泥水盾构出渣量及出浆比重计算
泥水盾构出渣量及出浆比重计算

长沙市南湖路湘江隧道泥水盾构泥水处理对于泥水平衡盾构掘进来说,最重要的一点就是保持进出浆动态平衡,以及掘进速度与进出浆比重匹配。
一泥水动态平衡进(出)浆流量为Q,进浆比重ρ1,出浆比重ρ2,掘进速度ν,盾构直径为D,围岩比重ρ3,不同岩层原状土比重分别ρa3,ρb3,ρc3.....,下面为正常掘进动态平衡式:(1)Q-进(出)浆流量,单位m3/hρ1-进浆比重,单位,KG/m3ρ2-出浆比重单位,KG/m3ν-掘进速度,m/h 盾构机的掘进速度一般情况都是mm/min,而不是m/hρ3-围岩比重,KG/m3D-盾构外壳直径,m此计算式表示单位时间匀速掘进一定进尺,实际出渣量、理论出渣量与进出浆比重的匹配关系。
二盾构掘进状态1 按掘进状态是否连续可分为正常掘进状态和非正常掘进状态。
1)正常掘进状态正常掘进状态为在掘进施工中建立科学合理的泥水压力,并保证进浆泥浆具有良好的携渣性能,各项指标均符合要求,掘进当中不出现压力非正常波动情况,按照方案设定速度保持相对均匀速度连续掘进,掘进中盾构机相关设备运转正常,不出现停机情况。
2)非正常掘进状态非正常掘进状态是因为某些因素如泥浆站泥浆池满浆、设备故障导致掘进不连续,此种不连续掘进状态增加了非正常的工序如泥水管循环?掘进速度的变化不利于出渣判断。
三掘进出渣量计算及相关参数泥水盾构掘进中出渣的多少关系到地表沉降、隧道成型及隧道稳定。
所以在掘进中如何科学合理的控制出渣尤为重要,下面根据掘进参数对出渣量的相关问题的进行分析。
1 出浆比重计算根据以上计算式(1)可得出浆比重:ρ2=(2)=(3)进(出)浆流量为800m3,ρ1=1.30KG/m3,中风化圆砾岩ρ3=2.43KG/m3,盾构外壳直径为11.65m,掘进速度取ν=10 mm/min,即ν=0.6 m/min,得:ρ2==1.49KG/m3 此处的掘进的速度的单位应当为mm/min 或者为m/h,应当保持单位的统一性;还有盾构机在正常掘进的时候的流量绝对不会是800 m3根据以上计算与实际掘进中实测进出浆泥浆比重相符合。
泥水盾构泥浆参数测试

泥浆参数测试试验一、泥浆比重1.1仪器及测试原理简介泥浆比重也即是泥浆密度,一般用相对密度的方式来表示,即相对于水的密度,水的密度为1.0g/cm3。
采用NB-1型泥浆比重计对泥浆密度进行测试,图1是该型比重计结构。
(1)泥浆杯;(2)水准泡;(3)主刀口;(4)主刀垫;(5)底座;(6)挡臂;(7)砝码;(8)杠杆;(9)平衡圆柱图1 泥浆比重计结构1.2实验器材NB-1型泥浆比重计,1000ml泥浆杯,清水,泥浆试样。
1.3实验步骤1、准备工作:将比重计用清水清洗并擦拭干净。
2、泥浆比重测试步骤如下:1.取下杯盖,装满欲测泥浆试样,如泥浆中浸入气泡,需轻轻敲击测试杯,直至气泡溢出杯外;2.将杯盖重新盖上,并转动盖紧,使多余的泥浆和空气从杯盖中间小孔挤出;3.将称体外表面及杯盖上多余的泥浆擦拭干净;4.将称体主刀刃对准刀口,放于支撑座上;5.将砝码移到刃口附近,然后再缓缓向右移动砝码,使杠杆主尺保(主尺每一小格值为0.01,单位g/cm3)持水平的平衡位置(可通过观察水准泡判断是否平衡);6.读数,砝码左侧边线所对的刻线就是所测泥浆的比重;7.每次使用后要彻底洗净、擦干,然后放于仪器箱中。
3、仪器校验泥浆杯中注满20℃清洁的淡水,用同样测量泥浆的方法测得比重如为1,则表明比重计是准确的,可以使用。
