泥水平衡盾构进、排浆系统技术

比较具体地介绍了泥水平衡盾构进、排浆系统的管径、压力选择及系统控制。     

中继泵自主配置技术在泥水盾构施工中的应用

从中继泵的原理、理论计算出发,结合武汉地铁二号线越江隧道工程实例,详细阐述中继泵的自主配置、元器件的选型、结构安装、电气调试等关键技术,总结泥水盾构施工中中继泵技术的应用;同时也论证了中继泵自主配置的可行性,促进泥水循环系统的国产化进程。     

大直径泥水盾构针对长距离施工的优化

大直径泥水盾构在复杂砂卵石地层中长距离掘进施工,盾构经常会受到刀盘刀具磨损严重、进排浆管及阀磨损严重、破碎机及泥舱门故障和突发事件等因素影响而导致停机,从而降低了盾构设备的性能,严重时将直接威胁施工安全。为了优化盾构设计、方便检修及降低施工风险,对北京某项目12 m级泥水盾构在施工过程中出现的问题,通过对刀盘刀具、泥水循环系统、破碎机和泥浆门、电气系统、监控检测系统等的优化,提高了设备的利用率和施工效率,降低了施工风险和施工成本,确保了人员和设备的安全。     

进油阀参数对大流量高压共轨供油泵容积效率的影响

为研究进油阀参数对WJ泵容积效率的影响,搭建液力系统仿真模型,并由试验验证,将泵容积效率损失分为节流容积效率损失和回流容积效率损失两类分别进行研究。仿真分析了进油阀弹簧参数对进油阀开启压力和阀芯最大升程的影响,进而得到对泵两类容积效率损失的影响,研究了阀芯振动对供油泵回流容积效率损失的影响。结果表明,节流容积效率损失因阀芯最大升程小于某临界值导致,回流容积效率损失随阀芯最大升程的增大而增大,还受阀芯振动影响,对大流量泵进油阀参数选择及其与泵的优化匹配具有参考意义。     

复合地层双模盾构风险分析与针对性设计

为解决富水圆砾—泥岩复合地层采用双模盾构的适应性设计问题，依托南宁市轨道交通5号线五一立交站—新秀公园站隧道工程，针对穿越邕江、下穿浅基础建筑物、圆砾—泥岩复合地层中地表沉降和刀盘固结泥饼等施工风险，提出泥水/土压双模盾构结构和功能系统的针对性设计。在结构设计方面，双模盾构增设气垫仓稳定泥水压力，并配合排浆口优化设计实现了对地层沉降的稳定控制；加设中心面板和扭腿冲刷及“P0泵小循环”系统降低泥饼形成概率；优化的螺旋输送机设计减小喷涌压力，与邻近线路相比，过江段掘进速率提高近1倍。在功能性系统方面，实现泥水和土压2种排渣体系的快速转换；推进系统总推力达39 910 kN，满足不同掘进状态的需要；通过注浆系统与合理掘进参数实现对地表沉降的严格控制。     

复合地层泥水盾构环流关键参数选择探析

为研究复合地层泥水盾构泥水环流参数选择的问题,结合狮子洋隧道盾构工程,采用泥浆临界沉淀流速计算方法计算软弱地层和软硬不均地层所需的泥浆送、排量,并运用费祥俊模型试验公式进行验算。由于复合地层地质条件的复杂性,泥水盾构环流参数的影响因素较多,结合以上计算结果分析不同地层特性对泥浆送、排量的影响。研究结果表明： 1）2种方法的泥浆送、排量计算结果相差不大,证明泥浆临界沉淀流速计算方法具有准确性和合理性; 2）在软硬不均地层进行泥水盾构施工时,应加大泥浆送、排量,以减少输送颗粒在排浆管内滑移、平动,同时减少舱内积碴和泥浆管的磨损。研究结果可为复合地层下的泥水盾构施工提供参考。     

