泥水平衡盾構(gòu)中泥水系統(tǒng)技術(shù)

泥水盾構(gòu)泥水系統(tǒng)技術(shù)

1泥水盾構(gòu)簡介1818年，英國的布魯諾從蛀蟲鉆孔得到啟示，提出盾構(gòu)掘進隧道設(shè)想。1825--1843年，布魯諾在倫敦泰吾士河下用盾構(gòu)法修建458m長的矩形隧（11.4m×6.8m）。1830年，英國的羅德發(fā)明“氣壓法”輔助解決隧道涌水。1874年Greathead提出泥漿盾構(gòu)專利1896年，開始應(yīng)用刀盤式盾構(gòu)掘進機20世紀60年代初，穿越不穩(wěn)定和含水地層的隧道工程輔助技術(shù)有：降水法、氣壓法、地層加固法和凍結(jié)法。氣壓法最經(jīng)濟有效，由于安全和健康等原因，希望有一種能不干擾地面和使工人不在氣壓下施工的隧道掘進機，歐洲國家提出“局部氣壓方法”，但這種對工作面不能提供不變的和有規(guī)則的支護。英國隧道專家建議在隔艙板前用噴水“水力盾構(gòu)”，但水不能支護開挖面，無法阻止開挖面不停地流動。這種情況與充滿水的挖槽相類擬，從而提出在開挖面用類同槽壁法的支護，這樣就誕生了泥水加壓盾構(gòu)掘進機。1967年，英國開發(fā)成功首臺泥水加壓平衡盾構(gòu)。1974年，日本開發(fā)成功首臺土壓平衡盾構(gòu)。1987--1991年，英國、法國采用11臺盾構(gòu)掘進深50km長的英法海峽隧道，創(chuàng)造單臺盾構(gòu)連續(xù)掘進21km的記錄。1989--1996年，日本采用8臺世界最大直徑14.14m泥水加壓盾構(gòu)，掘進東京灣海峽隧道，2條隧道各長9.4km。2泥水系統(tǒng)的作用和組成2.1泥水系統(tǒng)的作用一是及時向開挖面密閉艙提供掘進施工需求的泥漿，用優(yōu)質(zhì)膨潤土配制的泥漿的比重、粘度等技術(shù)指標必須滿足在高透水砂層中形成泥膜和穩(wěn)定開挖面的要求；二是及時把切削土砂形成的混合泥漿輸送到地面進行分離和處理，再將回收的泥漿調(diào)整利用。泥水系統(tǒng)與盾構(gòu)機的選型、掘進速度、地質(zhì)條件等緊密聯(lián)系在一起的，不同的地質(zhì)工況條件取決了不同的泥水系統(tǒng)模式。支護泥水作用支護泥水在泥水盾構(gòu)掘進中起著重要作用：在開挖面土體表面形成泥膜，泥膜厚度隨滲透時間增加而增加，從而有效提高滲透抵抗力。支承、穩(wěn)定正面開挖面土體。盾構(gòu)借助泥水壓力與正面土壓產(chǎn)生泥水平衡效果，有效支承正面土體。

對刀盤和刀頭等切削設(shè)備有冷卻和潤滑作用。泥膜形成基本要素:支護作用的好壞，泥水形成的泥膜質(zhì)量至關(guān)重要泥水最大粒徑對泥膜形成效果有很大影響，根據(jù)土層滲透系數(shù)K的不同要求，泥水最大顆粒粒徑也不同，其間需互相匹配顆粒級配泥水濃度提高能使泥水屈服值升高，穩(wěn)定性增強增加泥水壓力可提高開挖面的穩(wěn)定性

泥水配比設(shè)計:主要由膨潤土、CMS、純堿和水組成，膨潤土的作用提高泥水粘度、比重、懸浮性、觸變性CMS（縮甲基淀粉）的作用降低失水率、增加粘度純堿（碳酸鈉）調(diào)節(jié)PH值、分散泥水顆粒

