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关于正交试验在碱性水环境下定向钻泥浆的配比研究

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建筑技术开发 2024年第1期51卷 103-107页

作者：张胜泽中铁一局集团电务工程有限公司西安710000

如何配制出良好的泥浆使其能够在管道中形成稳定的泥膜,以保持管壁稳定性是目前行业内研究的重点。研究主要以黄河穿管项目为背景,以膨润土、羧甲基纤维素、碳酸钠等为材料,通过研究不同配比下泥浆的性能来研究影响泥浆的因素。本次试... 详细信息

如何配制出良好的泥浆使其能够在管道中形成稳定的泥膜,以保持管壁稳定性是目前行业内研究的重点。研究主要以黄河穿管项目为背景,以膨润土、羧甲基纤维素、碳酸钠等为材料,通过研究不同配比下泥浆的性能来研究影响泥浆的因素。本次试验结果表明:根据本项目背景工程,通过设计正交试验得出膨润土∶CMC∶碳酸钠∶水=80∶4∶5∶900为良好的泥浆配比。

关键词：非开挖水平定向钻穿越工程泥浆配比

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铁路桥梁施工中废弃泥浆处理技术研究

工程技术研究 2024年第4期9卷 70-72页

作者：王杉杉中铁十一局集团第三工程有限公司湖北十堰442000

铁路桥梁建设工程中的灌注施工十分重要,灌注过程需要泥浆协助钻机进行工作,灌注作业结束后产生的废弃泥浆会给环境带来不利影响。废弃泥浆有多种处理方式,因工程建设地点周边的环境条件不同,选取的废弃泥浆处理方式也有所不同。文章从... 详细信息

铁路桥梁建设工程中的灌注施工十分重要,灌注过程需要泥浆协助钻机进行工作,灌注作业结束后产生的废弃泥浆会给环境带来不利影响。废弃泥浆有多种处理方式,因工程建设地点周边的环境条件不同,选取的废弃泥浆处理方式也有所不同。文章从实际应用角度出发,对废弃泥浆处理技术进行阐述,又以实际工程为依托,分别对废弃泥浆的配比和钻屑沉降效果进行试验,最后根据泥浆的实验结果选择絮凝效果好且对当地自然环境友好的絮凝剂。

关键词：铁路桥梁废弃泥浆絮凝剂泥浆配比沉降速度

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卵石土及泥岩侵入地层中泥浆配比试验研究

科学技术与工程 2023年第5期23卷 2100-2108页

作者：夏炜洋中铁二局集团有限公司成都610041

泥浆支护是泥水盾构实现安全掘进的关键,泥浆压力是否能快速有效地传递到开挖面将影响地层的稳定性控制,而泥浆的配比将直接影响泥浆压力的转化。为保证泥浆在卵石土及泥岩侵入地层中的支护效率,以成蒲铁路紫瑞隧道工程为依托,开展了一... 详细信息

泥浆支护是泥水盾构实现安全掘进的关键,泥浆压力是否能快速有效地传递到开挖面将影响地层的稳定性控制,而泥浆的配比将直接影响泥浆压力的转化。为保证泥浆在卵石土及泥岩侵入地层中的支护效率,以成蒲铁路紫瑞隧道工程为依托,开展了一系列泥浆渗透成膜试验以确定泥浆的合理配比。研究结果表明:泥浆的配比对盾构掘进的效率有明显影响,密度和黏度偏小的泥浆会导致泥浆滤失量过大,泥浆压力不能及时形成;而密度和黏度偏大的泥浆会导致刀盘泥饼的产生,降低盾构掘进效率。通过泥浆渗透试验与现场实测,在有效成膜和防结泥饼之间确定了最佳的泥浆配比。该泥浆配比的确定及调整方案在现场取得了良好的效果,为泥水盾构在类似地层中施工提供参考。

关键词：泥水盾构泥浆配比渗透试验泥膜覆盖率泥岩结饼

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硬岩顶管中泥浆配比减摩及携岩能力研究

硬岩顶管中泥浆配比减摩及携岩能力研究

作者：张晨曦中南大学

学位级别：硕士

顶管施工技术作为一种非开挖的技术方法,因其施工速度快、成本低及不影响交通等优点,在国内外得到了广泛的应用,已经成为了目前市政工程行业必不可少的一种技术。在硬岩顶管施工过程中,膨润土泥浆的注入无论是对于减小顶进过程中的摩阻... 详细信息

