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隧道工程泥水盾构讲义.ppt

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隧道工程泥水盾构讲义.ppt

上传人:陈潇睡不醒 2022/5/8 文件大小:12.98 MB

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文档介绍

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提纲
1 泥水盾构的概念
2 泥水盾构工作原理
3 泥水盾构的类型
4 泥水系统的作用和组成
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1 泥水盾构的概念
泥水盾构是在机械式盾构的刀盘后面设置隔板,隔板与刀盘之间形成泥水舱,将加压的泥水送入泥水舱,当回收的泥浆调整利用。
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支护泥水作用
支护泥水在泥水盾构掘进中起着重要作用:
在开挖面土体表面形成泥膜,泥膜厚度随渗透时间增加而增加,从而有效提高渗透抵抗力。
支承、稳定开挖面土体。
盾构借助泥水压力与正面土压产生泥水平衡效果,有效支承正面土体。
对刀盘和***等切削设备有冷却和润滑作用。
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泥水配比设计
主要由膨润土、CMS、纯碱和水组成
膨润土的作用提高泥水粘度、比重、悬浮性、触变性
CMS(缩***淀粉)的作用降低失水率、增加粘度
纯碱(碳酸钠)调节PH值、分散泥水颗粒
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泥水的技术指标
泥水比重
为使开挖面稳定,须将开挖面的变形控制在最低限度以内,希望泥水比重要相当高。但比重高的泥水使得送泥泵处于超负荷状态,并将导致泥水处理的困难;而比重低的泥水虽具有减低泵的负荷等优点,但却产生了逸泥量的增加、推迟泥膜的形成。 ~。
泥水的粘度
可通过将泥水从漏斗容器流出的时间来判定泥水的粘性(在清水中500cc漏斗粘性是19秒)。通常是采用25~40秒/500cc左右值的泥水。
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泥膜形成机理
类型1:几乎不让泥水渗透,仅形成泥膜。
类型2:地层土的间隙较大,仅让泥水渗透过去,没有形成泥膜。
类型3:是上述两种类型的中间状态,边让泥水渗透,边形成泥膜。
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泥水系统的组成
泥水盾构的泥水系统由四大部分组成
⑴造浆分系统
⑵泥水输送分系统
⑶泥水处理分系统
⑷泥水监控分系统
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造浆分系统
造浆分系统包括泥水拌制分系统和浆液调整分系统
盾构在掘进过程中,需要进行新旧泥浆交替补充到盾构开挖面,形成一定厚度的泥膜便于刀盘切削。
当旧浆液浆量不足,需要及时补充新鲜浆液,造浆系统根据浆液的粘度、比重等技术指标进行调整。以便及时向盾构泥水舱补充浆液,使开挖面快速形成泥膜,便于开挖面稳定和盾构顺利掘进。
拌制泥浆的主要材料是膨润土、CMS等。
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泥水拌制系统
泥水拌制系统由新浆槽、新浆泵、新浆搅拌器、新浆贮备槽、CMS搅拌槽、CMS搅拌器、CMS泵、分配阀和加水设备组成。
CMS搅拌槽贮存化学浆糊、新浆槽贮存膨润土等材料,将搅拌后的CMS化学浆糊送入新浆槽进行混合搅拌制成新鲜浆液。
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浆液调整分系统
浆液调整分系统具有新旧浆液搅拌调整功能,同时也起到贮存浆液作用。
回收的浆液经过盾构反复应用后,浆液的比重、粘度指标会不断发生变化,需要再次把切削土砂形成的混合泥浆通过新浆分系统分配的新浆重新进行浆液技术指标的调整。
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浆液调整系统
浆液调整系统由调整槽、剩余槽、调整槽搅拌器、剩余槽搅拌器、调整泵、剩余泵、密度泵、送浆泵和加水设备等组成,
调整槽对新旧浆液进行调整、剩余槽贮存新旧浆液,分别由搅拌器进行搅拌,由密度泵进行密度检测,而后由送浆泵将调整好的浆液送往盾构泥水仓 。
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泥水输送分系统
泥水输送分系统将调整浆通过送泥泵与送泥管道输送至盾构泥水舱。
刀盘切削下来的土砂和泥水舱中的泥水合成的泥浆,通过排泥泵与排泥管道送往地面的泥水处理分系统进行分离。
泥水输送分系统主要由送排泥泵、阀、送排泥管道及配套部件等组成,通过泥水监控分系统进行自动化操作。
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泥水处理分系统
泥水处理分系统的作用是将刀盘切削土砂形成的泥水进行颗粒分离。
选择泥水处理设备时,必须考虑两个方面:
①必须能有效地分离排泥浆中的泥土和水分;
②必须具有与推进速度相适应的处理能力。
采用振动筛作为首道初级分离,振动筛的作用是对泥水作预处理,去除团状和块状等粗大颗粒。粗颗粒的分离一般采用双层或三层振动筛。
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旋流器
采用旋流器进行第二道分离.旋流器的主要功能是将经过振动筛分离以后的中细颗粒浆液再次进行细化处理,逐次降低浆液粒径,一般采用多级旋流器进行处理。
旋流器的工作原理是依据水动力高速旋转产生的离心力达到处理目的,利用旋流泵在旋转过程使旋流器产生负压力,迫使旋流器内部悬浮的细微颗粒,通过离心作用产生螺旋式上升,通过上溢口被负压力挤出,浆液中粗重颗粒在自重的重力作用下落入下溢口弃浆槽内。
旋流器不同的内径和颈长比以及不同的工作压力,会起到不同的处理效果。
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旋流器
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泥水监控分系统
泥水系统的运行和操纵由泥水监控分系统来实现。
泥水监控分系统由PLC程序实现。通过泥水监控分系统的运用,随时为盾构施工提供可靠的信息和采集泥水系统的技术数据。
泥水监控分系统以旁通模式