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原文传递南京长江新济洲泥水盾构施工废弃泥浆渣土资源化利用研究

论文题名：	南京长江新济洲泥水盾构施工废弃泥浆渣土资源化利用研究
关键词：	供水廊道;泥水盾构;废弃泥浆渣土;壁后注浆;掘进泥浆;资源化利用
摘要：	地下轨道交通、地下公路隧道、地下铁路隧道、越江过河跨海隧道等地下盾构隧道工程施工会产生大量的废弃泥浆渣土，目前常用的外运转移堆放处置方式不仅增加运输成本，而且占用大量土地资源。将废弃泥浆渣土有效应用于壁后注浆及掘进泥浆中，不仅能够减少原材料消耗，而且还能避免废弃泥浆渣土外运污染环境，实现废弃泥浆渣土的原位资源化利用。由于不同地层所产生的废弃泥浆渣土性质差异较大，壁后注浆浆液及掘进泥浆的配比需随地层变化而进行动态调整，因此明确废弃泥浆渣土性质及原材料配比对壁后注浆浆液及掘进泥浆性能影响的规律及内在机理，建立废弃泥浆渣土制备壁后注浆浆液及掘进泥浆的配比确定方法，对废弃泥浆渣土资源化利用具有重要意义。本文依托南京长江新济洲过江供水廊道项目泥水盾构工程，通过大量室内试验，开展了废弃泥浆渣土在以下三个方面的资源化利用研究：（1）废弃泥浆渣土在单液硬性浆中的资源化利用研究；（2）废弃泥浆在双液浆中的资源化利用研究；（3）废弃泥浆在掘进泥浆中的再利用研究。论文主要工作如下：　　（1）废弃泥浆渣土在单液硬性浆中的资源化利用研究。制备了一种含废弃泥浆渣土的单液硬性浆，研究了废弃泥浆渣土性质及原材料配比（废弃砂土粒径分布、废弃砂土颗粒形状、废弃泥浆固水比、膨润土替代率、废弃泥浆黏粒含量、粉灰比、水胶比、固水比、胶砂比）对单液硬性注浆材料各项性能（流动度、稠度、凝结时间、泌水率、体积收缩率、无侧限抗压强度）的影响规律；对比了废弃泥浆渣土所制备浆液与传统浆液的性能差异；确定了依托工程砂层弃砂、岩层弃砂和废弃泥浆制备单液硬性浆的优化配比；基于室内试验结果，建立了废弃泥浆渣土制备单液硬性浆的配比确定方法；通过微观试验探讨了砂层弃砂、岩层弃砂、废弃泥浆在单液硬性浆中的反应机理。　　（2）废弃泥浆在双液浆中的资源化利用研究。利用废弃泥浆制备了一种水泥—粉煤灰—废弃泥浆—水玻璃新型双液注浆材料，对比了膨润土泥浆和废弃泥浆对双液浆性能影响的差异；研究了废弃泥浆固水比和增粘剂掺量对双液浆性能的影响情况；分析了原材料配比（粉灰比、水胶比、固水比、水玻璃掺量）对新型双液浆各项性能（流动度、泌水率、凝胶时间、体积收缩率、无侧限抗压强度）的影响规律；给出了依托工程废弃泥浆制备双液浆的优选配比和施工建议；建立了新型双液浆流动度、泌水率、凝胶时间和强度的拟合公式，基于拟合公式提出了新型双液浆配比的确定方法；通过微观试验探讨了新型双液浆的反应机理。　　（3）废弃泥浆在掘进泥浆中的再利用研究。将盾构施工废弃泥浆应用于掘进泥浆中，分析了膨润土泥浆和废弃泥浆基本特性的差异；研究了废弃泥浆和外加剂对掘进泥浆性能（密度、粘度、胶体率、PH值、API滤失量）的影响规律；对比了CMC和PAM两种增粘剂的降滤失效果；建立了掘进泥浆密度、粘度和滤失量的拟合公式，基于拟合公式提出了废弃泥浆制备掘进泥浆的配比确定方法，确定了依托工程废弃泥浆在掘进泥浆中再利用的优化配比。
作者：	刘慧刚
专业：	交通运输工程
导师：	洪振舜;丁建文;赵俊明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2022