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泥水盾构在富水沙卵石层中泥水及泥水系统适应性分析

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泥水盾构在富水沙卵石层中泥水及泥水系统适应性分析泥水盾构在富水沙卵石层中泥水及泥水系统适应性分析 12张浩然,罗松 (1.中铁隧道集团有限公司洛阳科学技术研究所,洛阳 471009;2. 成都地铁有限责任公司 建设事业部土建室,成都 610031) 摘要:在成都特有的富水砂卵石地层盾构施工中,首次采用泥水盾构。本文通过对泥水盾构的作用机理的分析,并结合成都地铁盾构工程施工经验,提出了适合于成都特有的富水沙卵石层中泥水盾构掘进的泥水性能参数、泥水处理方式及泥水仓压力设置方式,希望为今后同类型的项目提供参考。 Abstract: It is the firs...

泥水盾构在富水沙卵石层中泥水及泥水系统适应性分析
泥水盾构在富水沙卵石层中泥水及泥水系统适应性分析 12张浩然,罗松 (1.中铁隧道集团有限公司洛阳科学技术研究所,洛阳 471009;2. 成都地铁有限责任公司 建设事业部土建室,成都 610031) 摘要:在成都特有的富水砂卵石地层盾构施工中,首次采用泥水盾构。本文通过对泥水盾构的作用机理的分析,并结合成都地铁盾构工程施工经验,提出了适合于成都特有的富水沙卵石层中泥水盾构掘进的泥水性能参数、泥水处理方式及泥水仓压力设置方式,希望为今后同类型的项目提供参考。 Abstract: It is the first time that the Slurry Shield used in the unique water-rich sand and pebble layer geological condition of Chengdu. Through the analysis of of action mechanism of Slurry Shield,combined with construction experience in chengdu,this article summarizes more suitable performance parameters of slurry ,more suitable treatment for slurry and more suitable pressure setting mode of slurry tank in water-rich Sand-Pebble layer geological condition, hoping to provide reference for the same type of construction projects. 关键词:泥水盾构;比重;粘度;泥水处理系统;泥水仓压力 Key Word:Slurry Shiled;Specific gravity;Viscosity;Slurry treatment systems.;the pressure of slurry tank 0 引言 泥水盾构系靠盾构机的推进力使泥水(水、粘土及添加剂的混合物)充满封闭式盾构 的密封舱(也称泥水舱),并对掘削面上的土体施加一定的压力,该压力称为泥水压力。通常取泥水压力大于地层的地下水压+土压,所以经管盾构刀盘掘削地层,但地层不会坍落, 即处于稳定状态。 刀盘掘削下来的土砂进入泥水舱,经设置在舱内的搅拌装置拌和后成为含掘削土砂的 高浓度泥水,再经泥浆泵将其泵送到地表的泥水分离系统,待土、水分离后,再把滤除掘削土砂的泥水重新压送回泥水舱。如此不断循环实现掘削、排土、推进。因靠泥水压力使掘削面稳定,故得名泥水加压盾构,简称泥水盾构。[1] 1 工程概况 成都地铁1号线一期工程盾构4标起于省体育馆站南端,止于火车南站北端。