海底隧道泥水盾构绿色抗盐泥浆配制及其适应性研究

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1、海底隧道泥水盾构绿色抗盐泥浆配制及其适应性研究Studyonpreparationandstratumadaptationofgreenanti-saltslurryforsubmarinetunnel工程领域：水利工程作者姓名：黄小龙指导教师：崔溦副教授企业导师：迟守旭高工天津大学建筑工程学院二零一七年十一月摘要海底隧道作为核电站主要的取排水方式随着核电工程的兴起逐渐增多。泥水盾构因其优良的地层适应性在穿越江河或海底隧道中应用广泛，良好的泥浆性能和适合地层的泥水配比决定了泥水盾构的掘进效率和经济成本。在海底开挖隧道不可避免会遇到海水对泥浆的污染问题，并且传统的高分子制浆材料

2、随着废浆的排出对水土环境会造成很大污染。因此，对于海底隧道强渗地层绿色抗盐泥浆的研究十分有必要。为了解决上述问题，本文以陆丰核电海底排水隧道项目为工程背景，通过室内试验，采用合适的泥浆制浆材料以及自制渗透试验装置，结合具体的工程地质资料，以期解决在海底泥水盾构时遇到的海水污染泥浆及传统的高分子泥浆材料难以降解的问题，得到一种新型的绿色抗盐泥浆。主要研究结论与工作如下：（1）研究性能优良、适应性好、经济效益高的泥浆配比。以比重、黏度、失水量等泥浆主要性质为指标，对比各个厂家的各种制浆材料造浆率，同时添加各种制浆剂来调制性能良好，经济实惠的膨润土泥浆。并定量分析各种添加剂对泥浆性

3、质的影响规律，为实际盾构施工泥水调配做好准备。（2）研制泥浆渗透试验装置。大量查阅国内外有关文献，设计并改进能够模拟泥浆渗透试验的室内装置。（3）通过水质分析发现地下渗水成分与海水类似，故为防止海水对泥浆的劣化作用，研究海水污染对泥浆性质的影响，采用抗盐添加剂黄原胶抵抗海水对泥浆的污染，并采用预胶化淀粉取代传统增粘剂CMC，提出具有优良抗盐性能的新型绿色泥浆。并解释了黄原胶的抗盐机理。（4）通过室内试验，验证泥浆配比对依托工程地质特点的适应性，并优化泥浆设计。针对依托工程地层全风化花岗岩和中粗砂渗透性较强的特点，通过渗透试验，监测地层中的孔隙水压和最终滤失量。重点研究适应这两

4、种强渗地层的泥浆配比方案。给类似的海底隧道或含盐量较高的不良地质采用泥水盾构施工提供一些借鉴。关键词：海底泥水盾构，绿色抗盐泥浆，强渗地层，抗盐添加剂，渗透装置IABSTRACTWiththeincreaseofnuclearpowerprojects,submarinetunnelsaregraduallyincreasingasthemainwayofwaterintakeanddrainage.Slurryshieldiswidelyappliedintocrossingriverandsubmarinetunnelbecauseofitsfinestratumadap

5、tability.It’sthegoodslurryperformanceandthesuitableslurryratiothatdeterminethetunnelingefficiencyandtheeconomiccostofslurryshield.Itisinevitabletoencounterthepollutionofseawatertoslurryinthetunnelexcavationontheseabed,andthegreatpollutiontothesoilandwaterenvironmentcanbeprobablycausedbythet

6、raditionalpolymerpulpingmaterialswiththedischargeoftheabandonedslurry.Therefore,itisextremelynecessarytostudythegreensalt-resistingslurryinthestrongpermeabilitystratumofsubseatunnel.Inordertosolvetheaforementionedproblems,theLufengnuclearsubmarinedrainagetunnelprojectwastakenastheengineerin

7、gbackgroundandthesuitableslurrymaterialswasselected,wemadethepermeabilitytestdevicetosolvetheproblemsofthewaterpollutioninseabedslurryshieldandthetraditionalpolymerslurrymaterialsaredifficulttodegradethroughtheindoorexperiment.Moreover,wealsodevelopanewg