如果测得结果不为1,则可将泥浆比重计的平衡圆柱盖拧开,通过增减圆柱内的金属颗粒,使测量的清水比重为1即可。
二、泥浆含沙量2.1仪器及测试原理泥浆含砂量指泥浆中不能通过203目筛孔,或粒径大于0 074毫米的固相颗粒所占泥浆体积的百分数。
使用NA-1型泥浆含沙量器对泥浆进行含沙量测试,图2为仪器各组成部分。
图2 泥浆含沙量测定器2.2实验器材NA-1型泥浆含沙量计,1000ml泥浆杯,清水,泥浆试样。
2.3实验步骤1、准备工作将仪器用清水清洗并擦拭干净。
2、测试步骤:1.把泥浆充至测管上标有“泥浆”字样的刻线处,加清水至标有“水”的刻线处,堵死管口并摇振;2.倾倒该混合物于滤筒中,丢弃通过虑筛的液体,再加清水于测管中,摇振后再倒入滤筒中,反复操作,直至测管内清洁为止;3.用清水冲洗筛网上所得的砂子,剔除残留泥浆;4.把漏斗套进滤筒,然后慢慢翻转过来,并把漏斗嘴插入测管内,用清水把附在筛网上的砂子全部冲入管内;5.待砂子沉淀后,读出砂子的百分含量;6.将仪器清洗并擦干,收入箱中。
泥浆比重配合比

泥浆比重配合比泥浆比重配合比一. 水泥浆:水泥浆比重γ=(W/C+1)/( W/C+1/3.15)水灰比W/C=1:1 水泥浆比重 1.5水灰比W/C=0.8 水泥浆比重 1.6水灰比W/C=0.6 水泥浆比重 1.7水灰比W/C=0.5 水泥浆比重1.8每方水泥用量=1000*(1-空隙率)/(1/水泥表观密度+水灰比)水泥浆比重=每方水泥用量*(1+水灰比)/1000如空隙率取2%,则:水泥浆比重=0.98*(1+水灰比)/(1/水泥表观密度+水灰比)1.因水的密度为1g/cm⒊,水泥密度为3.15g/cm⒊(查手册).那么水灰比为0.8时γ=(0.8+1)/(0.8+1/3.15)≈1.61g/cm⒊水灰比为0.68:1时的水泥浆比重是多少?=(1+0.68)/(1/3.1+0.68)=1.678676 吨/立方米注:不计水与水泥化合、结晶等引起的体积变化2.水的比重为1,水泥的比重为3,用如下公式可算出每L浆液的含灰量,1/(0.4+1/3)=1.364kg/L,1立方水泥浆含水泥量就是1364kg,其他水灰比也可用这个公式,什么水灰比代在0.4那就可以了,很方便.3.混凝土配合比为1:2.3:4.1,水灰比为0.60。
已知每立方米混凝土拌合物中水泥用量为295kg。
现场有砂15m3,此砂含水量为5%,堆积密度为1500kg/ m3。
求现场砂能生产多少立方米的混凝土?(保留一位小数)1:2.3:4.1是水泥:砂子:石子那么每立方混凝土所需的干砂重量为:295*2.3=678.5kg需采用含水率为5%的湿砂重量则为678.5/0.95=714.2kg现场含水率为5%的湿砂的总重量为15*1500=22500kg可生产该配合比的混凝土22500/714.2=31.5m3{含水率=所含水的重量/湿砂的重量*100%=(湿砂的重量-干砂的重量)/湿砂的重量*100%所以此处湿砂的重量=干砂的重量/0.95}二.混凝土在试验完的混凝土配合比为1:2.28:4.42(水泥:砂:石子)水灰比W/C为0.6,每立方米混凝土水泥用量C=280kg现场实测砂子的含水率为2.8%,石子的含水率为1.2%(1).施工配合比设每立方米混凝土中各种材料的用量?(2).混凝土配合比各种材料的允许误差是多少?回答:1.