项目盾构井位于火车南站立交桥下,地势平坦,周边环境开阔。区间基本上处于城市主干道人民南路下方,沿线有大量的城市管线,多处管线埋设较深,对盾构掘进影响较大。同时隧道沿线穿过中国成达化工集团、建委大楼、二环路-人南立交桥、凯宾斯基饭店、成都信息港(原电 力调度中心)、美力国际俱乐部、机场立交桥等多处主要建(构)筑物,部分建(构)筑物距离隧道较近(最近30cm),需采取加固等方法进行处理。盾构试掘进段即下穿火车南站10股股道,对盾构始发掘进施工影响较大。 2 工程地质及水文地质 2.1 工程地质 ml施工区域均为第四系(Q)地层覆盖。其中,地表为人工填筑土(Q)覆盖,其下为全4 1 alfgl+al新统冲积(Q)粘性土、粉土、砂土及厚层卵石土沉积,之下叠覆上更新统冰水、冲积(Q)43卵石土及其砂夹层透镜体;下伏基岩为白垩系上统灌口组(K2g)厚层泥岩。 mlfgl+al各区间洞身穿越地层主要为<2-8-2>卵石土(Q)和<3-7>卵石土(Q)。 432.2 水文地质 沿线广布第四系砂卵石孔隙潜水,地下水自北西流向南东,潜水含水层具地段性微承压性质,地下水具有侧向补给好, 水流交替循环强烈,水位恢复迅速的特点。 区内地下水具埋藏浅、季节性变化明显的特点。根据四川省地矿厅环境地质监测总站对成都市地下水动态长期观测资料,在天然状态下,丰水期地下水位正常埋深约为2米;地下水位年变幅约为1,2.5米;地下水自北西流向南东,水力坡度约为2‰。 3 工程难点及主要问题分析 该地层条件下,泥水加压平衡盾构所遇到的问题有: 1) 由于渗透系数大和该地层的孔隙较大,如何确定合适的泥水配比; 2) 泥水仓如何建立起适当的压力,以保证隧道上方地表及周边房屋的安全; 3) 在掘进过程中如何针对不同的情况,调整泥水的主要性能指标。 4 泥水的作用机理及对其性能的要求 4.1 泥水盾构开挖面稳定机理 利用泥水稳定掘削面的想法源于地下连续墙的泥水护壁原理,其基本原理是通过在支承环前面装置隔板的密封舱中,注入适当压力的泥水,使其在开挖面形成泥膜,支承正面土体,并由安装在正面的大刀盘切削土体表层泥膜,与泥水混合后,形成高密度泥水。 在泥水平衡的理论中,泥膜的形成是至关重要的,当泥水压力大于地下水压力时,泥水按达西定律渗入土壤,形成与土壤间隙成一定比例的悬浮颗粒,被捕获并积聚于土壤与泥水的接触表面,泥膜就此形成。随着时间的推移,泥膜的厚度不断增加,渗透抵抗力逐渐增强。当泥膜抵抗力远大于正面土压时,产生泥水平衡效果。[2] 因此,要形成泥膜,保证开挖面的稳定,泥浆应具有如下的性能:物理稳定性好;化学稳定性好;泥水的粒度级配、相对密度、粘度要适当;流动性好;成膜性好。 4.2 泥水基本性能要求 1) 相对密度 对掘削土泥水的相对密度越大,成膜速度越快,过剩地下水压越小,掘削面变形越小,砂作用浮力越大。泥水的相对密度越大,流动的摩阻力越大(易使运送泵超负荷),地表的水、土分离越难。 2) 粘度 泥水保持一定的粘度,可防止泥水的颗粒成分在舱内发生沉积,防止逸泥, 能以流体的形式把掘削下来的土砂运出,后经水土分离设备滤除废渣,得到原状泥水。 3) 脱水量 脱水量系指泥水中的水通过地层间隙流入地层的水量。脱水量大,致使地层中的过剩地下水压增加,即泥水的有效泥水压减小。因此,可以通过检测脱水量大小,判定泥水稳定掘削面的有效性。 2 4) PH值 PH值为7-10时,表明泥水无正离子污染。超过时表明泥水存在正阳离子污染,PH值越大污染越严重,即化学稳定性越差。 5) 可渗比及其与泥膜的关系 为了研究盾构在砂层、卵石层中掘进时,地层中产生的过剩地下孔隙水压与地层孔隙直径、泥水粒径的关系,先引入地层孔隙直径与泥水粒径决定的可渗比。