顶管施工技术作为一种非开挖的技术方法,因其施工速度快、成本低及不影响交通等优点,在国内外得到了广泛的应用,已经成为了目前市政工程行业必不可少的一种技术。在硬岩顶管施工过程中,膨润土泥浆的注入无论是对于减小顶进过程中的摩阻力,还是对于排出顶进过程产生的岩屑,防止卡管事故发生都是尤为重要的;但目前对于硬岩顶管中泥浆配比及泥浆携岩能力缺少相关的理论研究,且超长曲线硬岩顶管施工也缺少类似的工程实例提供参考。本文以福州平潭水资源配置工程为背景,通过文献调研、理论分析、数值模拟、室内试验、工程验证等方法,对膨润土泥浆配比减摩及携岩能力进行了研究,主要结论如下:(1)采用量纲分析法找出影响泥浆携岩作用力的影响因素,提出了岩屑在加压注浆作用下的力学模型,由此给出了携岩作用力的计算方法。(2)通过膨润土泥浆配比试验,得到了不同配比及添加剂对泥浆性能参数的影响规律,发现了添加聚丙烯酰胺对泥浆性能的优化效果最好。(3)采用数值模拟方法,对不同参数泥浆在隧洞中的流动状态进行了分析,得到了泥浆稠度系数、流性指数及注浆压力对泥浆流速及压力分布的影响规律;并结合配比试验结果及泥浆动力粘度,提出了优化的泥浆配比(水:膨润土:聚丙烯酰胺=1:10.22%:0.07%)。将所得参数带入携岩能力计算式,选定注浆压力为0.28MPa;通过现场应用对排出岩屑颗粒进行对比,发现能够有效排出隧洞内岩屑颗粒。(4)对注浆作用下管道所受应变进行了实时监测,发现了注浆对顶进力及管道所受应变的影响规律。监测结果表明:泥浆的注入能够形成优质泥浆套,减小顶进力;并且通过加压注浆能够将顶进过程中产生的岩石碎屑排出,对于保证顶管施工的顺利进行起着十分重要的作用。图112幅,表12个,参考文献65篇

关键词：硬岩顶管携岩能力泥浆配比润滑减阻顶进力管节应力膨润土泥浆

超厚特细砂层中超深地下连续墙的沉渣控制方法研究

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建筑施工 2024年第4期46卷 528-530页

作者：朱韦亮上海市基础工程集团有限公司上海200002

针对在超厚砂层中进行地下连续墙施工时沉渣过厚的问题,以上海轨道交通市域线机场联络线上海浦东国际机场站工程为依托,对超深地下连续墙成槽施工过程中的沉渣控制方法进行研究。通过对沉槽施工过程中的新拌泥浆配比、成槽用时、清基换... 详细信息

针对在超厚砂层中进行地下连续墙施工时沉渣过厚的问题,以上海轨道交通市域线机场联络线上海浦东国际机场站工程为依托,对超深地下连续墙成槽施工过程中的沉渣控制方法进行研究。通过对沉槽施工过程中的新拌泥浆配比、成槽用时、清基换浆用时等各项施工数据进行全过程总结研究,探索出一套超深地下连续墙在超厚砂层中槽段施工沉渣效果控制比较好的方法,以期为后续类似项目提供借鉴。

关键词：超厚砂层超深地下连续墙沉渣控制泥浆配比

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咸水环境下泥水盾构泥浆配比试验研究

山东科技大学学报（自然科学版） 2021年第3期40卷 50-57页

作者：刘鹏赵程中铁隧道第六勘察设计院集团有限公司天津300308 中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

在水下盾构掘进过程中出现带压开舱检修情况时,如何在高渗透性地层形成质量较好的泥膜从而保证开挖面稳定,是保障工程安全与进度的重要前提。以青岛地铁跨海段隧道掘进工程为依托,自主设计试验装置开展咸水泥浆配比及渗透成膜试验,并设... 详细信息

