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南京新济洲越江隧道带压开舱时开挖面稳定性控制研究
| 论文题名： | 南京新济洲越江隧道带压开舱时开挖面稳定性控制研究 |
| 关键词： | 越江隧道;带压开舱;气压支护;泥膜形成;开挖面稳定性 |
| 摘要： | 随着我国长江经济带发展的持续推进，长江干线越江通道建设快速发展。盾构隧道作为越江方式的首选，其大规模建设也促进了泥水盾构的广泛应用。泥水盾构在开挖掘进过程中经常因刀具磨损而需要开舱换刀，换刀过程往往伴随着极大的开挖面失稳风险，造成严重的人员伤亡和财产损失。因此，基于实际工程需求，本文结合南京新济洲过江供水廊道项目，对开舱涉及的泥膜形成机理和上气下浆组合支护下的开挖面稳定性问题开展研究。主要工作和研究成果如下： (1)开展泥浆制备试验，基于泥浆密度、漏斗黏度、胶体率和pH值等指标，对比钠基膨润土掺量、砂掺量和CMC掺量对泥浆质量的影响，并综合评价泥浆的质量，初步选取适宜的泥浆配比进行泥浆渗透成膜试验。 (2)开展泥浆渗透成膜试验，采用自制的泥浆渗透成膜装置，研究了不同配比泥浆在地层中的渗透-堆积性状以及新济洲地层对于不同配比泥浆的最大承载能力，探讨了泥膜质量影响因素及其对有效泥浆压力的转化效率，论证了不同泥浆在新济洲粉细砂地层中渗透成膜的适用性。 (3)开展泥膜闭气试验，对在100kPa渗透压力作用下渗透4h所形成的泥膜施加100kPa气压，研究气压支护下泥膜的闭气时间以及泥膜闭气破坏模式，结合泥浆渗透试验综合评价泥膜质量影响因素。 (4)利用ABAQUS有限元分析软件，分析越江隧道开舱时隧道埋深、水头高度和土体内摩擦角等因素对开挖面和地表变形的影响规律，确定合理的开舱时机。同时结合新济洲实际工况，分析不同泥浆液位下上气下浆组合支护形式对开挖面稳定性的影响，并结合理论计算验证数值计算的准确性，从而指导开舱时泥浆液位和开挖面支护力控制，为实现新济洲过江供水廊道项目顺利开舱提供依据。 |
| 作者： | 张赛 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 洪振舜;丁建文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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