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第一章 绪论 1

1.1 泥水盾构的发展 2

1.2 泥水盾构技术在我国的应用 5

1.3 泥水盾构中的泥浆与泥膜 10

参考文献 10

第二章 泥水盾构泥浆及其功能 13

2.1 泥水盾构压力舱基本构造 13

2.2 泥浆在泥水盾构中的作用 16

2.2.1 掘进时泥浆的平衡功能 16

2.2.2 泥浆压力的计算方法 17

2.2.3 泥浆压力控制 18

2.2.4 泥浆输送功能 19

2.2.5 泥浆分离功能 23

2.3 泥浆使用中存在的问题 28

参考文献 31

第三章 泥浆的配制与测定 33

3.1 泥浆材料 33

3.1.1 泥浆的基本类型 33

3.1.2 泥浆的基本材料 34

3.1.3 泥浆性能调整材料 37

3.1.4 几种关键材料性质说明 39

3.2 泥浆的基本性质与测量方法 40

3.2.1 泥浆的密度 40

3.2.2 泥浆的黏度与流变特性 42

3.2.3 泥浆颗粒级配 47

3.2.4 泥浆的含砂量 48

3.2.5 泥浆的失水量 49

3.2.6 泥浆的pH 49

3.2.7 泥浆的物理稳定性与胶体率 50

3.3 泥浆的种类及特点 51

3.4 泥浆的配制 51

3.4.1 膨润土的膨化 51

3.4.2 各种添加剂的添加方法和原则 52

3.4.3 与地层的匹配性 53

3.5 一些典型的配方 53

3.5.1 钱塘江定向钻穿越铺管工程 53

3.5.2 武汉天兴洲长江穿越铺管工程 54

3.5.3 北京地下直径线泥水盾构施工 54

3.5.4 日本横滨市白幡第二干线泥水盾构工程 54

3.5.5 日本广岛市电力中央线隧道 55

参考文献 55

第四章 泥浆在地层中的渗透成膜规律 56

4.1 泥水盾构泥浆成膜的研究及技术现状 56

4.2 泥浆渗透装置和测试方法 59

4.2.1 泥浆成膜试验装置 59

4.2.2 试验材料 60

4.2.3 试验方法 61

4.3 泥浆在地层中的渗透现象 63

4.3.1 泥浆的渗透流量随时间的变化规律 63

4.3.2 泥浆颗粒在地层中的堆积形态 67

4.3.3 泥浆的渗透形态及渗透模式总结 70

4.3.4 泥浆在地层中的渗透类型与颗粒堆积形态的对应关系 72

4.3.5 泥浆渗透模式的划分 73

4.4 泥浆在地层中各渗透模式下的渗透规律的探讨 75

4.4.1 表面过滤型泥浆的渗透特性分析 75

4.4.2 表层渗滤型泥浆的渗透特性分析 77

4.4.3 渗透型泥浆在地层中的渗透特性分析 78

4.5 基于宾厄姆流体的渗透型泥浆在地层中的渗透规律研究 78

4.5.1 泥浆的流体特性参数 78

4.5.2 宾厄姆流体在圆管中流动的理论推导 82

4.5.3 渗透型泥浆在地层中的渗透试验结果 84

4.5.4 理论计算结果与渗透试验结果比较 86

4.5.5 渗透型泥浆在地层中的渗透机理讨论 88

4.6 泥膜形成规律与机理分析 89

4.7 泥膜形成的影响因素 90

4.7.1 地层性质对泥膜形成的影响 90

4.7.2 泥浆性质的影响 101

参考文献 107

第五章 泥水加压盾构泥膜质量评价 110

5.1 泥浆滤失量与泥膜的渗透系数 110

5.2 泥膜形成后地层中超静孔隙水应力 112

5.2.1 泥膜形成过程中地层中超静孔隙水应力测试 113

5.2.2 泥膜形成过程中地层中超静孔隙水应力分布规律 115

5.2.3 影响地层超静孔隙水应力分布的因素 115

5.2.4 泥膜在开挖面稳定中的作用机理分析 118

5.3 泥膜形成时间与动态过程 120

5.3.1 泥膜形成时间的定义 121

5.3.2 泥膜形成时间测试 121

5.3.3 泥膜的形成与破坏的过程分析 124

5.3.4 开挖面上泥膜形成与破坏的动态过程 127

5.4 泥膜的气密性与开舱应用 128

5.4.1 泥膜的闭气现象 129

5.4.2 泥膜闭气机理及闭气值 130

5.4.3 压气条件下泥膜的破坏 132

5.4.4 泥膜的闭气时间及影响因素 135

5.4.5 提高泥膜闭气性的方法 138

参考文献 140

第六章 典型泥水加压盾构工程实例 142

6.1 南京长江隧道泥水盾构泥浆配制与成膜实例 142

6.1.1 南京长江隧道工程概况 142

6.1.2 南京长江隧道砾砂地层中正常掘进时泥浆配制与成膜应用 151

6.1.3 泥膜闭气性在带压开舱中的应用 157

6.2 南京纬三路过江通道泥水盾构泥浆配制与成膜实例 167

6.2.1 南京纬三路过江通道工程概况 167

6.2.2 南京纬三路过江通道泥水盾构正常掘进时泥浆配制及成膜应用 172

6.2.3 泥膜闭气性在带压开舱中的应用 180

6.3 扬州瘦西湖隧道全断面黏土地层泥水盾构掘进实例 186

6.3.1 扬州瘦西湖隧道工程概况 186

6.3.2 全断面黏土地层泥浆成膜应用 189

6.3.3 黏土泥浆处理技术 189

6.4 南水北调中线穿黄隧道泥水盾构施工实例 192

6.4.1 南水北调中线穿黄隧道工程概况 192

6.4.2 不同地层泥浆性能的选择 195

6.4.3 南水北调开舱 199

6.5 东京冰川町地铁区间隧道工程10m泥水盾构施工实例 201

6.5.1 东京冰川町地铁区间隧道工程概况及地质条件 201

6.5.2 盾构选型 203

6.5.3 技术措施 204

6.5.4 泥浆控制与盾构掘进 206

6.5.5 盾构掘进施工 206

参考文献 207