海相复合地层泥水盾构施工泥水材料试验研究

在泥水盾构工程领域的泥浆研制中,不同的地层和应力水平对泥浆特性有较大影响,同时影响泥浆的渗透性和保持开挖面稳定的泥膜特性。实际施工过程中,泥膜的质量直接影响泥水盾构施工的安全和进度。本文以马骝洲交通隧道新建工程为背景,针对特有的海相复合地层特点,通过室内试验进行了海相复合地层泥水平衡盾构施工泥水材料研究,开发了新型泥水材料,并借助盾构掘进现场试验验证室内分析及其相应产生的施工改善成效。研究发现,1#新型泥水材料造浆能力强,能优化泥水的颗粒级配,有效降低滤失量,形成致密有强度的泥膜;1#新型泥水材料运用实际施工中后,能显著提高盾构推进速度,降低刀盘扭矩,减小总推力,可为类似地层盾构施工土体改良提供参考。     

泥水盾构施工中同步注浆浆液的试验控制

广深港客运专线狮子洋隧道泥水盾构施工采用了同步注浆技术,有效控制了地表沉降,通过对注浆浆液配合比和施工的试验控制,注浆效果理想.     

大型泥水盾构隧道开挖面稳定机理与应用研究

针对大型泥水盾构隧道开挖面平衡这一难题,以复兴东路越江隧道工程为工程背景,对泥水盾构开挖面稳定机理进行了理论分析;通过室内泥浆的特性实验及微观分析,结合工程现场试验和监测数据分析,详细论述了泥水盾构隧道开挖面的平衡理论和稳定机理,对影响泥水盾构隧道开挖面平衡与稳定的主要因素进行了分析.通过PMS泥水体系与原有泥水体系在工程中应用效果对比,发现PMS泥水体系能快速形成高质量的泥膜,更有利于大型泥水盾构隧道的开挖面稳定,在大型泥水盾构隧道施工中应用前景广阔.     

水底盾构掘进泥水喷发现象研究

泥水式盾构工法是水底软土隧道施工的首选工法,施工时泥水压力过大可导致开挖面前方地层劈裂,引发泥水喷发、河(海)水倒灌事故。以此类现象为研究对象,研究地层劈裂发生、伸展机制及不同泥水压力对地层劈裂的影响。研究结果表明:水底隧道泥水式盾构施工时,开挖面前方地层微小劈裂纹不可避免,但泥水喷发现象能否发生与盾构掘进参数、泥水性质、地层特性及盾构覆土厚度密切相关,通过理论分析和盾构掘进模型试验,得出了泥水喷发半经验公式,在此基础上提出了防止泥水喷发现象发生的相关措施。     

泥水盾构施工中的新型泥浆应用研究

泥水盾构在隧道施工中的应用日益广泛。通过对泥水盾构运作的原理和泥浆体系的作用进行阐释,并对泥水盾构中新型泥浆的特点进行了分析,总结了新型泥浆的主要特点,以期为新型泥浆在泥水盾构中的应用提供理论依据。     

超大直径双线泥水盾构施工的三维数值模拟

以上海长江西路隧道工程为背景,基于适合软土的修正剑桥模型并综合考虑盾构开挖、开挖面泥水压力、盾尾注浆以及盾壳刚度和坡度等因素,建立单台超大直径(=15.43m)泥水盾构往返推进的三维有限元模型。分析不同施工步、不同泥水压力下北线盾构施工对地表沉降以及新建南线隧道的横向位移影响。通过数据分析发现,盾构返回推进时的地表位移规律明显区别于单条隧道施工的情况;盾构的反向推进会造成已建隧道管片的挤压变形以及顺指针的旋转;返回推进时,泥水压力的不同取值对已建隧道的横向位移影响显著。根据数值分析结果提出相应的施工建议:盾构返回施工时适当减小泥水压力;密切监控盾构返回推进时切口断面后1倍刀盘直径范围内已建隧道管片的变形量。     

富水砂层地铁隧道盾构选型

现如今,我国城市化建设进程不断加快,在城市轨道交通施工过程中盾构设备的选型对地铁区间盾构施工有很重要意义,盾构选型的合适性直接影响到盾构施工的安全性.针对沈阳地铁隧道所遇到的富水砂层地质条件,通过比较地质特征、颗粒级配、渗透系数、周围环境、经济等因素,分析了地铁盾构隧道土压平衡盾构机和泥水平衡盾构机的优缺点.从而提出了...     

