaO含量达55%以上。
（4）有机物（DS-1）合欢椅
有机物（DS-1）采购自浙江某公司。
1.2试验方法
无侧限抗压强度试件尺寸为：直径×高度=50mm×50mm，将混合均匀的淤泥固化剂混合物
分层（3层-5层）装入涂抹凡士林的模具，每层需基本击实后，用铲刀等工具将顶面做拉毛处理，填入下一层再击实，装至顶层，用铲刀刮除多余的固化土并刮平模具表面，使上下面保持平整、充实，即可开始养护。
（2）无侧限抗压强度试验方法
试件养护至规定龄期后，应将试件放到电动路基材料强度试验仪的升降台上，进行抗压试验。试验过程中，应使试件的变形等速增加，并应保持速率为1mm/min，记录试件破坏时的最大压力（P），抗压强度应按下式计算：
[1]
式中
P—试件某个龄期的抗压强度（MPa） ；
F—试件的破坏荷载（N）；
A—试件受力面积（mm2）。
2高含水率渣土固化机理及专用固化剂研究
让高含水率土壤呈现宏观力学性能，传统的做法是通过挤压降水的方式，减小土壤团粒的间隙，增大土壤团粒的电荷和引力作用，从而实现体系宏观力学性能的提升，但是大量的试验和应用表明，挤压降水的效率和效果均不是很理想，原因是随着土体含水率降低，泌水通道持续减少，且延长，水外排阻力呈倍增大，这也是机械脱水效率低的主要原因。
煤矿井下用绞车化学固化方式即是通过化学反应，在消耗土体部分自由水（消耗量有限）的基础上，形成大量的结晶和凝胶物质，在远距离土壤团粒间形成支撑和粘结，让土壤团粒间形成强于电荷、引力的作用力，从而达到化学方式固化土壤的目的，本研究主要探明了以下几个机理。
2.1土壤的早期固化强度主要由晶体状物质贡献
通过改变固化剂组分，控制早期固化土中晶体产物和凝胶产物的含量，利用SEM扫描电镜定性的观察固化10h后各个样品中反应产物的数量、形貌和分部，综合评价土壤固化早期强度形成控制因素，试验结果如表1和图1所示。
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