泥水的技術(shù)指標泥水比重為達開挖面上的穩(wěn)定，須將開挖面的變形，要控制在最低限度以內(nèi)，希望泥水比重要相當高。但比重高的泥水使得送泥泵處于超負荷狀態(tài)，將招致泥水處理上的困難；而比重低的泥水雖具有減低泵的負荷等優(yōu)點，但卻產(chǎn)生了逸泥量的增加、推遲泥膜的形成。一般的泥水比重γd在1.05~1.3范圍內(nèi)較適宜。泥水的粘度可通過將泥水從漏斗形容器流出的時間來判定泥水的粘性，表示出外觀的粘性(在清水中500cc漏斗形粘性是19秒)。通常是采用25~40秒/500cc左右值的泥水。泥膜形成機理類型1：幾乎不讓泥水滲透過，僅形成泥膜。類型2：地層土的間隙較大，僅讓泥水滲透過去，沒有形成泥膜。類型3：是上述兩種類型的中間狀態(tài)，邊讓泥水滲透過，邊形成泥膜。泥膜試驗裝置2泥水系統(tǒng)的組成

泥水盾構(gòu)的泥水系統(tǒng)由四大部分組成⑴造漿分系統(tǒng)⑵輸送分系統(tǒng)⑶處理分系統(tǒng)⑷泥水監(jiān)控分系統(tǒng)

泥漿拌制和漿液調(diào)整分系統(tǒng)2.

3.1泥水拌制分系統(tǒng)當盾構(gòu)在掘進過程中，需要進行新舊泥漿交替補充到盾構(gòu)刀盤面，形成一定厚度的泥膜便于刀盤切削。當舊漿液漿量不足使需要及時補充新鮮漿液，造漿系統(tǒng)根據(jù)漿液的粘度、比重等技術(shù)指標進行調(diào)整。及時向盾構(gòu)正面刀盤面補充漿液，使刀盤正面快速形成泥膜，便于盾構(gòu)順利進行掘進施工。伴制泥漿的主要材料是膨潤土、CMS等。泥水拌制系統(tǒng)由新漿槽、新漿泵、新漿攪拌器、新漿貯備槽、CMS攪拌槽、CMS攪拌器、CMS泵、分配閥和加水設(shè)備組成，CMS攪拌槽貯存化學(xué)漿糊、新漿槽貯存膨閏土等材料，分別由攪拌器進行攪拌，將攪拌后的CMS化學(xué)漿糊送入新漿槽進行混合攪拌制成新鮮漿液

2.3.2漿液調(diào)整分系統(tǒng)調(diào)整槽分系統(tǒng)具有新舊漿液攪拌調(diào)整功能，同時也起到貯存漿液作用.回收的漿液經(jīng)過盾構(gòu)機反復(fù)應(yīng)用后，漿液的比重、粘度指標會不斷發(fā)生變化，需要再次把切削土砂形成的混合泥漿通過新漿分系統(tǒng)分配的新漿重新進行漿液技術(shù)指標的調(diào)整。漿液調(diào)整系統(tǒng)由調(diào)整槽、剩余槽、調(diào)整槽拌器、剩余槽攪拌器、調(diào)整泵、剩余泵、密度泵、送漿泵、補液泵、分配閥和加水設(shè)備組成，調(diào)整槽對新舊漿液進行調(diào)整、剩余槽貯存新舊漿液，分別由攪拌器進行攪拌，由密度泵進行密度檢測，而后由送漿泵將調(diào)整好的漿液送往盾構(gòu)機，當盾構(gòu)處于停止掘進模式進行管片拼裝時，為了確保刀盤面正面土壓力平衡，由補液泵進行循環(huán)補液。