[3] 考虑到群粒堵塞因素,用地层孔隙直径L与泥水有效直径G的比值n,表征泥水在掘削面上形成泥膜(表面吸附聚集膜或渗透填充膜)或不能形成泥膜的条件,可用下式表示: <2 泥水颗粒无法渗入地层 L =2,4 泥水颗粒可以渗入地层 n,G >4 泥水颗粒通过地层孔隙流走 式4-1 6) 对砂、砾石层而言,因存在L=0.2D15的关系,D15为地层粒径累加曲线15,的粒径(mm)。 把上式中的L和G分别用0.2D15及G85替代,则得: 式4-2 式中:G——泥水粒径累加曲线85,的粒径(mm) 85 n ——泥水的可渗比 n<10,表明泥水中的颗粒成分无法渗入地层,只能吸附聚集于掘削地层表面,即只能生成吸附聚集膜;n>10以后随着n的增大,渗入地层孔隙中的泥水颗粒的数量增加,渗透距离加深,不能渗透而聚集于掘削面上的颗粒数减少,直至n=15时,不能渗透的颗粒数减至为0,即颗粒全部渗入地层。该区段的成膜规律时开始时以表面吸附聚集因素为主,随着渗填因素逐渐加大,吸附聚集膜因素减弱,直至n=15时全部为渗透膜,吸附聚集膜消失。n>15以后,随着n的继续增加,渗入地层的颗粒开始出现流失,n越大流失越多,最后到n=20时,渗入地层的颗粒绝大部分流失。该区段的成膜规律时渗填因素减弱,流失因素上升。n>20后,渗入地层的颗粒全部流失无法成膜。 森仁司等人通过试验研究发现,泥水的最佳特性参数是:n=14,16、相对密实度为1.2。 4.3 对泥水性能的要求 满足需求的泥水特性参数因土质的不同而异,通常可按表基准选定[1] 表4-1 不同土质对应的泥水性状基准 Table 4-1 Slurry characters benchmark for different kind of geological condition 3 地层 土质 相对密度 漏斗粘度 屈服值 砂分率 析水量 可渗比 粘土 1.10 — — — — — 冲积砂、粉层 1.15~1.20 25s — — — — 砂 50~100 20~30cc砾 1.25~1.35 34~40s 10~15% 15 2) 以下 (dyne?s/cm洪积砂 1.20~1.25 25~30s — — — — 层 粉砂 1.10~1.20 22~25s — — — — 粘土 1.05~1.10 — — — — — 为此针对成都的地质情况,我们将泥水的主要性能指标定为:相对密度1.15,1.25,漏斗粘度30s,40s。 4.4 泥水配比 通过对近200组实验室实验数据的分析,最终选择的泥水理论配比为: 膨润土:CMC:纯碱:水,18.97,:0.21,:0.96,:79.86, 通过对在具体的制浆环境中制得的泥水性能分析,得到最终的施工知道配比为: 膨润土:CMC:纯碱:水,21.50%:0.21%:1.39%:76.90% 由此配比得到的泥水具体性能为:1.16,1.19g/cm3,粘度39,41S,失水量大概在7mL左右,析水性在5,左右。 5 泥水系统 泥水系统由泥水制备和泥水处理两个系统构成。 5.1 泥水系统平面布置图 沉 泥水系统平面布置图如下 淀 池化学清水池分浆沉池离材料淀渣坑设膨储池仓库备操化浆泵沉作积污池池池间池淀 池弃浆废浆池废浆池废浆池泵池 泥水池平面布置图图5-1泥水系统平面布置图 调浆池 Fig 5-1 The floorplan of slurry treatment system 4 5.2 泥水制备系统 5.2.1制浆系统管路改造前泥水制备流程图如下 膨润土浆液制备罐 膨润土浆液制备罐 调储膨盾构机 浆液制备罐浆化浆 池池池 纯碱浆液制备罐 管路改造前泥水制备流程图图5-2管路改造前泥水制备流程图 Fig 5-2 The flowchart of slurry preparation before pipeline transformation 通过前100米的掘进过程中发现,通过原有管路进行制备泥浆时,存在以下问题:?两个化学浆液制备罐容量小,若按配比进行制浆时,需要对CMC和纯碱进行人工称重,速度慢,效率低;?通过制浆系统制备出来的浆液只能输入到膨化池,且池中甭口水位较高。