大直徑頂管穿越沙漠深部頂進(jìn)阻力大、地層穩(wěn)定性差、易垮塌、冒頂、護(hù)壁困難,砂層多夾有最大直徑達(dá)4 cm的圓礫,管道最大埋深達(dá)50 m,國(guó)內(nèi)外尚無(wú)頂管護(hù)壁漿液能有效穩(wěn)定深部砂層降低頂進(jìn)阻力。本文提出粘土-CMC聚合物漿液用作沙漠深部大直徑頂管護(hù)壁,探討漿液護(hù)壁及滲透機(jī)理,研究漿液性能隨材料加量變化的關(guān)系,重點(diǎn)分析流變性、失水造壁性、潤(rùn)滑性的變化規(guī)律,得出漿液最優(yōu)化配比。工程應(yīng)用表明,該護(hù)壁漿液能有效穩(wěn)定砂層,保護(hù)隧洞,降低頂進(jìn)阻力,大直徑頂管成功穿越沙漠深部,最大軸線(xiàn)偏差未超過(guò)50 mm,頂力未出現(xiàn)急速增長(zhǎng)。

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【部分圖文】：

圖1流變曲線(xiàn)

漿液在外力的作用下發(fā)生流動(dòng)與變形的特性稱(chēng)之為流變性。頂管頂進(jìn)中，漿液護(hù)壁套的形成、注漿泵的流量、泵壓等都受漿液流變性的影響(謝爾勒，1983;ThomsonandStinson,1993)。通常流變曲線(xiàn)可以體現(xiàn)流體流動(dòng)的特性。流體的4種基本流型見(jiàn)圖1，其橫坐標(biāo)為剪切力τ、縱坐....

圖2護(hù)壁漿液流變曲線(xiàn)

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，繪制流變曲線(xiàn)如圖2所示。圖2表明，基于流變參數(shù)數(shù)據(jù)擬合可知，擬合方程為冪函數(shù)，擬合優(yōu)度R2=0.8136，屬較高擬合。這說(shuō)明擬合方程可靠有意義，判定該流變曲線(xiàn)近似為假塑性流變曲線(xiàn)，同時(shí)對(duì)比圖1可知該護(hù)壁漿液近似為假塑性流型。

圖3漿液與土體間相互作用原理

頂管頂進(jìn)中管道與掘進(jìn)隧洞間通常存在20～50mm寬的環(huán)狀空隙，便于護(hù)壁漿液注入，形成護(hù)壁套，同時(shí)機(jī)頭糾偏也會(huì)形成空隙(黃宏偉等，2003)。頂管漿液在注漿壓力下填充空隙并向周?chē)馏w擴(kuò)散、滲透，隨著滲透作用持續(xù)，便會(huì)形成一個(gè)個(gè)致密滲透塊(魏綱等，2004)。越來(lái)越多的滲透塊間產(chǎn)生粘....

圖4聚合物漿液的搭接機(jī)理

頂管漿液滲透進(jìn)土體后會(huì)在孔隙內(nèi)流動(dòng)，其流變性及孔隙橫截面決定了流速(占祥烈等，2010)。滲透深度受注漿壓力影響，一種漿壓對(duì)應(yīng)一個(gè)深度，這種滲透深度又叫滲流距離。研究表明，漿液滲透距離與濃度呈反比。加入聚合物能改善漿液成套質(zhì)量(隆威等，2012;賈麗洲等，2017)，減小滲透，其....

本文編號(hào)：4001308