漿液助調(diào)整抄分系到統(tǒng)組送成圖2.典4郵泥穴水輸于送分稠系統(tǒng)泥水夏輸送忽系統(tǒng)開是將蠅新漿夫和調(diào)勺整漿腎通過黃泵與怨管道抽輸送軟至盾暮構(gòu)開蝦挖面船；刀盤擁切削央下來臂的干測土和扎水合養(yǎng)成的拉泥漿箭，通科過泵待與管登道將暢泥水匪送往筒地面敞的處脹理系斜統(tǒng)進客行調(diào)墳整。泥水孩輸送聰系統(tǒng)里主要酬由泵縣、閥腫、管薯道及邁配套趨部件別等組選成，黃通過敬泥水爬監(jiān)控梁系統(tǒng)里進行兆自動?；倜妥?。2.有5義泥槳漿分喝離和他處理穴分系澇統(tǒng)泥漿偷分離偶和處顏理分角系統(tǒng)靜的作偉用是膽將盾拒構(gòu)切縱削土叫砂形困成的揀泥水悠進行厭顆粒錢分離棚和處黑理后飾，再舍將回連收泥掀漿泵復(fù)入調(diào)緩整槽工。采用膝振動婚篩作磨為首昨道初伶級分托離比第較合皇適，努振動部篩的鐵作用搶始對叛泥水宵作預(yù)顛處理遞，去洽除團范狀和遼塊狀排等粗企大顆宮粒。背粗顆澇粒的蹤蝶分離縣采用橋三層陪振動眾篩，丹<柄10騰mm掘粒徑批顆粒延通過布第一繩層振侍動篩料進入茫第二甩層，閉<6竹mm單粒徑展顆粒須經(jīng)振雖動后謠進入撒第三斑層振易動篩毀，≤必3m竊m泥盛漿顆承粒物災(zāi)下料擇振入亭沉淀飛池，濃振動斤篩所直有的私物上興料排移至堆炸土場紐奉地。泥漿絲式分離章分系需統(tǒng)（板振動斃篩）支示意套圖沉淀單池平幻玉面圖將掘稠削下蘇來的懲土砂窯形成汁泥水借，通坑過流貍體進搜行輸護出。剛經(jīng)分齊離成維土砂巡壽和水笨，最符后將漢土砂疤排棄卵的處廁理系終統(tǒng)。育在這敗個處盆理系羅統(tǒng)中引，將購大直牽徑礫葉石和俱砂作岸機械店篩分吉，招小顆襲粒粉艱砂土莫、粘蜂土膠層體用掙凝集瓦劑使箱其形錄成團辜粒后歌，采股取強恩制脫玩水。艘通過疊一次梅處理檢分離嗓大顆摧粒，蠶二次骨處理賴分離責(zé)小顆飾粒和從泥水財處理謀后，險部分先泥水幕再次謎與開孔挖面掛循環(huán)劍，其泛中成泥水卻濃度坊的控蠻制、紙開挖省面穩(wěn)雕定、桂泥水速處理器設(shè)備南的運勾轉(zhuǎn)以俘及棄肌土等蜻所有讀各個餅環(huán)節(jié)進，是隱作為壩泥水耕加壓返式盾鋼構(gòu)工告法系訪統(tǒng)的況一部泳分，含對此愿一定伙要從取整體舟的相鋤互關(guān)驗系上揪來考是察畏。處文理中蚊使用冊的機膽械設(shè)悶備，彩根據(jù)襯諸多夏實績媽，正利在搜爸索其克最大異公約時數(shù)，騙以便絹設(shè)備宏的改銜造和齡大型竟化。顏對凝衰集劑少的使允用也唯一樣賓，即降要適粉合泥沉水加曠壓式御盾構(gòu)刻要求蕩，還講要滿厚足圓環(huán)境宰衛(wèi)生晚等問辛題。惱對于可高分宰子系蹦有機元凝集歷劑采升取避欲而不愿用，虹而僅鉤使用亮無機題凝集漠劑的麻施工胞實例房誠正在栽日趨見增多噴。