当掘进时调浆池里的泥水质量下降后,若想提高泥水的质量,必须通过从膨化池将浆液调入储浆池后才能调入调浆液,若按此种方式进行的话,速度太慢,不灵活,且每次造浆量较大,基本不能通过此种方式单独造化学浆;?因为在制备浆液时各材料都是单独进行制备的,当其存放入膨化池时,无法进行均匀的混合,所制出来的浆液质量无法保证,且容易产生泥浆的沉积,在想通过泵送泥浆到储浆池时,经常出现无法泵送的情况。 因此基于以上几点存在的问题,对原有的管路进行了部分改造,以提高制浆系统的效率。 5.2.2制浆系统管路改造后泥水制备流程图如下 膨 化 池膨润土(化学) 浆液制备罐储 膨润土(化学)浆 浆液制备罐 池 盾构机调 浆 池管路改造后泥水制备流程图 图5-3管路改造后泥水制备流程图 Fig 5-3 The flowchart of slurry preparation after pipeline transformation 针对之前发现的问题,进行了如下的管路改进:?化学浆液全部通过原来的膨润土制备 5 罐进行制备;?所制备的浆液都可以直接输送进入调浆池内;?在膨化池内增加了冲沙管路,以帮助池内泥水能进行一定效果的混合;?将膨化池、储浆池、调浆池都互相双向连通; 若为了得到性能更稳定的泥水。(同时建议以后的施工中,在膨化池和储浆池上方加螺旋搅拌设备,以增强泥水的流动性,方便浆液的运送)。 5.3 泥水处理系统 5.3.1 泥水处理系统设备组成情况 本工程使用的黑旋风ZX-1000A泥水处理系统,此泥水处理系统由2套ZX-500A泥水处理系统组合而成。其中每套ZX-500A由1台YSC-600预筛分器、2台ZX-250A泥水净化装置、3个泥浆回收箱组成。 5.3.2 泥水分离设备的工作原理 盾构机排出的污浆由排泥泵送入2台ZX-500A泥浆处理系统进浆管,经过预筛分器的两层粗筛振动筛选后,将粒径在5mm以上的渣料分离出来;筛余的泥水同时进入2台ZX-250A泥水净化装置的储浆槽,由泥水净化装置的渣浆泵从储浆槽内抽吸泥水;在泵的出口具有一定储能的泥水沿输浆软管从旋流除砂器进浆口切向射入,经过旋流除砂器分选,粒径微细的泥砂由下端的沉砂嘴排除落入细筛;细筛脱水筛选后,干燥的细渣料分离出来;经过第二道筛选的泥浆循环返回储浆槽内,处理后的干净泥水从旋流器溢流管进入中储箱,然后沿总管出浆软管输入送入回收泥水箱。(此旋流设备只能分离到0.074mm以上的颗粒) 在泥水净化装置的渣浆泵出口安装了一条反冲支路与储浆槽连通。通过反冲支路,可以扰动储浆槽内沉淀的渣料,使储浆槽内不致因长期使用而导致淤积漫浆。 在泥水循环过程中,由中出享誉出浆槽之间的一个液位浮标保证泥水净化装置储浆槽内的液面高度基本恒定。一旦储浆槽内输出的浆量大于供给的,那么液位浮标将随液面的下降而下落,此时中储箱的泥水就通过开启的补浆管转到储浆槽内,液面因此上升而恢复原状,液位浮标也随之上升并封住中储箱补浆管;如果供给的浆量大于输出的,储浆槽的溢流管将会溢流以防止储槽漫浆。 盾构机开始掘进时,排出的污浆经过ZX-1000A泥浆处理系统的处理,污浆中的砂质颗粒得以清除,足以满足需要。净化后的泥浆由出浆口自流入回收泥浆箱,经调配后返回井下。 当要求更高质量的泥浆时,可通过减少总进浆量,重复旋流除砂器中的泥浆分选过程以达到目的;也可利用外接管路和阀门切换形成二次循环净化回路。 5.3.3 泥水处理流程图 泥水处理流程图如下 6 沉 出淀 浆池 调泥水 分离盾构机浆进浆设备池 废 浆 池 外 排图5-4泥水处理流程图 Fig 5-4 The flowchart of slurry treatment 图5-5泥水分离设备 Fig 5-5 Slurry separation device 5.3.4 存在的问题 2007年1月20日此套黑旋风的ZX-1000A泥浆处理设备开始运行。在运行期间里,此分离设备的分离功能大部分处于正常工作状态,偶尔可能因为异物的出现而导致堵管。