先根据试验配合比和水泥用量计算出每方混凝土材料的用量:水泥280 砂638 石子1238根据水灰比计算出每方混凝土的理论用水含量水168因此,理论配合比一方混凝土的用料量:水泥280 砂638 石子1238 水168根据砂子的含水率和石子的含水率计算出施工配合比砂子的用量为:638*(1+0.028)=656石子的用量为:1238*(1+0.012)=1253用水量=168-(638*0.028+1238*0.012)=1355. 这样的C30混凝土配合比是否合适?每立方施工配合比:水泥350 砂子707 碎石1091 水130 外加剂13 粉煤灰80每立方施工配合比:水泥300 砂子760 碎石1100水130 外加剂5.4 粉煤灰60泵送混凝土:坍落度180-220mm,水泥355,砂子675,碎石1080,水200,粉煤灰68,外加剂7.0对于C30来说,你这配合比是可以的,而且你还加了外加剂和粉煤灰,这是出于其他性能的考虑吧。
盾构穿越复杂地质过程中的渣土改良及参数控制

盾构穿越复杂地质过程中的渣土改良及参数控制摘要:目前盾构法已在地铁施工中得到了广泛的应用,以深圳地区为例,地铁四期工程建设中90%以上的隧道采用了盾构法施工。
本文针对深圳某地铁区间穿越孤石、基岩突起、无基础民房土压平衡盾构掘进,采用泡沫、膨润土及克泥效等添加剂进行渣土改良,并根据多年在深圳地铁施工中的经验对参数进行合理控制,获得较为理想的效果,可为类似地层盾构隧道施工提供参考或借鉴。
关键词:盾构;孤石;上软下硬;民房1引言目前,我国不仅各一线城市正在修筑地铁,各二三线城市也均有地铁在建设或施工的规划。
在地铁施工中隧道施工是危险较大的施工功法,矿山法、新奥法在施工中不仅环境恶劣,而且施工速度慢,不满足城市快速发展的工期要求。
而盾构法不仅施工速度快,而且同时兼具安全性、经济性、环保性等特点。
本文针对深圳某地铁穿越孤石、基岩突起、无基础民房平衡盾构掘进,采用泡沫、膨润土及克泥效等添加剂进行渣土改良,获得较为理想的改良方案,并根据多年在深圳地铁施工中的经验对参数进行合理控制,可为类似地层盾构隧道施工提供参考或借鉴。
2工程概况深圳某地铁区间隧道总长约650米,区间最大坡度为28.34‰,隧道拱顶最小埋深为12.86m~20.18m,位于城中村下方,地表建筑物密集,主要为多层及低层房屋,局部残损破败严重,施工控制要求高。
据勘察报告可知,区间穿越地层主要为花岗岩地层,大部分为全风化和强风化花岗岩,局部为中风化和微风化花岗岩,地层中存在孤石及基岩隆起(如图1所示)。
区间详勘共钻孔49处,其中21处存在球状风化体,2处基岩隆起;孤石直径1-5m不等,基岩最大侵入隧道5.7m,长度32.1m。
微风化花岗岩饱和单轴抗压强度最大为114.2Mpa ,平均值为87.2Mpa。
根据其赋存介质的类型,区间地下水主要有二种类型:一是松散岩类孔隙水,主要赋存于第四系松散岩土层中;另一类为基岩裂隙水,主要赋存于块状强风化、中等风化带中,略具承压性。
泥浆各类计算公式

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泥水盾构泥浆参数测试

泥浆参数测试试验一、泥浆比重1.1仪器及测试原理简介泥浆比重也即是泥浆密度,一般用相对密度的方式来表示,即相对于水的密度,水的密度为1.0g/cm3。
采用NB-1型泥浆比重计对泥浆密度进行测试,图1是该型比重计结构。
(1)泥浆杯;(2)水准泡;(3)主刀口;(4)主刀垫;(5)底座;(6)挡臂;(7)砝码;(8)杠杆;(9)平衡圆柱图1 泥浆比重计结构1.2实验器材NB-1型泥浆比重计,1000ml泥浆杯,清水,泥浆试样。
