泥水盾構(gòu)出渣量及出漿比重計(jì)算

1、長(zhǎng)沙市南湖路湘江隧道泥水盾構(gòu)泥水處理對(duì)于泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)來(lái)說(shuō)，最重要的一點(diǎn)就是保持進(jìn)出漿動(dòng)態(tài)平衡， 以及掘進(jìn)速度與進(jìn)出漿比重匹配。一泥水動(dòng)態(tài)平衡進(jìn)（出）漿流量為Q,進(jìn)漿比重p 1,出漿比重p 2,掘進(jìn)速度v,盾構(gòu) 直徑為D,圍巖比重p 3,不同巖層原狀土比重分別p a3, p b3, p c3,下 面為正常掘進(jìn)動(dòng)態(tài)平衡式：2Q 2 Q 13 D2（1）Q-進(jìn)（出）漿流量，單位 m3/hp 1-進(jìn)漿比重,單位,KG/m3p 2-出漿比重單位，KG/m3v -掘進(jìn)速度,m/h盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度一般情況都是mm/min,而不是m/hp 3-圍巖比重,KG/m3D-盾構(gòu)外殼直徑,m此計(jì)算式表示單位時(shí)間勻

2、速掘進(jìn)一定進(jìn)尺，實(shí)際出渣量、理論出渣量與 進(jìn)出漿比重的匹配關(guān)系。二盾構(gòu)掘進(jìn)狀態(tài)1 按掘進(jìn)狀態(tài)是否連續(xù)可分為正常掘進(jìn)狀態(tài)和非正常掘進(jìn)狀態(tài)。1）正常掘進(jìn)狀態(tài)正常掘進(jìn)狀態(tài)為在掘進(jìn)施工中建立科學(xué)合理的泥水壓力，并保證進(jìn)漿泥 漿具有良好的攜渣性能，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求，掘進(jìn)當(dāng)中不出現(xiàn)壓力非正常波動(dòng)情況，按照方案設(shè)定速度保持相對(duì)均勻速度連續(xù)掘進(jìn)，掘進(jìn)中盾構(gòu)機(jī)相 關(guān)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，不出現(xiàn)停機(jī)情況。2）非正常掘進(jìn)狀態(tài)非正常掘進(jìn)狀態(tài)是因?yàn)槟承┮蛩厝缒酀{站泥漿池滿漿、設(shè)備故障導(dǎo)致掘進(jìn)不連續(xù)，此種不連續(xù)掘進(jìn)狀態(tài)增加了非正常的工序如泥水管循環(huán)？掘進(jìn)速度的變化不利于出渣判斷。三掘進(jìn)出渣量計(jì)算及相關(guān)參數(shù)泥水盾構(gòu)掘進(jìn)中出渣的多

3、少關(guān)系到地表沉降、隧道成型及隧道穩(wěn)定。所 以在掘進(jìn)中如何科學(xué)合理的控制出渣尤為重要， 下面根據(jù)掘進(jìn)參數(shù)對(duì)出渣量 的相關(guān)問(wèn)題的進(jìn)行分析。1出漿比重計(jì)算根據(jù)以上計(jì)算式（1）可得出漿比重:P 2=32D2 Q 1Q(3)進(jìn)（出）漿流量為800m3,p仁m3中風(fēng)化圓礫巖p 3=m3盾構(gòu)外殼直徑為，掘進(jìn)速度取v =10 mm/min即v = m/min，得：_2.43 0.6 3.1411.652 2800 1.30p 2=' 2800=m3此處的掘進(jìn)的速度的單位應(yīng)當(dāng)為 mm/min或者為m/h,應(yīng)當(dāng)保持單位的統(tǒng)一性；還有盾構(gòu)機(jī)在正常掘進(jìn)的時(shí)候的流量絕對(duì)不會(huì)是800 m3根據(jù)以上計(jì)算與實(shí)際掘進(jìn)中

