泥浆渗透对盾构开挖面稳定性的影响研究

›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (S1): 464-468.

泥浆渗透对盾构开挖面稳定性的影响研究

李昀^1，2，张子新^1，2

1. 同济大学岩土工程重点实验室，上海 200092；2. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092

收稿日期:2006-04-24 发布日期:2006-12-15
作者简介:李昀，女，1981年生，博士研究生，主要从事隧道及地下结构研究。
基金资助:
上海市科委重大资助项目（No. 04dz12017）。

Influence of slurry infiltration model on face stability mechanism

LI Yun^1，2，ZHANG Zi-xin^1，2

1. Key Laboratory of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Department of Geotechnical Engineering, School of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China

Received:2006-04-24 Published:2006-12-15

摘要/Abstract

摘要： 泥水平衡盾构开挖时，泥浆与开挖面上的土体会形成一层不透水的泥膜，以便泥浆压力有效地作用在开挖面上。但由于刀盘的不断切削，泥膜并不能完全地阻止泥浆对前方土体的渗透，特别是在渗透性较大的砂性土体，或在特殊地质条件下出现泥浆与土体性质不匹配的时候。这种渗透将会减小泥浆对开挖面的支撑作用，过剩泥浆压力将以渗透力的形式作用于开挖面土体。为了定量考虑渗透对开挖面稳定性的削弱，提出了针对泥水平衡盾构开挖面稳定性的泥浆渗透模型。结合极限平衡法的村山公式，考虑泥水的渗透区域与滑动面之间的几何关系对泥水压力进行折减，得到了泥浆渗透模型的开挖面稳定性安全系数，并采用此渗透模型探讨了泥浆渗透对开挖面稳定性的影响。通过与工程算例对比分析表明，实际工程中所需的泥浆压力明显大于“薄膜模型”的计算结果。因此，采用渗透模型进行开挖面稳定性分析是合理、有效的。

关键词: 泥水平衡盾构, 渗透模型, 开挖面稳定性, 泥水渗透, 安全系数

Abstract: During the excavation of tunnels in saturated soft soils, pressurized bentonite slurry is often used to support the tunnel face. The slurry should form a filter cake, which is used to transfer the support pressure onto the soil. This filter cake is constantly removed by the cutter head of the slurry shield and slurry will infiltrate into the soil while the filter cake rebuilds. This results in a decreasing of the support effectiveness of the slurry. To quantify the influence of these decreasing of the face stability, an infiltration model has been incorporated in a limit equilibrium analysis. The decreasing of safety factor of face stability according to the permeability of the soil in front is analyzed. The slurry pressure calculated with this model has been compared with field measurements. It is shown that the slurry pressure needed is significantly higher, compared with full-membrane calculations.

Key words: slurry shield, slurry infiltration model, face stability, slurry infiltration, safety factor

中图分类号:

TU 443

李昀，张子新， . 泥浆渗透对盾构开挖面稳定性的影响研究[J]. , 2006, 27(S1): 464-468.

LI Yun ，ZHANG Zi-xin ， . Influence of slurry infiltration model on face stability mechanism[J]. , 2006, 27(S1): 464-468.

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