大型泥水盾構(gòu)泥水材料體系及其調(diào)控技術(shù)

建筑施工BUILDING CONSTRUCTION第32卷第5期Vol.32 No5382建筑施工BUILDING CONSTRUCTION大型泥水盾構(gòu)泥水材料體系及其調(diào)控技術(shù)System Design of Slurry Material for Large Slurry Shieldand Related Controlling Technology 陳衛(wèi)平（上海幣基礎(chǔ)工程公司 200002）【摘要】結(jié)令上海人民路越江雙線隧道工程實(shí)際，探討了不同泥水材料體系對(duì)進(jìn)土層適應(yīng)性問(wèn)題，同時(shí)自主開(kāi)發(fā)出提離 祐度和砂性土展適應(yīng)性更役的斯型高效泥水材料。詳他介紹了針對(duì)不同土層妙性相適應(yīng)泥水材料體系調(diào)控方法：兩線隧道漿液 調(diào)配法、補(bǔ)充工程廢漿（黏土粉）法、黏土粉新漿匹配法?！娟P(guān)鍵詞】陀水盾構(gòu)掘進(jìn)土層泥水材料調(diào)擔(dān)【中圖分類號(hào)1U455.43/文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B【文章編號(hào)1004-1001（2010）05-0382-02382建筑施工BUILDING CONSTRUCTION382建筑施工BUILDING CONSTRUCTION1工程概況上海人民路越汀雙線隧道連接浦江兩岸的城市核心區(qū) 域,隧道掘逬段長(zhǎng)470 m, 11.58 mo根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告, 盾構(gòu)主要穿越、卜3、】土層,可能出現(xiàn)軟黏土的流 變和觸變、粉性土和砂土的流砂現(xiàn)象、承壓水的突涌及土層 的軟硬不均等問(wèn)題。綜合考慮人民路隧道工程泥水處理場(chǎng)地 的限制以及掘進(jìn)土，曇狀況，泥水處理材料以聚合物為主，泥 水分離處理系統(tǒng)采用法國(guó)MS泥水處理系統(tǒng)。2泥水材料開(kāi)發(fā)及應(yīng)用工藝研究2.1泥水材料的作用機(jī)理在泥水盾構(gòu)工法中，泥水充滿開(kāi)挖面，通過(guò)壓力差滲入 土層中平衡土層水土壓力，在開(kāi)挖面形成泥膜，維持開(kāi)挖面 穩(wěn)定,防止土層坍塌，同時(shí)懸浮土渣,將土渣攜帶出地面。 2.1.1穩(wěn)定開(kāi)挖面當(dāng)泥水艙內(nèi)泥水壓力大于地下水土壓力時(shí)，泥水滲入開(kāi) 挖面土體中，懸浮顆粒隨泥水滲入到土體顆粒間的孔隙中， 形成堵塞或交聯(lián)效應(yīng)，積聚于開(kāi)挖面土層與泥水的接觸面， 形成泥膜，當(dāng)?shù)侗P(pán)將泥膜包裏的土體切削后，新的泥膜很快 形成，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)泥膜”，這層泥膜始終可漢保持開(kāi)挖面的平 衡。2.1.2攜帶粧削浚土泥水與掘削下來(lái)的渣土在泥水艙內(nèi)混和、攪拌之后，泥 水懸浮裹挾渣土并課持一定的流動(dòng)性，由排泥管泵送至地面【作者簡(jiǎn)介】陳衛(wèi)平（1967-）男，本科，高級(jí)工程師。聯(lián)系地址: 上海市江西中路406號(hào)（200002）?！臼崭迦掌凇?016-03-12 的泥水處離系統(tǒng)。2.2不同泥水材料體系的適應(yīng)性研究目前國(guó)內(nèi)穿越水底隧道施工一般采用泥水平衡加壓盾 構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，大多采用由自然黏土、膨潤(rùn)土、水、外加劑（CMC）所 組成的分散泥漿。隨著泥水盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)為了滿足 現(xiàn)場(chǎng)配制簡(jiǎn)捷、成漿迅速的要求，逐漸發(fā)展了聚合物等泥水 材料體系,它們具備了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。2.2.1傳統(tǒng)泥水林料體系傳統(tǒng)泥水材料體系是CMC（竣甲基纖維索）、膨潤(rùn)土分散 體系，在泥水盾構(gòu)施工中普遍便用。傳統(tǒng)泥水體系的優(yōu)點(diǎn)在 于配制工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單，成本不高，原料來(lái)源比較廣。但是 傳統(tǒng)泥水體系也存在諸多缺點(diǎn):（1 ）CMC溶解辦法較落后； （2）膨潤(rùn)土預(yù)水化時(shí)間長(zhǎng)；（3）占用場(chǎng)地面積大；（4）現(xiàn)場(chǎng)新 漿拌制后,往往就進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，以其初始值作為可用目標(biāo) 值,造成膨潤(rùn)土等原料用量增加，廢漿雖大。2.2.2聚合物泥水體系為適應(yīng)我國(guó)鉆井工程的需要，先后開(kāi)發(fā)了聚合物泥漿體 系、聚合物正電膠泥漿體系、聚碘正電膠泥漿體系、三礦泥漿 體系等。借鑒石油行業(yè)的科研成果，將聚合物體系逐漸引入 到泥水盾構(gòu)隧道泥水體系。在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn),聚合物與特定土層之間存在適應(yīng)性 問(wèn)題，特別是粉砂性土中，如圖lo ab段土層是以I砂質(zhì)粉 土為主，土層中粘性顆粒較少，導(dǎo)致盡管密度較離（砂性粒子 是密度的土要貢獻(xiàn)），粘度卻較低。2.3新型高效泥水材料的開(kāi)發(fā)泥水材料的粘度指標(biāo)直接影響到送排泥效果和盾構(gòu)刀 頭支撐面土體的穩(wěn)定性。聚合物泥漿配制因其占地面積小， 這幾年受到較多的關(guān)注。表1為上海建工（集團(tuán)）總公司技術(shù)382