浅谈泥水盾构隧道渗漏原因及对策

通过分析泥水盾构机的特点、管片特点、注浆工艺等几个方面的因素,总结归纳了泥水盾构隧道渗漏的原因,制定了切实可行的处理措施,以保证泥水盾构隧道施工的顺利进行.     

大型泥水盾构施工参数三维数值模拟

通过对大型泥水盾构施工过程建立的三维有限元进行计算分析,得到了不同工况下泥水压力、注浆压力等施工参数对施工的影响效果,通过计算比较分析,给出合适的施工参数指导施工。     

超大直径泥水平衡盾构施工时建筑物保护技术研究

通过分析泥水平衡盾构施工引起地表沉降的机理,并结合超大直径泥水平衡盾构施工实例,从切口压力、泥水指标控制及同步注浆管理等方面探讨超大直径泥水平衡盾构施工建筑物沉降的控制技术.结果表明,通过合理的设定盾构推进切口压力,重浆循环模式,采用“双控”同步注浆模式,有效地控制了建筑物沉降,并且房屋不均匀沉降系数满足房屋保护要求.     

砂性地层注浆浆液扩散特性

对南京地区河砂采用筛孔分别为5,2,0.5,0.2 mm 的筛网筛分后,分为不同粒径的砂土,以渗透系数为控制指标,根据试验需要对所用河砂进行配比,模拟出4种砂砾土层。通过对自行研制的一种渗透注浆装置进行室内模拟注浆试验,研究了4种不同颗粒级配的砂样在不同注浆量、水灰比、注浆压力等影响因素下浆液的扩散特性,并在此基础上进行多元线性回归分析。结果表明:浆液扩散半径主要影响因素的主次顺序为注浆压力、渗透系数、水灰比; 注浆量主要影响因素的顺序为注浆压力、渗透系数、水灰比; 结核体强度主要影响因素的顺序为水灰比、渗透系数、注浆压力; 结合试验结果拟合得到了浆液扩散半径、注浆量、结核体强度与渗透系数、浆液水灰比、注浆压力之间的定量关系式; 砂性地层中的浆液扩散半径存在有效半径,为初始半径的75%～80%; 对于在砂性地层中的浆液扩散行为,具有多种浆液扩散模式并存的可能; 所得结论可供类似工程借鉴与参考。     

钢渣砂抗裂干混砂浆在工程中的应用研究

通过吸水量、压折比、粘结强度及凝结时间等技术指标的测定,对比分析了钢渣砂抗裂砂浆和市售抗裂砂浆的性能。分析表明:粒径小于0.6mm自然堆放钢渣砂和河砂混合配制出的抗裂干混砂浆性能符合工程使用要求,实际工程应用效果好。钢渣砂70%取代河砂配制的抗裂砂浆吸水量偏高,但依旧在国标要求的范围内。和参比样河砂配制的砂浆相比,钢渣砂抗裂砂浆压折比更小,表现出更好的抗裂性。同时,钢渣砂抗裂砂浆凝结时间延缓,具有更长的可操作时间,有利于工程施工。研究工作总体说明当钢渣砂粒径小于0.6mm时,可取代同粒径天然砂或石英砂配制抗裂干混砂浆,并可保证抗裂砂浆对力学性能和工作性能的要求。     

矿渣颗粒对砂浆强度的影响

研究了矿渣颗粒（KZP）以不同比例替代河砂时,对砂浆流动度和强度的影响规律。结果表明,采用矿渣替代河砂,砂浆的3d．7d抗折强度和抗压强度降低;28d抗压强度降低,但有一个先降低、后平缓增加的变化;而28d抗折强度变化不大。用矿渣颗粒替代河砂能较大程度地提高7d和28d的强度增进率。     

浅覆土段盾构过河研究

根据南京地铁二号线TA07标莫~汉区间盾构机过秦淮河的经验,从理论计算、盾构掘进参数选择等方面入手,着重分析盾构机过河的重点,并提出了相应的技术措施。例如:采取流动性好、止水、止砂的油脂防止盾尾漏水、漏砂情况;在管片侧面粘贴海绵条以防止管片渗漏水;通过出土量控制、膨润土浆液压注、同步注浆技术以及加强预测预报的措施完成盾构推进防突水控制。     

