聚合物添加劑對盾構泥漿流變和滲透特性影響

張金暉， 王 媛，2， 王志奎， 鞏佳琨， 徐樹軍， 周 昆

（1.河海大學土木與交通學院，南京 210098； 2.河海大學水利水電學院，南京 210098；

3.河海大學力學與材料學院，南京 210098； 4.中鐵十四局集團大盾構工程有限公司，南京 211800）

泥水盾構隧道施工因其對地層的適應性強、環保、高效、低擾動等優點，在越海穿江隧道和城市地鐵的建設中得到廣泛的應用［1-2］. 泥水盾構開挖面穩定的原理是采用壓縮氣體把泥水倉內的泥漿注入開挖倉，泥漿滲透到地層且泥漿中細顆粒堵塞地層孔隙，使其在開挖面前方滲透沉積并形成一層微透水的致密泥膜.開挖倉內的泥水壓力以面力的形式作用在開挖面維持開挖面前方水土壓力. 而針對高滲透性地層，采用純膨潤土泥漿不易形成泥膜，無法形成穩定支護壓力，易引發工程事故［3］. 此時，需要在泥漿中添加聚合物添加劑改善泥漿性質以適應工程需要.

泥漿流變特性是體現泥漿性質的關鍵因素，主要指標為泥漿切動力（屈服應力）和塑性黏度. 現有研究主要通過Bingham［4-5］和Herschel-Bulkley兩種簡化模型描述泥漿流變特性. Bingham模型流變曲線存在初始剪切應力且剪切應力與剪切速率呈線性相關，Herschel-Bulkley模型流變曲線剪切應力和剪切速率呈現非線性關系. 翟楠楠等［6］、Bekkour等［7］通過流變試驗研究膨潤土的含量和CMC摻加量對泥漿流變性能的影響，研究表明Herschel-Bulkley模型適用于描述不同CMC摻加量下泥漿流變性. 但是，Min等［8］采用NXS-11A旋轉黏度計對9組泥漿流體（含1%CMC）性質進行測試，其認為泥漿在中高剪切……