污水厂泵站前池流态分析与整流优化

为改善污水处理厂进水泵站前池中的不良流态,应用CFD软件,基于-标准模型和SIMPLEC算法对泵前池的初始设计方案和增设导流墙整流的改进设计方案进行模拟计算。结果表明,无整流措施时,前池中存在大量旋涡、回流区,各台泵进流不均匀;增设导流墙后,旋涡区域的范围及数量明显减少,进水流速分布更加均匀,前池内的流态得到有效改善;分别计算整流前后的参考断面的流速不均匀系数和各台泵进流流量的标准偏差,结果表明,设置导流墙有利于均化进流,提高水泵效率。     

化子闸泵站机组选型分析

化子闸泵站是姚江二通道(慈江)东排工程的梯级泵站之一,其主要任务是加大姚江干流东排分洪能力,提升江北、镇海片防洪排涝能力。泵站设计流量150 m3/s,设计净扬程仅0.32 m,属大流量超低扬程泵站。从水力性能、工程投资、施工和运行管理等方面综合比较,选用了竖井贯流泵装置,TJ04-ZL-07号水力模型。叶轮直径3.9 m,转速60 r/min,是目前国内最大口径和最低转速的竖井贯流泵装置。水泵结构设计的关键点是水导轴承,要求有较好的承载耐磨能力,并且在特低转速下能够形成油膜。经计算分析表明,选用巴氏合金油润滑轴承可满足安全运行要求。     

泥水盾构主机推进速度与泥浆系统能力的匹配

通过分析泥浆系统流量与盾构掘进进度关系,对泥水盾构主机推进速度与泥浆系统能力的匹配进行了阐述,为盾构采购用户提供一些参考。     

城市大直径泥水盾构施工辅助设备配备

根据北京铁路地下直径线大直径泥水盾构要求,结合以往施工经验,介绍北京铁路直径线盾构施工辅助设备（泥浆循环系统、泥水处理系统、运输系统、砂浆拌制系统、通风系统及冷却循环系统）选型的依据,分析影响选型的因素,介绍选型过程（包括参数选择）及设备配置结果。     

软弱富水地层条件下泥水盾构泥浆门修复技术研究

针对武汉长江隧道工程11.38m左线泥水盾构始发试掘进27.2m后出现泥浆门不能关闭的问题,研究制定了泥浆门修复方案:先通过人员带压进仓进行检查,观察判断泥浆门损坏情况,并根据检查分析结果对泥浆门进行临时修复,同时选择合适的场地位置进行加固,盾构继续掘进至加固场地范围停机,常压状态下进行永久修复。修复后盾构机安全通过了加固区域,为后续盾构机快速安全完成江底段掘进提供了保证。该修复技术可以为今后泥水盾构泥浆门的维修及盾构泥水仓内设备维修提供借鉴经验。     

泥水盾构泥浆循环技术的探讨

结合现场施工经验,简要介绍泥水盾构施工过程中泥水循环系统的选型原理和系统配置原则及泥水循环的一些计算技巧和方法;对泥水循环施工中的一些具体问题进行了研究,以期为其他同类工程提供借鉴。     

南昌地铁泥水盾构穿越赣江浅覆盖透水层施工关键技术研究

结合南昌市轨道交通1号线一期工程秋水广场站—中山西路站区间隧道工程,对泥水盾构穿越赣江浅覆盖透水层时易出现的掌子面失稳、刀盘结泥饼、掘进姿态难控制等工程难题展开针对性研究。首先,从泥浆参数选择、切口水压计算、掘进控制技术3个方面对开挖面稳定控制技术进行分析;其次,在统计分析刀盘结泥饼现象及原因的基础上,提出严控泥浆指标等针对性的防控措施;最后,对NFM-07、S367这2台泥水盾构掘进前100环(第165~265环)的掘进参数进行统计分析,进而得出了泥水盾构在浅覆盖透水层掘进时的盾构主要控制参数,以期为类似工程施工提供参考。     