1肺一次延處理筋設(shè)備原則仰上，虛作為離分級愿74反μ以望上大鐵顆粒已設(shè)備駱，由緣瑞以下逆部件間組成滲，其眨性能抓是根蔑據(jù)掘態(tài)進速蠅度(顧掘進縫處理份量)賀、能笑力、色設(shè)備府基地喜規(guī)模漆及脫當水機各能力蘭進行腫選擇貴，見有照片廣9。①滾仿網(wǎng)篩用于帳大直存徑礫喂石或霞礫石山量多紙的場筒合；②螺蠅旋分泊級能力送大，蟻適合賠于砂匹土，伙但脫傍水困第難；③低姜水頭竹過濾嚼網(wǎng)用于肝粗濾隆，也木包括喇振動情式都宗受到?jīng)鰪V泛蝴使用丑；④旋乖流器利用權(quán)粒子自重力鍵，作孫旋流滴旋轉(zhuǎn)漿分級慮。粗清濾時燈使用獵率極逗高；⑤砂跑料集看流(粘砂料疫分選庸機)多數(shù)劈燕是同低振動灑式過倉濾網(wǎng)知、攔辮門沙害之類特的連工用形開式。緞能分早級成胡相當鑒小的渠粒子廈，脫潮水效訊率高暢，使顆用率超極高誕，見遣圖7繳0；⑥旋誘轉(zhuǎn)式采用灑再次鄉(xiāng)豐和旋疫流器前同時癢并用魯；⑦沉廈淀槽是增康大沉殊淀面無積，襯加快眨沉淀短速度挪的箱邪形槽澇，較限多采稍用同略時并悶用形嚼式.一次覽處理牙設(shè)備砂料繭分選伐機沉淀燃槽2沖二次蹦處理蟻設(shè)備原則另上7移4μ測以下偽的小勁顆粒眨土砂充(粉蠟砂土膜、粘耐土、柴膠體餃)，檢呈電現(xiàn)化學(xué)沒結(jié)合央。由軌于作斜機械塘性分欄離困擺難，歇并且屆粒子擾小，扛沉降崗速度芳慢，馳所以察自然鴿沉淀昌需要異很弦長時體間，迎而且擴要有斧規(guī)模谷大的急沉淀椒池。瓣目前古多數(shù)墾采用園添加盡凝集奇劑，日使其化形成抬團粒歌(絮涌凝)稱，成雞為便鍵于處膀理的撫大顆良粒后擁再強反制脫訂水。曠二次贈處理燃設(shè)備紀也使記用諸卷多機白械，項但能化量似消耗輛較大雹而脫擾水分布離效砍果并棕不理撥想。交在城衛(wèi)市建揉設(shè)工均程中池，迫跪于運扎輸棄去土的粒需要鼠，多舉少還披是要擊做出善些能以量犧塊牲，柳機械覺也相鄉(xiāng)豐應(yīng)受禾到壓奔縮?；移溲b紫置有針：較①于圓筒自型造扮粒脫惑水裝炊置滾動舞團粒軋使其略造粒儉的裝歌置，笛如液或壓滾群筒機沉等，諷作為狡輔助餐設(shè)備壩使用骨；②脫升水傳予送帶在向削上撈汽取的萌同時作進行秩脫水的的裝拜置，揉如篩禽濾機偵等，無是脫舟水輔罷助裝眠置；③帶唇式加顆壓脫謹水機是用禍滾輪郊，履娛帶加送壓濾謎布皮觸帶的掃脫水啊機，鍋如加希壓機驕等，肢脫水遲效率沉不高森，但彎能連斧續(xù)處敢理，帶式店加壓士脫水迎機滾動?xùn)|加壓真空滔加壓柄脫水感機旋流鄙處理噸分系篩統(tǒng)的星主要侵功能緞是將提經(jīng)過圖分離丸以后浩的中評細顆環(huán)粒漿板液再媽次進蝕行細晌化處利理，睡逐次隸降低解漿液柱粒徑惰，處喜理系遇統(tǒng)一垮般采休用多和級旋青流器葵進行廚處理悟。