砂性土层泥水盾构泥浆成膜性能试验

泥水盾构在高渗透性砂性土层施工中泥浆的成膜质量会影响工程的安全与进度,设计室内试验研究泥浆相对密度对滤水量的影响,采用均匀设计法对不同制浆材料在砂性土层中的填充效果进行实测与回归分析。结果表明,泥浆的相对密度反应了单位体积内所能提供的用于孔隙填充的颗粒数量,是影响滤水量以及填充致密程度的首要因素;泥膜的形成质量受到制浆材料的影响,在中粗砂地层中,孔隙可以由膨润土和黏土颗粒共同填充,而对砾砂地层中孔隙较大的区域,黏土的填充效果已不再显著,主要依靠膨润土水化后形成的胶结颗粒集合进行填充;中、粗砂与含砾中、粗砂地层中宜采用的泥浆相对密度为1.20~1.25,制浆材料宜选取膨润土、黏土共同配制的新浆与原浆混合浆液。结合南京地铁某越江隧道,实际施工过程中泥浆相对密度控制在1.20~1.25,且每制备1 m3新浆,膨润土加入量为3~5 kg,施工反馈表明对应的掘进区间出浆相对密度稳定,研究成果可为现场泥浆的配置与管理提供一定参考。     

泥水盾构泥浆渗透试验及成膜规律研究进展

泥水盾构维持开挖面稳定的关键在于及时形成致密的微透水或不透水泥膜,但泥膜在开挖面上的形成机理尚不明确。为了进一步弄清泥膜的形成机理,有必要针对泥水盾构开挖面泥膜形成规律的研究进展进行总结与分析。通过总结国内外学者关于泥膜形成机理的研究成果,分析泥膜形成的一般规律,指出目前研究中存在的不足并给出建议。研究得出,泥浆渗透试验主要有竖向和横向两种形式,但试验方案以及试验装置还有待改进;泥浆性质和地层特性是影响泥膜形成的主要因素;泥浆性质可以通过添加物进行调整;通过总结泥浆颗粒与砂土地层颗粒的匹配关系获得泥膜形成的一般规律。     

复杂地层泥水盾构泥浆及渣土综合处理施工技术

为解决由于黏土或含泥量大的地层造浆能力强,泥水盾构掘进产生废弃泥浆量大及砂层或含砂率高的地层中渣土富含的砂石资源存在浪费,利用不充分的问题,本文以新白广城际白云机场隧道段工程为例,通过重点介绍工艺流程、材料设备投入及操作要点,分析"盾构弃浆代替膨润土用于同步注浆+压滤机泥浆处理+洗砂机筛分渣土"综合处理工艺在盾构泥浆零外运及盾构渣土资源利用上的处理效果.     

软弱复杂地层泥水盾构泥水循环系统控制技术研究

以某地铁盾构区间为例,对软弱复杂地层下泥水盾构泥水循环系统控制技术要点进行了研究,研究结果表明:在淤泥质土等黏性较大的地层,应适当降低泥水压力,提高压滤效率,控制跑浆现象的发生;在砂性地层,应适当提高泥水压力,并提高泥水循环系统的造浆能力。相关结论可为类似工程提供参考。     

泥水盾构泥浆门布置方式探讨

以目前国内外泥水盾构中常用的两种泥浆门布置形式为例,结合实际施工中的应用情况及应用案例,通过研究泥浆门在工作时的受力状况及使用情况,得出泥水盾构泥浆门布置方式的合理建议。     

污染地层泥水平衡盾构施工关键技术

以北京地铁7号线08标百子湾站—化工路站区间隧道穿越污染地层为工程背景,根据土层和地下水污染情况,基于泥水平衡盾构施工的特点,对现有泥水平衡盾构进行了创新性改造,采用加强型盾尾刷、卡箍式泥水管路连接方式,在隧道内布置有害气体吸附装置和监测仪,增强了盾构在污染地层中的适应性。并在施工过程中及时进行二次补浆、采用改良装置封闭洞门和加强洞内通风等施工措施,有效避免施工人员接触污染物,确保了人员安全。     