4、實(shí)測(cè)進(jìn)出漿泥漿比重相符合而通常掘進(jìn)巖層比重，盾構(gòu)機(jī)直徑及進(jìn)漿比重可視為給定值，則(3)(4)式可簡(jiǎn)化為如下:p 2=kq系數(shù)K- K=而通常在不同地層當(dāng)中，圍巖比重可根據(jù)所占百分比取其平均值，不同巖層原狀土百分比分別為 A,B,C,，比重分別p a3, p b3, p c3,貝"3按下式計(jì)算：p 3= a3A b3B c3C 根據(jù)以上計(jì)算可以得出以下結(jié)論：(1) 在流量一定的情況下，出漿比重是由進(jìn)漿比重和掘進(jìn)速度決定的， 通過(guò)泥漿站調(diào)配合理比重的進(jìn)漿，來(lái)保證泥漿具有良好的攜渣能力，同時(shí)通 過(guò)控制掘進(jìn)速度來(lái)控制出漿比重，防止出漿堵管和降低對(duì)泥漿泵及相關(guān)設(shè)備 的損耗，同時(shí)泥漿比重過(guò)大會(huì)導(dǎo)

5、致泥漿流量降低，單位時(shí)間出渣量減少，影 響掘進(jìn)進(jìn)度。(2) 根據(jù)(3)式可以看出，進(jìn)漿比重可以通過(guò)泥漿站制調(diào)漿系統(tǒng)調(diào)制， 掘進(jìn)速度一定時(shí)，增加流量也會(huì)降低出漿比重，而增大流量會(huì)極大的增加泥 漿泵負(fù)荷，尤其對(duì)于比重較大的情況下，容易造成泥漿泵等重要泥水水循環(huán) 系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障，所以一般情況流量都是根據(jù)泵的負(fù)載能力和泥漿泵配備 設(shè)定的。2、出渣量計(jì)算泥水盾構(gòu)掘進(jìn)出渣是指在進(jìn)出漿動(dòng)態(tài)平衡保持掌子面平衡狀態(tài)下，通過(guò)具有一定比重和良好攜渣能力的進(jìn)漿， 進(jìn)入泥水倉(cāng)經(jīng)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌形成比重 較大的泥漿將刀盤切削下來(lái)的圍巖通過(guò)出漿管攜帶出倉(cāng)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)的過(guò)程。通過(guò)上述定義可以將出渣理解為在進(jìn)出漿流量相同的情況下，通

6、過(guò)比重不同的泥漿來(lái)攜帶出渣實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)的過(guò)程。而實(shí)際掘進(jìn)中由于泥水壓力建立不合理、掌子面失穩(wěn)或掌子面涌水導(dǎo)致出漿流量要比進(jìn)漿流量高出60100m3流量。此種情況也可理解為在比重不能保證出渣順暢時(shí)可通過(guò)增加出漿流量 來(lái)增加出渣以保證出渣順暢。貝S在此種情況下出渣計(jì)算可表示如下：(Q2 2 Q1 1)- V 3(1)此處的小I代表的是什么，大L又代表什么什么呢)則出渣量為：V (°2 2 Qi J L(2)32 實(shí)際出渣量表示為：VoD2 -(3)通過(guò)實(shí)際出渣與理論出渣可判斷是否存在超欠挖，實(shí)際出渣為單位時(shí)間掘進(jìn)一定進(jìn)尺的空間，而理論出渣是根據(jù)掘進(jìn)速度及進(jìn)出漿狀態(tài)計(jì)算而得。(1)超挖情況：Vo V ,會(huì)導(dǎo)致地面沉降，隧道不穩(wěn)定。(超挖只是有可能 導(dǎo)致地面沉降，也可能導(dǎo)致塌方，具體要看是在什么樣的地質(zhì)之下)(2) 不超挖不欠挖情況：Vo V ,理想的掘進(jìn)狀態(tài)。(3) 欠挖情況：Vo V ,會(huì)導(dǎo)致地面隆起。以上的情況只是在理想的狀況下的計(jì)算公式，其實(shí)在實(shí)際的掘進(jìn)中，很 多時(shí)候都不是這種狀況，都是要從實(shí)際出發(fā)，然后再根據(jù)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的事實(shí) 參數(shù)，對(duì)比這些參數(shù)之后按照統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法取掘金中的有效值才行