在粘度较大的情况下,可能导致分离效果不是很好。现在的主要问题是由于前期可能对地层内粉细颗粒的认识情况不充分,导致此套系统只能分离到0.074mm以上的砂性颗粒。而现在的情况是,由于长时间的掘进后,泥浆中的粉细颗粒越来越多,长期悬浮于泥浆之中,由于这些颗粒的存在导致泥浆的比重大大增加,不仅增加了各个泵的使用负荷,而且导致泥浆的性能不稳定,可能不能在掌子面形成良好的泥膜。如果不靠分离系统分离出这些粉细颗粒的话,而完全靠高频率的清运质量下降的泥浆,一是工程量大、进度慢,同时需要新制泥浆的成本也高。所以建议在对泥浆分离设备选型时,在考虑设备成本的同时,还是需要对泥浆的性能 7 指标与机器的匹配性及设备分离效果作更全面的考虑。同时在对从分离设备处分离出来的泥水进行三级沉淀时,由于流量大流速快,三级沉淀的效果不是很好。 6 试掘进过程中泥水的变化情况 泥水盾构在掘进过程中,泥水性能的变化主要取决于当前的地质情况及泥水仓压力大小这两个重要因素。地质条件可以通过地勘报告及掘进后对出渣情况分析出来,从而来调整泥水的性能,而泥水仓压力大小是否合适,通过泥水的性能变化也可以提供判断的相关依据。在此简单的探讨下如何在富水砂卵石地层建立适当的压力。[4] 泥水室压力设定 1) 理论计算 上限值:P=P1,P2,P3 =γ?h,K?[(γ-γ)?h+γ?(H-h)],20 式6-1 上w0w 式中: P,泥水仓压力上限值,kPa; 上 P1,地下水压力,kPa; P2,静止土压力,kPa; P3,变动土压力,一般取 20 kPa; 3γw,水的溶重,kN/m; h,地下水位以下的隧道埋深(算至隧道中心),m; K,静止土压力系数, 03γ,土的溶重, kN/m; H,隧道埋深(算至隧道中心),m。 下限值P=P1+P'2+P3 =γ?h+Ka?[(γ-γ)?h+γ?(H-h)]-2?C?sqr(Ka)+20 下wwu 式中: 式6-2 P,泥水仓压力下限值,kPa; 下 P'2,主动土压力,kPa; Ka,主动土压力系数; C,土的凝聚力,kPa。 u 2) 掘进时泥水室压力确定 盾构机掘进时的切口泥水压力应介于理论计算值上下限之间,并根据地表建构筑物的情况和地质条件适当调整。在逆洗过程中,由于泥水仓或盾构机内的排泥管处于堵塞状态,因此逆洗时应提高排泥流量,但不能降低泥水室压力。盾构机推进、逆洗和旁路状态切换时的泥水室压力偏差值均控制在:,20,,20kPa。 3) 经验公式: P=H+20 式6-3 W 式中: P,泥水仓压力值,KPa, H,地下水产生的静水压力,KPa。 W 6.1 始发至第一次换刀期间泥水变化情况 本工程从2007年1月20日开始始发掘进,于2007年3月23日在YDK 14+302.5处停机进行第一次刀具更换,共掘进138环,完成207m。此段隧道顶板埋深最浅为8.34m,最深为9.38m,地下水位约为2.5m-3.5m。覆土层主要为杂填土,软土,粉土,细砂,粉质粘土及稍密卵石土。由此可见,此段隧道埋深浅,覆土层的土质属于易被扰动类,容易发生沉降。 在这段掘进过程中,盾构机先后通过了火车南站民房,火车南站10根股道和火车南站行包房等重要建筑物。在这段的掘进过程中,泥水的性能变化很具有代表性,对其进行详细 8 的分析,对以后的在浅埋地层掘进施工有很大的指导意义。 6.1.1始发通过火车南站民房时泥水性能和泥水仓压力的关系分析 盾构机在始发后于2007年1月29日开始穿越火车南站民房,至2月13日盾尾完全通过。民房为砖木结构,基础埋深只有0.5m,在此处隧道上顶面埋深仅8 m左右,地下水位约为1.5m~2m,且覆土基本全为杂填土及软土,地质条件极差。1月31日时,由于地质条件差且泥水仓压力建的过高,导致泥水从地表冒出,地下已形成大量的通道,泥水流失非常严重。