在水下盾构掘进过程中出现带压开舱检修情况时,如何在高渗透性地层形成质量较好的泥膜从而保证开挖面稳定,是保障工程安全与进度的重要前提。以青岛地铁跨海段隧道掘进工程为依托,自主设计试验装置开展咸水泥浆配比及渗透成膜试验,并设置淡水泥浆作为对照组。采用控制变量法和析因分析法研究膨润土、羧甲基纤维素(CMC)、碳酸钠等不同制浆材料引起的泥浆相对密度和黏度变化对泥浆滤水量的影响。试验结果表明:在咸水泥浆中,随着膨润土含量的增加,泥浆相对密度变大,可以显著降低泥膜的滤水量,增加CMC含量可以提高泥浆黏度从而更易成膜,对本工程咸水环境高渗透性砂土地层而言,采用相对密度为1.18~1.23 g/cm^(3)、黏度25~30 s的配制方案,可取得良好的成膜效果。

关键词：泥水盾构咸水环境泥浆配比高渗透性泥膜滤水量

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泥炭质土中泥浆护壁灌注桩泥浆配比研究

泥炭质土中泥浆护壁灌注桩泥浆配比研究

作者：周峰云南大学

学位级别：硕士

本文针对泥炭质土中泥浆护壁灌注桩的泥浆配比问题进行了研究,从实际工程背景入手,通过实验发现泥炭质土介质的存在对于膨润土护壁泥浆有“削弱效应”,并且针对性的通过两种措施来解决这种问题。一是消除泥炭质土对泥浆的不利作用,研究... 详细信息

本文针对泥炭质土中泥浆护壁灌注桩的泥浆配比问题进行了研究,从实际工程背景入手,通过实验发现泥炭质土介质的存在对于膨润土护壁泥浆有“削弱效应”,并且针对性的通过两种措施来解决这种问题。一是消除泥炭质土对泥浆的不利作用,研究木质碳粉、椰壳碳粉、氢氧化钾、腐植酸钠等多种样品作用下的效果;二是通过对添加剂改良和对新添加剂的引入,增强护壁泥浆自身性能指标;研究了多地（四川、辽宁等）膨润土以及添加剂聚阴离子纤维素等十余种外加剂对不同掺量、不同有机质含量的泥炭质土介质下护壁泥浆各个指标的作用情况。通过对多种方案的大量实验以及众指标变化情况的研究,并结合外加剂作用机理等理论分析,最终选定（聚丙烯酸钠、羟丙基甲基纤维素、氢氧化钠溶液）作为解决方案。同时利用Design Expert软件进行响应面处理分析,探究外加剂共同作用下对护壁泥浆的影响及交互影响,并结合SPSS软件对外加剂在泥炭质土介质高掺量情况下进行实验,探究了方案的可行性。（1）实验表明:泥炭质土介质的存在会使得膨润土泥浆产生失水量增大、胶体率降低、泥皮性状变差等不良现象,并且受到泥炭质土中的有机质含量的影响:当有机质组分越高时,对护壁泥浆的“不良作用”就越大;泥炭质土中高腐殖酸的存在影响了膨润土护壁泥浆作用的机理,改变了泥浆的酸碱环境,是造成护壁泥浆性能下降的重要原因。（2）针对泥炭质土中有机质含量高、腐殖酸含量高的特点进行处理,针对性的选取了椰壳活性炭、木质活性炭和氢氧化钠等多种物质进行了多组别的实验,来降低泥炭质土中腐殖酸对泥浆的不利影响。通过大量的实验对比及分析验证,筛选出氢氧化钾和氢氧化钠溶液作为改善护壁泥浆性能的外加剂。（3）针对泥炭质土介质下泥浆的特性,通过添加剂的改良和对新添加剂的引入,来抵抗泥炭质土对于护壁泥浆的不利作用。对聚丙烯酸钠等十余种外加剂进行筛选,进行了一系列的正交实验和单因素作用下的实验,探究了外加剂不同含量在泥炭质土介质下对护壁泥浆的作用。结果表明聚丙烯酸钠、羟丙基甲基纤维素两种物质在泥炭质土中相比于其他外加剂有着更好的适应性。（4）对于不同有机质含量的泥炭质土介质护壁泥浆,使用选定的三种外加剂（聚丙烯酸钠、羟丙基甲基纤维素、氢氧化钠溶液）进行改良实验。并利用Design Expert软件响应面法进行多因素仿真实验分析,探寻各个因素对泥炭质土介质泥浆指标的影响及复杂的交互影响。（5）不同地不同膨润土的成分、杂质、处理工艺等因素对泥浆效果的发挥存在影响,利用统计学软件SPSS分析泥炭质土高掺量下的泥浆性能,验证外加剂配比方案的可行性。并从添加剂的性质、作用环境等方面分析新泥浆配比方案,在环保性、经济性、简化施工工艺流程等方面具有的诸多优势。