1.3实验步骤1、准备工作:将比重计用清水清洗并擦拭干净。
2、泥浆比重测试步骤如下:1.取下杯盖,装满欲测泥浆试样,如泥浆中浸入气泡,需轻轻敲击测试杯,直至气泡溢出杯外;2.将杯盖重新盖上,并转动盖紧,使多余的泥浆和空气从杯盖中间小孔挤出;3.将称体外表面及杯盖上多余的泥浆擦拭干净;4.将称体主刀刃对准刀口,放于支撑座上;5.将砝码移到刃口附近,然后再缓缓向右移动砝码,使杠杆主尺保(主尺每一小格值为0.01,单位g/cm3)持水平的平衡位置(可通过观察水准泡判断是否平衡);6.读数,砝码左侧边线所对的刻线就是所测泥浆的比重;7.每次使用后要彻底洗净、擦干,然后放于仪器箱中。
3、仪器校验泥浆杯中注满20℃清洁的淡水,用同样测量泥浆的方法测得比重如为1,则表明比重计是准确的,可以使用。
如果测得结果不为1,则可将泥浆比重计的平衡圆柱盖拧开,通过增减圆柱内的金属颗粒,使测量的清水比重为1即可。
二、泥浆含沙量2.1仪器及测试原理泥浆含砂量指泥浆中不能通过203目筛孔,或粒径大于0 074毫米的固相颗粒所占泥浆体积的百分数。
使用NA-1型泥浆含沙量器对泥浆进行含沙量测试,图2为仪器各组成部分。
图2 泥浆含沙量测定器2.2实验器材NA-1型泥浆含沙量计,1000ml泥浆杯,清水,泥浆试样。
2.3实验步骤1、准备工作将仪器用清水清洗并擦拭干净。
2、测试步骤:1.把泥浆充至测管上标有“泥浆”字样的刻线处,加清水至标有“水”的刻线处,堵死管口并摇振;2.倾倒该混合物于滤筒中,丢弃通过虑筛的液体,再加清水于测管中,摇振后再倒入滤筒中,反复操作,直至测管内清洁为止;3.用清水冲洗筛网上所得的砂子,剔除残留泥浆;4.把漏斗套进滤筒,然后慢慢翻转过来,并把漏斗嘴插入测管内,用清水把附在筛网上的砂子全部冲入管内;5.待砂子沉淀后,读出砂子的百分含量;6.将仪器清洗并擦干,收入箱中。
盾构隧道施工泥浆处理过程数据计算方法探讨

F> !" 计算条件 长江隧道选用的泥水处理设备的分离粒径为 D? %1, 粒 级 <> <@D 11 以 上 颗 粒 的 净 化 除 砂 效 率 在 C?: 以上。计算时, 按照粒径 <> <@D 11 以上的颗粒 C?: 分离, 而粒径 <> <@D = <> <? 11 间颗粒分离 ;<: 的效率考虑。 F> ; 不同地层分离效率和全隧道综合分离效率确定 不同地层颗粒的分离效率及分离比例见表 ; 及图 !。 为方便对整个隧道的分离效率进行评估, 根据不 同地段的分离效率和其在全隧道的长度权重, 可测算 出全隧道的分离效率。经测算, 针对目前设备整个隧 道的综合分离效率 " 为 E<> @: 。
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!O 工程背景
武汉长江隧道是武汉市重要的过江通道, 位于武 汉长江一、 二桥之间。工程的主要结构物— — —穿越长 江的盾构隧道, 设置为双洞四车道, 东西线隧道长度分 别为 " ++& > 和 " +$’ >。隧道采用泥水平衡盾构施 工, 开挖直径 !!# (P >, 管片衬砌内径 !&# & >, 管片厚
泥浆比重计算公式是什么

泥浆比重计算公式是什么要了解一下水灰比,知道水泥的比重大概是多少,两者的数据相加得到的一个得数,通过水灰比,除以两者之和,就能够得到泥浆的比重。
也就是说是水灰比÷(水泥比重+水灰比),这就是泥浆的比重公式。
建造房屋或装修房屋时会用到水泥砂浆。
搅拌水泥砂浆时,要掌握好水泥和石灰的比例。