由于大量的泥水流失,而泥水补制的速度达不到流失的速度,导致泥水的性能在此后两周内呈下降趋势,此变化情况可以通过以下的曲线图清楚的表现出来。 泥水粘度变化历时曲线泥水比重变化曲线 1.1435 1.1230 1.1025粘度(s)比重1.08 201.06 151.04日期1-211-241-271-302-22-52-82-111-211-231-251-271-291-312-22-42-62-82-102-12日期比重变化曲线粘度变化曲线 图6-1 泥水主要性能变化曲线 Fig 6-1 The change curve of slurry main performance 0.10泥水仓压力变化曲线 0.08 0.06 0.04 压力(MPa)0.02 0.00日期1-21泥水仓压力 图6-2泥水仓压力变化曲线 1-24Fig 6-2 The change curve of the pressure of slurry tank 此段为始发段,若按经验公式得出的P,0.065MPa左右,破洞门后因为担心压力过大, 在盾尾进入洞门之前造成泥水从延长洞门处流失,因此开始阶段泥水仓压力建立的较低,导 1-27 致泥水性能明显的大幅度下降,同时受其他原因影响又未能对浆液进行及时补充。1月31 日后又盲目的将压力建立的过高,导致冲破地层。 1-30 6.1.2过火车南站股道及行包房时泥水性能和泥水仓压力的关系分析 在安全穿过火车南站民房后,盾构机于2月14日开始穿越火车南站股道,此段埋深约2-2 为8.9m,地下水位约为1.5m~2.5m,穿越股道共10根,为防止出现安全事故,股道全部用工字钢架起。穿越初期,在9号股道旁发生冒浆的现象,于2月16日停机对股道冒浆液处 2-5进行恢复处理。2月20日从新恢复掘进,在通过对泥水仓压力及泥水的性能进行调整后, 9 2-8 2-11 2-14 冒浆现象不在出现,此后安全的穿越了火车南站股道和行包房。从3月6日开始,发现出浆量开始大于进浆量,为此增大了泥水仓压力,进浆量依然大于出浆量,泥水性能指标均有提高。在3月12日时,发现泥水的性能指标有大幅度的突变,经过检查,在渣坑处发现大量被分离设备分离出来的大量黄粘土块,说明在当前掘进的地层中有粘土层的存在,而此粘土层是在地质详勘报告中所没有的。此后在对泥水进行调整的过程中发现,通过加水稀释只能暂时降低其粘度,但对其比重的调节很难达到预期的效果。 泥水比重变化曲线泥水粘度变化曲线502.0 401.530 1.020粘度(s)比重(g/cm3)100.5 0 日期0.02-14日期2-14泥水粘度泥水比重变化曲线2-17 2-17 2-20图6-3泥水主要性能变化曲线 2-20Fig 6-3 The change curve of slurry main performance 2-232-230.10泥水仓压力变化曲线2-262-260.08 3-13-10.06 3-43-40.043-73-7压力(MPa)0.023-103-100.003-13日期3-132-143-16泥水仓压力 3-163-192-17图6-4泥水仓压力变化曲线 3-193-22Fig 6-4 The change curve of the pressure of slurry tank 2-203-22分析以上3个曲线变化图,按经验公式此处的泥水仓压力大约应取P=0.07MPa,而在实 2-23际的掘进工程中泥水仓压力远远高于此P值,因此发生的冒浆现象。从图上还可以看出从2月26日到3月11日这段时间段中,由于泥水仓压力建立在0.065Mpa~0.07Mpa之间,整个 2-26泥水性能保持了一个相对稳定的状态,有效成分流失少,地下水渗入也少,泥水的质量得到了良好的保证,在第一次开仓换刀时,在掌子面发现了形成良好的泥膜(如图)。在这期间,3-1掘进速度也相对较快,达到了一天掘进8环的情况。 