盾构泥浆环流系统研究

泥浆环流系统是泥水盾构的重要组成部分,它的正常运行保证了盾构的顺利施工。本文针对泥浆环流的组成、选型及工作原理进行介绍、分析和研究,为泥水盾构的设计、施工、选型等提供了重要参考。     

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。     

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。     

狮子洋隧道盾构泥浆流量参数选择探析

结合狮子洋隧道水文地质特点,对盾构泥水流量工程适应性计算方面,做了一些论述,为泥水盾构在关键参数泥水流量计算方面提供了一种参考.     

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。     

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。     

新型高分子泥浆体系防塌堵漏机理研究与室内评价

泥水平衡盾构施工已成为城市地铁施工的主要方式,穿越高渗透层时极易发生开挖面的垮塌失稳,高分子泥浆体系的应用可以有效的减小开挖面的不稳定性。通过现场取样,对盾构穿越地层的渗透率进行测定,并且进行了X射线衍射分析,确定了泥浆配方,并重点对其进行了室内评价研究与防塌机理分析研究。从对该泥浆体系进行室内实验评价及现场应用的情况来看,该泥浆体系具有优良的性能,在粘土防膨、防塌堵漏和携带钻屑方面能起到良好的效果。该泥浆体系性能优良,完全满足施工要求,为以后研制适合高渗透地层盾构施工的泥浆体系有一定的借鉴作用。     

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.     

敞口盾构碴土输送机液压系统的设计

主要介绍了敞口式盾构碴土输送机的液压驱动原理，重点分析介绍了液驱系统中主驱泵与马达的匹配计算、控制原理等。     

超大直径泥水平衡盾构闭塞器式泥浆管延伸装置的研究与应用

泥水平衡盾构采用管路泵送出渣的施工特点,决定了其每掘进一段距离需延伸和新增管道.本文研发了一种齿轮齿条驱动、闭塞器式泥浆管延伸装置,解决了超大直径泥水平衡盾构掘进过程中泥浆的输送和排出问题,真正实现绿色、环保施工.     

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。     

基于可常压更换泥浆球阀的装置设计

安装在刀盘面板背部上的泥浆球阀为高速过流件,磨损后难以更换.本文设计一种自压式组合密封,用于封堵刀盘冲刷喷口前部压力泥浆,采用置换式拆装泥浆球阀更换工法,实现球阀在常压环境下的更换,经试验可行后,成功应用于施工项目,解决了业内施工难题.     

北京地下直径线泥水盾构泥浆特性参数确定

北京地下直径线是北京地区首次在砂卵石地层中采用大直径泥水盾构.为保证施工过程中隧道开挖面的稳定,必须科学确定盾构泥浆特性参数.根据砂卵石地层特点,同时考虑泥水盾构设备输送碴土能力,综合确定盾构泥浆特性参数.此外,北京地下直径线泥水盾构泥浆特性参数的确定还借鉴了类似工程盾构泥浆特性参数的取值.     

用于泥水盾构隧道的聚合物正电胶泥浆研究

通过试验发现聚合物和正电胶(MMH)作为处理剂具有抑制粘土分散、稳定砂土和改善泥浆特性等效果,据此经主要原材料优选试验、造浆率试验、抗污染试验及分散岩屑回收率试验研发了聚合物正电胶泥浆(PMS).在上海复兴东路泥水盾构隧道工程中的应用结果表明:PMS能生成孔隙小、致密性高且厚度大的泥膜,具有良好的实用性及应用前景.     

一般应力状态下泥浆渗入对泥水盾构开挖面土体剪切强度影响分析

 采用真三轴实验定量研究一般应力状态下泥浆渗入对泥水盾构开挖面土体剪切强度的影响,基于空间滑移面理论、三剪切角理论等考虑中主应力的破坏准则,研究天然土体一般应力条件下中间主应力对强度参数的影响规律。结合上海长江隧道工程,运用村山公式定量刻画同时考虑一般应力状态及泥浆作用时土体强度对泥水盾构开挖面有效泥浆支护压力设定值的影响程度。研究结果表明：对于砂质粉土,泥浆作用和中主应力的影响共同制约着有效泥浆压力的取值,且泥浆作用的影响更为显著,实验中有效泥浆压力相比天然土体情况提高了53%;而对于淤泥质黏土,泥浆作用及中主应力对泥水盾构开挖面的有效泥浆压力设定值影响较小,但中主应力系数的变化同样制约着泥浆作用对有效泥浆压力取值的影响程度。     

基础桩施工废弃泥浆泥水分离技术

在混凝土灌注桩被大规模用于工程建设的同时,也产生了大量的废弃泥浆,带来环境污染和巨大的处理费用。采用了一种基于化学破乳原理的废弃泥浆处理的新方法,可分离泥浆中的水和固体废弃物并进行固化,处理方法简单,已在北京通州某工程中应用,社会经济效益良好。     

基于响应面法的固化泥浆强度试验研究

试验选用水泥、粉煤灰、生石灰和硅酸钠作为泥浆的固化材料,即以水泥、粉煤灰、生石灰、硅酸钠作为四个影响因子,以28 d的无侧限抗压强度为响应值。采用Box-Behnken响应面试验设计方法安排试验。通过方差分析排除不显著项,建立二次多项式回归方程,并分析各影响因子间的交互关系。结果显示:水泥、生石灰对固化泥浆抗压强度的线性作用显著;粉煤灰在一定掺量条件下可以以1∶1的比例代替水泥对泥浆进行固化。生石灰掺量不宜过高,否则会影响水泥对泥浆的固化作用。生石灰作为粉煤灰的碱性激发剂,对提升粉煤灰的固化作用效果显著。