泥浆比重的计算公式是什么?一、泥浆比重计算公式是什么计算泥浆的比重需要了解一下水灰比,知道水泥的比重大概是多少,两者的数据相加得到的一个得数,通过水灰比,除以两者之和,就能够得到泥浆的比重。
也就是说是水灰比÷(水泥比重+水灰比),这就是泥浆的比重公式。
不同的泥浆带来不同的比例。
如果水灰比为0.45,水泥比重为每立方米3.0,则水泥比重为1.85。
如果每立方米比重为3.2g,水灰比为1.9,比重的数字会随着水灰比和水泥比重的变化而变化。
二、泥浆的主要功能1.泥浆可以携带或悬浮岩屑,这是它最基本的功能。
既要将钻头破碎的岩土带出孔外,又要保证孔内清洁。
还能稳定孔壁,这是一个重要的基础条件。
2.钻头可以被冷却或清洗以防止坍塌。
而且在钻进时,要结合当地的地质变化,包括结构和相应的措施,正确选择泥浆的类型,以达到快速钻进的效果。
三、泥浆类型的选择1.有不同类型的泥浆。
比如一种是水性的,主要以水为介质,其他成分包括粘土和一些处理剂。
如果选择油基泥浆,主要成分是沥青和柴油,包括处理剂。
2、有一种粘土泥,它的来源是由气体、液体或固体组成的。
边肖总结:泥浆比重的计算公式是什么?我们需要得到两个数字,一个是水泥的比重,需要知道水灰比。
通过计算,我们可以得到近似的比重。
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长沙市南湖路湘江隧道泥水盾构泥水处理
对于泥水平衡盾构掘进来说,最重要的一点就是保持进出浆动态平衡,以及掘进速度与进出浆比重匹配。
一 泥水动态平衡
进(出)浆流量为Q,进浆比重ρ1,出浆比重ρ2,掘进速度ν,盾构直径为D ,围岩比重ρ3,不同岩层原状土比重分别ρa3,ρb3,ρc3.....,下面为正常掘进动态平衡式: ()2
3122D Q Q ∏=-υρρρ (1) Q-进(出)浆流量,单位m ³/h
ρ1-进浆比重,单位,KG/m ³
ρ2-出浆比重单位,KG/m ³
ν-掘进速度,m /h 盾构机的掘进速度一般情况都是mm/min,而不是m /h ρ3-围岩比重,KG/m ³
D-盾构外壳直径,m
此计算式表示单位时间匀速掘进一定进尺,实际出渣量、理论出渣量与进出浆比重的匹配关系。
二 盾构掘进状态
1 按掘进状态是否连续可分为正常掘进状态和非正常掘进状态。
1)正常掘进状态
正常掘进状态为在掘进施工中建立科学合理的泥水压力,并保证进浆泥浆具有良好的携渣性能,各项指标均符合要求,掘进当中不出现压力非正常波动情况,按照方案设定速度保持相对均匀速度连续掘
进,掘进中盾构机相关设备运转正常,不出现停机情况。
2)非正常掘进状态
非正常掘进状态是因为某些因素如泥浆站泥浆池满浆、设备故障导致掘进不连续,此种不连续掘进状态增加了非正常的工序如泥水管循环¸掘进速度的变化不利于出渣判断。
三掘进出渣量计算及相关参数
泥水盾构掘进中出渣的多少关系到地表沉降、隧道成型及隧道稳定。
所以在掘进中如何科学合理的控制出渣尤为重要,下面根据掘进参数对出渣量的相关问题的进行分析。
1 出浆比重计算
根据以上计算式(1)可得出浆比重:
ρ2=
()
Q
Q
D
1
2
32
ρ
υ
ρ+
∏
(2)
=
()
1
2
32ρ
υ
ρ
+
∏
Q
D
(3)
进(出)浆流量为800m³,ρ1=1.30KG/m³,中风化圆砾岩ρ3=2.43KG/m³,盾构外壳直径为11.65m,掘进速度取ν=10 mm/min,即ν=0.6 m/min,得:
ρ2=
()
800
30
.1
800
2
65
.