3-4 3-7 3-10 3-13 3-16 3-19 10 3-22 图6-5泥膜形成情况 Fig 6-5 The situation of mud film formation 6.2 盾构机在第一次换刀后至第二次换刀期间泥水变化情况 盾构机完成第一次换刀后,于3月31日恢复开始掘进,至5月11日到达第二次换刀位置,期间共掘进225m 。此段为于16‰的下坡,隧道顶埋深范围在9.4m,11.97m,地下水位约为2m~2.5m,埋深较深,覆土层已含有大量的稍密乱石土及中密乱石土层,掘进断面已经完全进入中密及稠密乱石土层。 此段泥水性能变化及泥水仓压力变化情况如下图。 泥水粘度变化曲线泥水比重变化曲线401.7 301.5 20粘度(s)1.3比重(g/cm3)10 1.10日期日期3-313-31 泥水比重泥水粘度4-34-3 4-6图6-6泥水主要性能变化曲线 4-6 4-9Fig 6-6 The change curve of slurry main performance 4-9 4-124-12 4-154-15 4-184-18 4-214-21 4-244-24 4-274-27 4-304-30 5-35-3 5-6 11 5-6 5-95-9 0.10泥水仓压力变化曲线 0.08 0.06 0.04 压力(MPa) 0.02 0.00日期3-31 泥水仓压力4-3 图6-7泥水仓压力变化曲线 4-6 Fig 6-7 The change curve of the pressure of slurry tank 4-9通过工况分析,若按经验公式,在此段泥水仓压力的最小应取P=0.071MPa,但从以上三个曲线来看,刚开始恢复掘进时,泥水仓压力明显小于P值,在4月12日之前泥水压力4-12建立过低,没有真正形成泥水平衡,刀盘前方的地下水回流至仓内,导致泥水的性能明显的 4-15下降。从4月12日开始把压力升高到了0.07MPa左右,并及时补充造浆,使得泥水性能有大幅度的提升,但是泥水中有粉细砂的出现,其不能被现有的分离设备分离出来,造成泥水4-18比重一直偏大,大大的增加了出入浆泵的负荷,也影响了泥水的质量,为了降低泥水的比重, 4-21只能在对泥水进行稀释,再加上后期泥水仓的压力没有根据隧道的埋深而做相应的增大,使得泥水性能劣化,为此又通过重新造浆来进行补充,泥水性能的反复变化从曲线图上能明显4-24的表现出来。 4-27 7 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 4-30 根据前432m的盾构掘进情况来看,泥水性能、泥水仓压力及当前的地质情况这三者是5-3互相关联的,考虑其中一项时,必须将另外两项的情况也加以考虑才能得到满意的状态。根 5-6据成都的地质情况,针对不同的隧道埋深情况,泥水仓压力大小的取值可以通过经验公式来获得,而通过前期的掘进情况看将泥水性能确定为密度1.16,1.19g/cm3,粘度30,35S,5-9失水量大概在7mL左右,析水性在5,左右是合适的,同时需及时对泥水性能参数进行有规律的监测,以保证掘进的安全。 8 结束语 本工程为成都地铁一号线的实验段,且又采用泥水盾构施工,此工法在国内的应用不多,可借鉴的资料少之又少。因此只有通过施工过程来一步步摸索出适合成都地质情况的泥水性能指标及泥水处理方式,在实践中学习,在工作中进步。 参考文献 [1]张凤祥,傅德明,杨国祥,项兆池. 盾构隧道施工手册[M]人民交通出版社,2005 [2]项兆池,楼如岳,傅德明. 最新泥水盾构施工技术[R]上海隧道工程股份公司,2001 [3]同济大学. 富水砂卵石地层泥水平衡盾构泥水优化方案研究[R]. 上海:同济大学,2006 [4]中铁隧道集团. 成都地铁1号线盾构4标实施性施工组织设计[R]. 洛阳:中铁隧道集团,2006 12
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