旋流總器的卷工作始原理緒是依乖據(jù)水繳動力餐高速脹旋轉(zhuǎn)栽產(chǎn)生逝的離志心力號達到當處理音目的飾，利塊用旋棚流泵速在旋股轉(zhuǎn)過壟程使峰旋流蘿器產(chǎn)芝生負急壓力預(yù)，迫膽使旋腦流器喝內(nèi)部世懸浮輪的細辛微顆刮粒，惱通過寬離心望作用樓產(chǎn)生尾螺旋里式上且升，烏通過泉上溢膠口被背負壓博力擠但出，側(cè)漿液撓中粗雀重顆喚粒在扣自重章的重銀力作狗用下斬落入側(cè)下溢渡口棄飲漿槽蔽內(nèi)。旋流恢器不念同的究內(nèi)徑疾和頸彎長比宵以及鏡不同罩的工登作壓眨力，司會起乞到不圾同的懼處理襯效果嶺。旋流宜器工緩作原倒理簡諷易圖調(diào)整百槽和抵剩余覆槽均到有減摩速攪避拌器斥、液鉗位計繭、攪劍拌葉聾、差歲壓式海密度槳計、嘉密度甘泵、蓋循環(huán)塘泵以食及相拌應(yīng)的按泵（念調(diào)整捉泵、傲剩余荒泵）茫組成鄙.槽內(nèi)河的漿藥液由雷攪拌權(quán)器攪昆拌，猜調(diào)整刷的漿懼液技泄術(shù)指沿標由疲密度景計進蒙行檢省測，圾。為了滔防止咽槽內(nèi)宇漿液偏的滿饑溢及么漿液顧虛空車，應(yīng)安置爹高低頂液位賄計來魔控制碎漿液忍液位漂，調(diào)整欣槽與跳剩余加槽之懲間采糞用溢端流管像連通顛，以窩確保叉泥水兄系統(tǒng)炕由足澆夠的留送漿擇量，喇當兩蓮個槽宿體內(nèi)途的漿臣液指軋標不聰能滿攏足技俗術(shù)要給求時轉(zhuǎn)，利刊用調(diào)前整泵謙和剩伴余泵證互相背進行養(yǎng)補充殃再次起進行梯調(diào)整趕。調(diào)整問槽結(jié)行構(gòu)與騙剩余煙槽結(jié)鐘構(gòu)一逃致，泥水溪分離駝和處籠理分興系統(tǒng)伏圖2.火6偉泥歷水監(jiān)領(lǐng)控分踢系統(tǒng)泥水辜處理昨監(jiān)控園系統(tǒng)奔在泥歪水平叫衡盾汁構(gòu)施拍工時像一個舟十分什主要蒙組成陸部分廢，所幸有的容泥水瓦系統(tǒng)再的運取行和嫌操縱顧由泥偷水監(jiān)好控系姥統(tǒng)來隙實現(xiàn)父和完鍋成。它具奔有系械統(tǒng)各足運行掏數(shù)據(jù)姓與盾陪構(gòu)數(shù)萍據(jù)采摸集系坊統(tǒng)的絞通訊接功能為盾構(gòu)店施工雖管理候信息湊系統(tǒng)推的泥限水處俯理系旋統(tǒng)軟貓件界脂面的喂分成浙。所有轎泥水魚處理胞系統(tǒng)亡的監(jiān)板控系癢統(tǒng)都灘由P澤LC拆程序筋實現(xiàn)開。通框過泥廊水監(jiān)伍控系馳統(tǒng)的豆運用必，隨推時為懲盾構(gòu)膏施工梢中央異控制省室提典供可甲靠的堂信息華和采劍集泥份水系蛇統(tǒng)的鳴技術(shù)療數(shù)據(jù)羊。同時于通過勸控制咸系統(tǒng)傅中的申顯示森屏和岸觸摸滿屏及河時了價解和舟掌握丈相關(guān)炒的泥量漿處惡理技創(chuàng)術(shù)指測標。盞采用