11
14
.3
6.0
43
.22⨯
+
⨯
⨯
=1.49KG/m³此处的掘进的速度的单位应当为mm/min 或者为m/h,应当保持单位的统一性;还有盾构机在正常掘进的时候的流量绝对不会是800m³根据以上计算与实际掘进中实测进出浆泥浆比重相符合。
而通常掘进岩层比重,盾构机直径及进浆比重可视为给定值,则
(3)式可简化为如下:
ρ2=1ρυ
+Q K (4)
系数K-- K=232⎪⎭
⎫ ⎝⎛D πρ
而通常在不同地层当中,围岩比重可根据所占百分比取其平均值,不同岩层原状土百分比分别为A,B,C,....,比重分别ρa3,ρb3,ρc3.....,则ρ3按下式计算:
ρ3=....333+++C B A c b a ρρρ
根据以上计算可以得出以下结论:
(1)在流量一定的情况下,出浆比重是由进浆比重和掘进速度决定的,通过泥浆站调配合理比重的进浆,来保证泥浆具有良好的携渣能力,同时通过控制掘进速度来控制出浆比重,防止出浆堵管和降低对泥浆泵及相关设备的损耗,同时泥浆比重过大会导致泥浆流量降低,单位时间出渣量减少,影响掘进进度。
(2)根据(3)式可以看出,进浆比重可以通过泥浆站制调浆系统调制,掘进速度一定时,增加流量也会降低出浆比重,而增大流量会极大的增加泥浆泵负荷,尤其对于比重较大的情况下,容易造成泥浆泵等重要泥水水循环系统设备发生故障,所以一般情况流量都是根据泵的负载能力和泥浆泵配备设定的。
2、出渣量计算
泥水盾构掘进出渣是指在进出浆动态平衡保持掌子面平衡状态
下,通过具有一定比重和良好携渣能力的进浆,进入泥水仓经刀盘转动搅拌形成比重较大的泥浆将刀盘切削下来的围岩通过出浆管携带出仓实现掘进的过程。
通过上述定义可以将出渣理解为在进出浆流量相同的情况下,通过比重不同的泥浆来携带出渣实现掘进的过程。
而实际掘进中由于泥水压力建立不合理、掌子面失稳或掌子面涌水导致出浆流量要比进浆流量高出60~100m ³流量。
此种情况也可理解为在比重不能保证出渣顺畅时可通过增加出浆流量来增加出渣以保证出渣顺畅。
则在此种情况下出渣计算可表示如下: 31122)(ρυρρV l Q Q =⨯
- (1)此处的小l 代表的是什么,大L 又代表什么
什么呢) 则出渣量为:υ
ρρρ31122)(L
Q Q V ⨯-= (2) 实际出渣量表示为:()υl D V ⨯∏=202 (3)
通过实际出渣与理论出渣可判断是否存在超欠挖,实际出渣为单位时间掘进一定进尺的空间,而理论出渣是根据掘进速度及进出浆状态计算而得。
(1)超挖情况:V V >0,会导致地面沉降,隧道不稳定。
(超挖只是有可能导致地面沉降,也可能导致塌方,具体要看是在什么样的地质之下)
(2) 不超挖不欠挖情况:V V =0,理想的掘进状态。
(3)欠挖情况:V V <0,会导致地面隆起。
以上的情况只是在理想的状况下的计算公式,其实在实际的掘进中,很多时候都不是这
种状况,都是要从实际出发,然后再根据盾构机掘进的事实参数,对比这些参数之后按照统计学的方法取掘金中的有效值才行。
再者,计算出渣量的时候还要把理论计算的出渣量与实际的出渣量进行对比,以便修正。
第三,正常的泥水盾构的进出浆流量一般是1200方左右,而不是800,因为南湖路的设备与场地的愿意,才不得已进行的小流量掘进。