泥水盾构在岩溶地层中的施工技术

针对广州市轨道交通9号线隧道地层中溶（土）洞的处理方法进行研究并采取针对性的措施,通过对掘进措施、刀具配置情况、磨损情况以及地面沉降情况等进行研究,从而确保盾构施工时的沉降控制和刀具能够满足盾构的长距离掘进要求。     

沈阳富水砂卵石地层泥水盾构适应性研究

在砂卵石地层中地铁盾构掘进普遍面临着盾构载荷过大、刀盘刀具磨损严重、开挖面易失稳以及掘进速度缓慢等实际施工问题。为提高盾构在此类地层中的适应性,应选择合适的盾构类型,合理配置盾构设备并使施工参数之间有较好的匹配性,以保障盾构施工顺利高效进行。以沈阳地铁10号线11标砂卵石地层盾构区间为依托,通过对泥水盾构在此类地层掘进的适应性问题进行分析总结,提出了针对性的掘进参数匹配方案、泥浆配比建议以及刀盘刀具配置要求。相关结论可为今后类似地层条件下的泥水盾构施工提供较为全面的参考。     

泥水盾构用泥浆浆液的流变性能研究

用预水化法配制泥浆浆液,通过测量泥浆浆液的漏斗粘度、滤失量和流变性能研究了膨润土含量和CMC掺量对泥浆性能的影响。结果表明:低固含量时,随着膨润土含量的增加,泥浆的漏斗粘度、表观粘度和塑性粘度显著提高,滤失量逐渐降低;而当固含量较高时,随着膨润土含量的增加泥浆的滤失量、粘度等性能趋于稳定。随着CMC掺量的提高,泥浆粘度和抗滤失性能得到明显提高。综合考虑膨润土含量和CMC掺量的影响,当膨润土和CMC配比为3 000:1时泥浆粘度大,泥浆滤失量小,较易形成薄而致密的泥膜,综合性能最佳。     

北京高水压卵石地层泥水盾构适应性分析

合理的盾构选型是保证盾构安全顺利施工的基础。本文以北京地铁8号线三期王府井站～前门站区间为工程背景,针对北京地区少有的深埋、高水压、富水卵石地层,通过对比邻近已有工程的施工情况,确定了盾构类型及刀具布置,对盾构推力、刀盘扭矩、开挖舱泥水压力进行了计算,并与盾构实际施工参数进行对比,结果表明,泥水平衡盾构在北京地区的深埋富水地层具有一定适用性,撕裂刀与切刀的组合布置有效适用于该地层;实际施工参数与理论或经验计算结果较为吻合,同时均保持在盾构机的额定配置范围以内。为类似深埋地层的盾构选型提供一定的借鉴和指导作用。     

泥水盾构泥膜形成时开挖面地层孔压变化规律研究

为保证开挖面的稳定,泥水盾构泥水舱中的泥浆必须在开挖面上形成微透水的泥膜,将部分泥浆压力转化为有效应力,泥浆压力才能平衡地层中的土压力和水压力。目前关于泥膜形成时泥浆压力的转化规律及其影响因素尚不清楚。针对这一问题,在自制的泥浆渗透装置中,以12组不同性质的泥浆开展渗透试验,通过测定泥膜形成过程中地层超静孔隙水应力的变化,并分析影响其分布的因素,明确了泥膜的作用机理。结果表明：随着泥膜的形成,泥浆压力在地层中转化为抵抗地层静水压力的孔压、超静孔隙水应力和抵抗地层土压力的有效应力;超静孔隙水应力在泥膜段迅速降低,在地层深处逐渐趋于稳定;泥浆的密度是影响地层超静孔隙水压力分布规律的主要因素之一,泥浆黏度对其影响较小。这一结果对于泥浆压力的设定和泥浆的配制有重要的指导意义。     

泥水盾构开挖面渗透带土体电阻率特性试验研究

泥浆渗透是泥水盾构开挖面成膜的关键过程,土体电阻率表征方法能够及时、有效反映泥浆渗透状态。采用二电极交流电法电阻率测试仪对泥浆 土体混合物的电阻率进行了测试,研究了孔隙水、CMC(羧甲基纤维素钠)、电极间距和泥浆浓度等因素对土体电阻率的影响。结果表明：土体电阻率随泥浆浓度增大而减小;海水和CMC的掺入将降低土体电阻率,但两者对膨润土颗粒的作用机理有所不同,海水的掺入导致膨润土颗粒发生絮凝和团聚,而CMC的掺入将使泥浆中离子的定向迁移能力增强;接触电阻亦对土体电阻率产生影响,为了获得可靠的土体电阻率测试值,应进行多次不同电极距离的测试。     

