地铁隧道泥水盾构施工中的泥浆管理.pdf

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1、科技lTECHNoL。GY。地铁隧道泥水盾构施工中的泥浆管理毛贤中铁十五局集团有限公司，洛阳471013摘要：本文介绍针对不同地质状况进行实验室泥膜模拟试验，确定不同地质条件下形成泥膜所需泥浆配比方案，制订泥水舱泥浆性状指标值控制界限，严格泥水体系各系统的运行与管理，始终保持掌子面泥膜处于良好状态，保障泥水盾构隧道施工安全。关键词：地铁隧道；泥水盾构；泥膜建立；压力平衡；掌子面1泥水盾构压力平衡的实现实现压力平衡，从而维持掌子面稳定、控制地面沉降。当泥浆压力大于地层水土压力时地面隆起，当泥浆压力小于地层1．1压力平衡界面的建立水土压力时地面沉降。日本和

2、英国泥水盾构靠改变进浆泵的要实现泥水盾构泥浆压力与地层水土压力间的压力平泵送压力，对泥水舱中泥浆压力进行直接调压，德国泥水盾构衡，掌子面上需要有一层良好的泥膜作为内外压力相互作用使用泥浆和压缩空气双重压力回路联合作用，对泥水舱中泥浆着力点的物理界面。泥膜形成有三种类型，如图1所示：①进行间接调压。间接调压模式泥水盾构泥水舱后另设气垫舱，地层有效间隙大于3倍最大泥浆颗粒直径时，泥水舱中泥浆气垫舱中上部为压缩空气气垫下部为泥浆，气液接触截面控带1j全部流失，掌子面无法形成泥膜；②地层有效间隙小于3倍在盾构机中心线附近，气垫压力值设置为盾构机中，钱位置泥最大

3、泥浆颗粒直径又大于1倍最小泥浆颗粒直径时，部分泥水压力计算值，并有自动调节装置对气垫压力变化进行调节。浆颗粒在地层间隙中滞留、填充，泥浆成分在填充地层间隙的同时，也在掌子面上形成有泥浆颗粒与牯性材料相互胶结间接调压模式泥水盾构泥浆压力波动小、压力平衡容易维持、组成的渗透泥膜；③当地层有效间隙小于泥浆最小颗粒直径掌子面稳定l生好，能较好地控制地面沉降、施工安全风险小，时泥浆颗粒不向地层中渗透，掌子面只形成较薄的吸附泥膜。在我国泥水盾构隧道施工领域得到广泛应用。掺透『生泥膜根植于地层中，泥膜均匀致密强度高而阻水『生强，2泥水平衡盾构泥浆管理泥膜厚度厚约2m

4、m~3mm为宜。1．2泥水盾构压力平衡的实现2．1泥浆输送系统工作管理泥水盾构在刀盘后面设置泥水舱。泥水舱中加压的泥泥浆输送系统由进浆泵、排浆泵、中继泵、碎石机、格栅、浆在掌子面上形成一层泥膜，地下水土压力和泥水舱泥浆压管道、计量装置、换管机构及阀门等组成，泥浆输送系统把力同时作用在泥膜上，并在泥浆压力调节装置的调节作用下开挖下来的渣土与新浆混合后通过排浆泵和排浆管道输送至泥水压力、水土压力a无泥膜b渗透泥膜C吸附滟膜图1地层泥膜形成三种类型地面进行处理，调质后的新浆由进浆泵和进浆管道输送回泥工地试验室对处理池浆液取样化验，取得泥浆成分实际指标水舱和气

5、垫舱循环使用。泵和管道的配置原则是：管道中泥值，与标定指标值比较后进行调质处理。若化验结果显示密浆流速不低于4m／s，进浆密度不大于1．15t／m，排浆密度不度太高，则必须抛弃一部分高密度浆液到压滤机储浆罐或沉大于13t／m，管道中最大流量不大于泵工作效率为70％时淀池中进行除泥处理。处理池腾出一部分空间后，可向处理的流量。合理分配泥水舱、气垫舱进浆流量，泥水舱进浆流池泥浆中添加清水或低密度膨润土新浆来稀释高密度泥浆。量以接近泥浆循环系统总流量的60％为宜。若泥浆其他指标也达不到要求，可有选择地向处理池浆液中2_2泥浆压力调节系统工作管理添加细沙、纸浆

6、、生石灰、黑腐酸钠、羧甲基纤维素(CMC)、泥水压力的设定公式为：泥水压力=地下水压+土压+聚丙烯酰胺(PAA)等添加材料，以调整改善泥浆性状，再预压。土压力的取值有不同的计算模式，当隧道上方覆盖层(软由进浆泵泵送回盾构机泥水舱和气垫舱循环使用。黏土或沙土等软地层)厚度小于隧道开挖直径时，土压力采2．5注意事项用静止土压力或主动土压力公式计算；当覆盖层(砂层、砂掌子面上良好的泥膜靠优质的泥浆在压力作用下形成，砾层、硬黏土层)厚度大于隧道开挖直径时，因地层存在一泥浆的质量必须得到保证，除进行渣土处理和调质处理以外，定的成拱效应可采用泰沙基松弛土高度计算土

7、压力。预压力还要防止泥浆遭受外来有害物质的污染。一般取2(卜。()kN／m，实际施工中应根据隧道上方地表建筑物泥浆污染的渠道主要有两种：油脂污染、混凝土污染(地的影响随时调整。根据计算结果设定气垫舱保压压力值，自面加固、同步注浆)。油脂污染来源于泥水舱主驱动润滑油动控制系统可根据实时监测数据，自动调节泥浆泵泵送压力脂泄露和气垫舱碎石机液压油泄露。为保障主驱动的密封性和气垫舱压缩空气压力，以平衡泥浆压力短时波动变化。能，必需不间断地向主驱动润滑油脂腔注入润滑脂，由于油2．3泥水处理系统工作管理脂腔容积不变，后继注入的润滑脂把原先注入的油脂从油脂泥浆的指标

8、值包括：密度、含沙量、粘度、屈服值、腔中挤压出去，被强制挤压出来的油脂泄露进入泥水舱泥浆胶凝强