强透水性地质条件下泥水盾构泥浆成膜技术VIP专享VIP免费

强透水性地质条件下泥水盾构泥浆成膜技术1泥浆基本性质参数及评价指标1.1泥浆基本性质参数泥浆被称为泥水盾构的血液，它不仅肩负着维护开挖面稳定的重责，还担任着携带渣土的重任，泥浆参数的选择与控制对泥水盾构的正常安全施工具有极其重要的意义。1)比重泥浆比重通常是泥水盾构施工中泥浆管理的重要指标，它表征着泥浆中固相颗粒含量的多少。通常来说，泥浆比重越大，其形成的泥膜质量越好，对开挖面稳定越有利；同时泥浆的比重越大，泥浆对掘削渣土的悬浮能力越强，泥浆的携渣能力就越强。但是，泥浆比重越大，其在管道中流动的摩阻力就越大，容易使泥浆泵的超负荷运转；同时比重越大，地表泥水分离设备的负荷就越重，泥水分离难度越大。综上所述，泥浆要具有合适的比重，要在保证开挖面稳定和出渣能力的基础上尽量小。2)粘度为了确保泥浆发生以下作用，泥浆还必须具备一定的粘度：①防止泥浆析水或泥水舱中泥浆固体颗粒沉淀，一旦这样，泥浆的比重及粘度均将难以保证，这将严重威胁开挖面安全；②防止逸泥或发生泥浆劈裂现象；③增加泥浆的悬浮能力，防止出渣时渣土在泥水舱底部或排泥管道中沉淀，引发欠挖、假推或水锤现象，诱发开挖面失稳。通常来说，泥浆的粘度越大，泥浆在开挖面越容易形成泥膜，形成泥膜的质量也越好，同时，泥浆的粘度越大，泥浆对渣土的悬浮能力就越强，泥浆的出渣能力也越强。但是，泥浆的粘度越大，泥浆在管道中流动的摩阻力也越大，容易使泥浆泵超负荷运转；泥浆粘度越大，地表泥水分离设备泥水分离的难度也越大；同时，泥浆粘度越大，泥浆的造价就越高。综上所述，泥浆要具有合适的粘度，要在保证开挖面稳定和出渣能力的基础上，同时考虑泥浆泵的负荷、泥水分离效果及泥浆的造价。3)级配泥浆的比重表征着泥浆中固相颗粒的多少，而泥浆的级配则表征着泥浆中固相颗粒的粒径。不同的地层孔隙需要不同粒径的颗粒去堵塞，故盾构机在不同的地层中掘进时需要泥浆中具有不同级配的固相颗粒。例如，在粘土及粉细砂地层中施工时，泥浆中仅具有粘土颗粒就可以保证成膜质量，但在砾砂甚至卵砾石地层施工时，就必须要求泥浆中含有一定量的细砂(即泥浆中有一定的含砂量)来帮助堵塞地层孔隙，这样才能保证在开挖面上形成不透水或微透水的泥膜，保证开挖面安全。1.2泥浆基本性质评价指标为方便管理泥浆参数，一般我们用以下几个指标来评价泥浆的基本性质：1)比重在工程中，我们常用泥浆比重称来测量泥浆比重，见图2-1。工程中常用的进浆比重为1.1~1.25之间。图2-1泥浆1002型比重称2)粘度泥浆的粘度分为两种：一种为漏斗粘度，用漏斗粘度仪测定，见图2-2；一种为塑性粘度，用旋转粘度仪测定，见图2-3，工程中常用的泥浆粘度为20~30s。图2-21006型漏斗粘度仪图2-3ZNN—D6型电动六速旋转粘度计3)级配泥浆的固相物质的级配可有两种方法测得：＞0.25mm的颗粒的级配可由筛分获得，见图2-4；＜0.25mm的颗粒的级配可由激光颗分仪获得，见图2-5。以上方法得到的泥浆级配精确，但比较慢，不便捷，工程中使用另外一种方法来间接地反映泥浆的级配，即通过测定泥浆的含砂量，来反映泥浆中粗颗粒的含量，进而在某种程度上反映泥浆的级配。泥浆含砂量可用泥浆含砂量计测得，见图2-5。图2-4土壤筛图2-5激光颗分仪图2-6泥浆含砂量计4)物理稳定性泥浆的物理稳定性系指泥浆长时间静置后，泥浆中颗粒保持悬浮物理状态的能力，通常用界面高度来描述泥浆物理稳定性的好坏。将一定量的泥浆置于量筒中，经过一段时间的静置后，部分土颗粒失去散悬特性出现沉淀，泥浆的表层出现清水，底部出现土颗粒，清水与泥浆之间出现分解面，清水与泥浆间分解面高度的经时变化，即为泥浆的界面高度变化，见图2-7。由泥浆的界面变化情况可鉴别泥水中土颗粒的沉淀程度，即泥水的物理稳定性的好坏。界面高度变化越小，说明泥浆的物理稳定性越好。反之，亦反。图2-7泥浆物理稳定性测试试验5)成膜质量泥浆的前4个基本性质评价的都是泥浆的单个指标，它是单独的评价泥浆性能的指标，和开挖地层没有直接关系，但泥浆的成膜质量则是综合地评价了泥浆的特性以及泥浆与地层的适应性。众所周之，泥水盾构开挖面稳定...