泥水盾构中劈裂压力影响因素研究

泥水盾构在软弱含水地层中掘进时,泥水支护压力过大容易导致掌子面发生水力劈裂,从而引起掌子面坍塌。研究掌子面劈裂压力的影响因素对防止水力劈裂的发生有重要意义。由于现场试验实施困难、风险高,故设计制作了一种水力劈裂装置,并采用盲孔试样模拟隧道劈裂的发生。通过正交试验配制不同强度的人造黏土用于研究劈裂压力与强度的关系,并采用不同黏度的泥浆进行盲孔试样劈裂试验,分析泥浆黏度对劈裂压力的影响。研究结果表明：在两种加载条件下,劈裂压力随着无侧限抗压强度的增大线性增大。当泥浆黏度小于27s时,劈裂压力随泥浆黏度增大而增大,但随时间增长,增大速度变缓;当泥浆黏度大于27s时,随着黏度的增大,劈裂压力稳定在一定值基本不再增大;盲孔试样破坏后具有明显的劈裂面,且不同泥浆黏度时试样的劈裂面基本一致,均自盲孔底端斜向上延伸。     

基于随机森林的复合地层盾构#br# 切口泥水压力预测与分析

盾构切口泥水压力是维持开挖面稳定最重要的因素。针对目前切口泥水压力与盾构掘进参数之间关系不明确的问题,基于Python提出了一种随机森林预测模型。以京张高铁清华园隧道工程为依托,考虑盾构几何参数、施工掘进参数以及泥水参数等因素的影响,通过网格搜索方法以及5折交叉验证法进行模型超参数调整,建立了盾构切口泥水压力的随机森林预测模型。研究结果显示随机森林模型对于复合地层盾构切口泥水压力预测具有较高的准确性与泛化性,在训练集与测试集的表现得分分别为0.963与0.946,结合RMSE和R2等各项数据的评估再次验证了该模型的预测能力。最后通过重要度分析得到对模型预测影响较大的参数分别为泥舱压力、埋深比、推力和扭矩。该研究可为同类条件下盾构开挖面切口泥水压力的预测提供一种有效的方法,对于泥水盾构开挖面的预测控制具有重要的现实意义。     

泥水盾构项目成本管理模型初探

介绍了泥水盾构机的特点以及采用泥水盾构机掘进项目的特点，针对构建盾构项目全过程成本管理的科学技术模型的必要性，就泥水盾构项目的成本管理模型作了探析，从而为类似盾构项目施工决策和风险规避奠定了基础。     

泥水盾构泥浆输送渣土冲蚀磨损力学性能的研究

为探究泥水盾构泥浆输送渣土时对弯管的冲蚀磨损规律,基于计算流体力学方法,利用FLUENT软件对泥浆弯管输送含粗渣土(≥20mm)泥浆的冲蚀磨损过程进行模拟仿真,采用单因素方法分析了泥浆流速、泥浆黏度和渣土体积分数3种因素对弯管冲蚀磨损的影响规律。通过室内试验对泥浆磨损性能进行探究并验证模拟仿真的正确性。研究表明：泥浆流速对弯管的磨损率和磨损位置均影响显著,并且与磨损率呈正相关;渣土体积分数主要影响磨损率;泥浆黏度对弯管磨损状况影响不大;主要磨损区域均集中在弯管30°附近。     

泥水盾构施工中同步注浆浆液的试验控制

广深港客运专线狮子洋隧道泥水盾构施工采用了同步注浆技术,有效控制了地表沉降,通过对注浆浆液配合比和施工的试验控制,注浆效果理想.     

水底泥水盾构开挖面稳定机理分析研究

总结了开挖面稳定性的各种分析方法,对高水压小覆土泥水盾构开挖面稳定机理进行了研究,分析了泥水平衡机理,提出了泥水压力设定的方法和适用条件,分析结果为完善盾构隧道开挖面稳定理论及指导现场实践提供了有益的方向。