大型泥水盾构泥水材料体系及其调控技术

建筑施工BUILDING CONSTRUCTION第32卷第5期Vol.32 No5382建筑施工BUILDING CONSTRUCTION大型泥水盾构泥水材料体系及其调控技术System Design of Slurry Material for Large Slurry Shieldand Related Controlling Technology 陈卫平（上海币基础工程公司 200002）【摘要】结令上海人民路越江双线隧道工程实际，探讨了不同泥水材料体系对进土层适应性问题，同时自主开发出提离 祐度和砂性土展适应性更役的斯型高效泥水材料。详他介绍了针对不同土层妙性相适应泥水材料体系调控方法：两线隧道浆液 调配法、补充工程废浆（黏土粉）法、黏土粉新浆匹配法。【关键词】陀水盾构掘进土层泥水材料调担【中图分类号1U455.43/文献标识码 B【文章编号1004-1001（2010）05-0382-02382建筑施工BUILDING CONSTRUCTION382建筑施工BUILDING CONSTRUCTION1工程概况上海人民路越汀双线隧道连接浦江两岸的城市核心区 域,隧道掘逬段长470 m, 11.58 mo根据地质勘察报告, 盾构主要穿越、卜3、】土层,可能出现软黏土的流 变和触变、粉性土和砂土的流砂现象、承压水的突涌及土层 的软硬不均等问题。综合考虑人民路隧道工程泥水处理场地 的限制以及掘进土，昙状况，泥水处理材料以聚合物为主，泥 水分离处理系统采用法国MS泥水处理系统。2泥水材料开发及应用工艺研究2.1泥水材料的作用机理在泥水盾构工法中，泥水充满开挖面，通过压力差渗入 土层中平衡土层水土压力，在开挖面形成泥膜，维持开挖面 稳定,防止土层坍塌，同时悬浮土渣,将土渣携带出地面。 2.1.1稳定开挖面当泥水舱内泥水压力大于地下水土压力时，泥水渗入开 挖面土体中，悬浮颗粒随泥水渗入到土体颗粒间的孔隙中， 形成堵塞或交联效应，积聚于开挖面土层与泥水的接触面， 形成泥膜，当刀盘将泥膜包裏的土体切削后，新的泥膜很快 形成，产生动态泥膜”，这层泥膜始终可汉保持开挖面的平 衡。2.1.2携带粧削浚土泥水与掘削下来的渣土在泥水舱内混和、搅拌之后，泥 水悬浮裹挟渣土并课持一定的流动性，由排泥管泵送至地面【作者简介】陈卫平（1967-）男，本科，高级工程师。联系地址: 上海市江西中路406号（200002）。【收稿日期】2016-03-12 的泥水处离系统。2.2不同泥水材料体系的适应性研究目前国内穿越水底隧道施工一般采用泥水平衡加压盾 构机掘进，大多采用由自然黏土、膨润土、水、外加剂（CMC）所 组成的分散泥浆。随着泥水盾构技术的发展,同时为了满足 现场配制简捷、成浆迅速的要求，逐渐发展了聚合物等泥水 材料体系,它们具备了各自的优缺点。2.2.1传统泥水林料体系传统泥水材料体系是CMC（竣甲基纤维索）、膨润土分散 体系，在泥水盾构施工中普遍便用。传统泥水体系的优点在 于配制工艺相对比较简单，成本不高，原料来源比较广。但是 传统泥水体系也存在诸多缺点:（1 ）CMC溶解办法较落后； （2）膨润土预水化时间长；（3）占用场地面积大；（4）现场新 浆拌制后,往往就进入循环系统，以其初始值作为可用目标 值,造成膨润土等原料用量增加，废浆虽大。2.2.2聚合物泥水体系为适应我国钻井工程的需要，先后开发了聚合物泥浆体 系、聚合物正电胶泥浆体系、聚碘正电胶泥浆体系、三礦泥浆 体系等。借鉴石油行业的科研成果，将聚合物体系逐渐引入 到泥水盾构隧道泥水体系。在使用过程中发现,聚合物与特定土层之间存在适应性 问题，特别是粉砂性土中，如图lo ab段土层是以I砂质粉 土为主，土层中粘性颗粒较少，导致尽管密度较离（砂性粒子 是密度的土要贡献），粘度却较低。2.3新型高效泥水材料的开发泥水材料的粘度指标直接影响到送排泥效果和盾构刀 头支撑面土体的稳定性。聚合物泥浆配制因其占地面积小， 这几年受到较多的关注。表1为上海建工（集团）总公司技术382