关键词：泥炭质土泥浆配比新型外加剂泥浆护壁

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跨海隧道泥水盾构泥浆配比试验研究

跨海隧道泥水盾构泥浆配比试验研究

作者：赵程安徽理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着城市化进程加快,城市交通也日渐拥堵,为了解决城市交通拥堵市民出行的难题,越来越多的跨海越江隧道工程开始修建,大型泥水盾构在这些跨海越江隧道得到了广泛的应用。尤其是跨海盾构隧道,由于穿越地层条件较为复杂,施工难度大... 详细信息

近年来,随着城市化进程加快,城市交通也日渐拥堵,为了解决城市交通拥堵市民出行的难题,越来越多的跨海越江隧道工程开始修建,大型泥水盾构在这些跨海越江隧道得到了广泛的应用。尤其是跨海盾构隧道,由于穿越地层条件较为复杂,施工难度大,风险高,为了能够安全地完成施工作业,需要在开挖面处形成一层致密的泥膜用以维持开挖面的稳定,为此研究适应工作地层的泥浆配比,从而能够渗透成膜维持开挖面稳定,是一项非常有意义的课题。本文依托青岛地铁8号线跨海隧道工程,在分析掌握泥膜形成的微观机理以及泥膜与维持开挖面稳定关系的基础上,针对海水环境下高渗透性砂土地层,采用单一因素控制变量法和对比分析法,开展了泥浆配制试验和泥浆渗透成膜试验,对泥浆特性及其对泥浆渗透成膜的影响规律进行了研究,取得了以下研究成果:(1)揭示了泥浆成膜的微观机理以及泥膜形成与维持开挖面稳定之间的关系,泥浆压力作用于泥膜平衡了开挖面处的水土压力从而支护了开挖面稳定;(2)开展了大量室内泥浆配制试验,以膨润土、羧甲基纤维素(CMC)、碳酸钠和粘土颗粒为制浆材料,以泥浆比重、泥浆粘度和滤水量作为泥浆的特性参数,采用单一因素控制变量法,逐一研究不同制浆材料对泥浆特性的影响,着重研究了海水条件下的泥浆特性,为跨海盾构工程泥浆渗透试验的研究奠定了试验基础;(3)设计研制了能够在高压条件下有良好气密性能的泥浆渗透成膜试验装置。依据该试验装置可以较好地模拟泥水盾构机中的泥浆在泥水压力作用下渗入地层形成泥膜的渗透成膜过程,试验结果表明:泥浆比重是影响滤水量的主要因素,在海水泥浆中提高膨润土含量可以提高泥浆比重从而有效降低滤水量;较高的泥浆粘度有利于泥浆在孔隙较大的高渗透性地层中形成泥膜,且成膜效果较好;(4)针对海水环境和高渗透性砂土地层的特点,在大量泥浆配制试验和渗透成膜试验的的基础上,综合考虑泥浆与工作地层的适应性和经济成本,提出了适应该地层的泥浆最优配比(质量比)为m(膨润土):m(CMC):m(碳酸钠):m(海水)=100:3:6:700。图[39]表[16]参[64]

关键词：泥水盾构海水环境泥浆配比泥膜开挖面稳定性

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粉细砂地层中泥水平衡盾构的泥浆配比研究

土木工程 2021年第4期10卷 319-328页

作者：董云涛牛秀宝董阔黄君崔振英散骞骞中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司广东深圳同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海

目前我国泥水盾构中使用的泥浆材料主要以膨润土为基础,还存在各种聚合物复合膨润土、堵漏剂、增粘剂、分散剂、造浆剂等,多达数十种,由于泥浆配置是影响本工程掘进面稳定性的主要原因,所以需要通过现场数据的采集及相关室内土工试验,... 详细信息

目前我国泥水盾构中使用的泥浆材料主要以膨润土为基础,还存在各种聚合物复合膨润土、堵漏剂、增粘剂、分散剂、造浆剂等,多达数十种,由于泥浆配置是影响本工程掘进面稳定性的主要原因,所以需要通过现场数据的采集及相关室内土工试验,调整泥浆中水、膨润土、CMC、纯碱等的不同配合比,确定盾构在细砂地层中掘削过程中的最佳泥浆配料,以保证掘进面开挖过程的稳定。

关键词：粉细砂地层泥水平衡盾构泥浆配比泥浆成膜