粉细砂地层泥水盾构渣土回收利用及性能优化

以南京地铁10号线越江盾构隧道工程为依托,采用现场渣土作为同步注浆砂源,通过室内试验测量同步注浆浆液的强度、初凝时间、流动度、稠度、泌水率及渗透性等指标,研究粉细砂地层中泥水盾构渣土作为同步注浆浆液中砂源的可行性,并通过调整配比对浆液性能进行优化.结果表明:粉细砂地层中采用泥水盾构渣土所配置的浆液能够满足同步注浆浆液性能要求,改变胶砂比、粉灰比,同步注浆浆液性能提高明显.     

胶凝材料复合早强剂开发及混合料浆配比优化

利用矿山周边矿渣、磷石膏、废石等固废开发早强胶凝材料用于矿山充填，可降低采矿成本，且实现固废资源化利用。首先基于试验材料物化分析，对胶凝材料复合早强剂进行开发；然后通过正交试验对多固废混合充填料浆进行试配，利用遗传规划获得最优配比。结果表明，复合早强剂可有效提高充填体早期强度，最优配比为芒硝1%～2%、NaOH 1%～1.5%、NaCl 1.5%；充填料浆最优配比为废砂比1:9、胶砂比1:5，料浆浓度80%；此时3d强度为2.04MPa,7d强度为4.19MPa，坍落度为28.6cm，分层度为0.75cm，强度和管输特性满足要求且成本最低。     

浅覆土透水砂层泥水盾构越江技术

通过工程实例介绍泥水盾构在富水砂层中过江掘进施工采用的技术措施和经验,论述了在掘进过程中合理设定各项掘进参数和制定应对措施.     

土压平衡盾构在砂卵石地层长距离穿越河流施工关键技术

从盾构机的改造,浆液配比试验,渣土改良等几个方面论述了土压平衡盾构隧道长距离穿越砂卵石地层并穿越河流的施工技术。在试掘进阶段对盾构掘进主要控制参数包括推进速度、刀盘推力、土仓压力、刀盘扭矩、刀盘转速、注浆参数等进行了调整。在掘进过程中严格按照试掘进阶段的参数执行。实施效果表明,完全达到了刀盘刀具的耐磨性要求,保证了盾构机在砂卵石地层中长距离穿越河流的安全。     

生活垃圾焚烧灰渣代砂混凝土配合比及力学性能试验

对生活垃圾焚烧灰渣代砂作为混凝土细骨料进行了试验研究。从有毒物质浸出、筛分、压碎指标等分析了生活焚烧垃圾灰渣的骨料特性,并对5种水胶比、3种代砂率的生活垃圾焚烧灰渣细骨料混凝土进行了配合比试验及力学性能试验。试验结果表明,生活垃圾焚烧灰渣多孔、吸水率高、压碎指标低,具有一定的潜在水硬性;通过增加减水剂等合理配合比设计,可以配出工作性能满足工程要求的生活垃圾焚烧灰渣细骨料混凝土;生活垃圾焚烧灰渣细骨料混凝土强度要低于同配合比条件的普通天然砂混凝土,尤其是100%代砂率焚烧灰渣混凝土28 d抗压强度仅为普通天然砂混凝土的一半左右,50%代砂率焚烧灰渣混凝土抗压强度更接近普通天然砂混凝土。     

地铁盾构渣土改良为流动化土进行应用试验研究

针对中国地铁盾构施工产生的大量渣土能否改良为流动化土用作城市管廊施工回填浇筑材料问题,结合济南地铁R2号线任家庄-王府庄区间盾构渣土开展室内试验,分析不同配比条件下渣土改良流动化土流动性、强度及影响因素。结果表明,该研究采用的盾构渣土经过适合的水固比和灰砂比改良后,流动化回填土强度和流动性均满足管网回填的要求,其最佳配方为水固比0.5～0.53,灰砂比0.15;流动化回填土流动性主要受水固比影响,强度主要受水固比控制,若要同时满足两者要求,则需根据水灰比进行配方设计;作为流动化回填土的配制材料,是处理城市地铁土压平衡盾构渣土的一个可行的方向。