岩体裂隙开度变化对浆液扩散规律的影响分析

研究岩体裂隙开度变化对浆液扩散规律的影响。将单一裂隙形状简化为椭圆形和矩形,利用广义柱面坐标、牛顿内摩擦定律、达西定律、渗流微分方程、纳维—斯托克斯(Navier-Stokes)方程和边界条件下的连续性方程,推导牛顿液体在两种裂隙形状中渗透注浆的参数关系,对比研究了裂隙开度不变和变化两种情况下浆液的扩散规律。结果表明,开度变化对扩散距离有较大影响。因此,在进行注浆理论研究中,应该建立反映开度变化的裂隙模型,并研究裂隙开度变化对渗透注浆的影响规律。     

跨海隧道泥水盾构泥浆劣化试验研究

为解决泥水盾构在海底掘进时海水及含盐地层侵入导致泥浆性质劣化的问题，以厦门地铁3号线五缘湾站—刘五店站（五刘区间）海底隧道工程为依托，通过膨胀指数试验分析淡水、海水及NaCl溶液膨化造浆的区别，并通过海水混入淡水泥浆试验分析海水对泥浆性质的影响。试验结果表明： 1）相较于淡水造浆，利用海水或NaCl溶液造浆会使膨润土泥浆的电位显著降低，膨润土的膨胀性变差，甚至几乎不能膨化； 2）向膨水质量比为1∶10的淡水泥浆中添加海水，当海水添加质量达到泥浆质量的10%时，泥浆便分层离析、泌水； 3）添加羧甲基纤维素钠（CMC）和HS－3均能提高泥浆稳定性，增加泥浆黏度，降低海水混入时泥浆泌水率。基于以上研究成果，厦门地铁3号线五刘区间采用CMC和HS－3复合改性泥浆实现安全顺利穿越富水高渗透地层。     

泥水盾构泥水分离系统除渣效率对泥浆的影响

环流系统是泥水盾构的重要环节,通过环流系统的筛分机能及时分离泥水和渣土颗粒。筛分机的筛分效果对泥浆性质影响很大,关系到泥浆的造浆成本。某大型泥水盾构穿越粉细砂地层时,每掘进一环,泥浆密度会从1.12 g/cm3降为1.06 g/cm3,现场需要添加大量膨润土来提高泥浆的密度。针对粉细砂地层分析,根据环流系统中土颗粒的质量守恒进行计算,研究了环流系统的筛分效果对循环后的泥浆密度指标的影响,并与现场实际测量进行比较,得知地层中粒径小于75 μm的土颗粒对提高泥浆密度有利,应该充分利用。提出应当控制好筛分机的筛分效率,使地层中的细颗粒保留下来,为造浆服务,提高泥浆的密度。     

砂卵石地层大直径泥水盾构刀具配置适应性分析

针对北京地下直径线工程开展刀具配置适应性分析,通过对大直径泥水盾构在砂卵石地层中掘进施工现状进行总结及对掘进刀具的磨损量进行测量、分析,提出适应砂卵石地层大直径泥水盾构的刀盘刀具配置方式及合理的换刀距离,为后续施工及类似工程提供一定的参考和借鉴。     

泥水盾构带压开舱时泥浆配制及泥膜形成实验研究

在水下盾构隧道的建设中难免会出现盾构停机进行开舱检修的情况,带压开舱是目前水下隧道开舱常用的方法之一。然而,如何调整泥浆使其在开挖面上形成泥膜对开挖面稳定更有利,是工程界极为关注的问题。结合南京长江隧道工程在砾砂地层中的带压开舱作业,开展泥浆配制及成膜实验研究。提出先以低密度、低黏度的泥浆形成渗透带,再以较高密度、高黏度的泥浆形成泥皮型泥膜的2步调整的泥浆方案,并在现场带压开舱作业中进行了应用,形成了气密性良好的泥膜,保障了开挖面的稳定,对今后类似的泥水盾构开舱时的泥浆配制有重要参考意义。