泥水平衡盾构广泛应用于水下隧道建设中，其采用拌制的泥水悬浮液（泥浆）作为支护材料，通过泥浆渗透形成不透水泥膜，将泥水压力转化为有效支护力从而平衡开挖面水土压力[1]。盾构机在进行带压开舱作业时，泥膜还需要有较好的闭气保压能力。而在高渗透地层，由于地层孔隙大，普通的膨润土泥浆大量流失，泥膜质量差，往往无法满足闭气要求甚至无法成膜。
目前普遍采用向泥浆中添加粗颗粒的方法提高成膜成功率和泥膜质量，常用的粗颗粒材料有天然河砂、锯末和蛭石等，已在Zimmerberg Base Tunnel [2]、南京和燕路隧道[3]等工程中成功应用。核桃壳是一种生物质粗颗粒材料，其主要成分为木质素、纤维素和半纤维素[4]，常应用于污水处理、砂浆改性等领域，在长期浸泡和酸碱盐浸渍条件下均有较好的耐久性[5]。由于核桃壳颗粒具有一定强度且吸水膨胀后可产生柔性变形，因此可同时承担骨架和填充变形作用[6]，因而也是钻井液最常用的堵漏材料之一。近年来，由于核桃壳在满足工程经济性的基础上，拥有比砂子更好的地层适应性和泥浆匹配性，含核桃壳泥浆在高渗透地层的盾构施工中也开始应用。
明确泥浆流变性、渗透成膜特性是施工中相关参数设定的基础。在泥浆流变性方面，盾构泥浆被认为是一种塑性流体或屈服假塑性流体[7-8]，泥浆中固相含量的增加对浆液的流变行为有显著影响，主要表现为黏度增加和流变曲线形状改变[9-10]。在泥浆渗透性方面，国内外众多学者通过室内泥浆渗透试验对泥浆渗透成膜进行全过程分析，把泥浆在地层中的渗透分为液相滤失和固相滞留两部分，提出了渗滤模型[11]，并对颗粒的堵漏机制[12]、堆积形态[13]、颗粒与地层孔隙的匹配关系[14]开展了进一步研究。在带压开舱时，粗颗粒对泥膜闭气性也有明显影响，粗颗粒含量的适当增加可改善地层内部网架结构的稳定性，从而提高泥膜的闭气性能[15]。但以上研究主要针对含砂泥浆，对含核桃壳泥浆各项性质认识不足，导致施工中泵送压力、泥浆配比、闭气压力等参数的设定多依靠经验。 本文拟采用核桃壳作为盾构泥浆粗颗粒材料，研究添加核桃壳后泥浆流变性变化，同时进行高渗透地层下的泥浆渗透和泥膜闭气试验，对比含核桃壳泥浆和含砂泥浆的渗透成膜特性和泥膜闭气性，以期为高渗透地层的带压开舱泥浆配制提供施工指导和建议。 结 论
针对传统含砂泥浆在高渗透砂层带压开舱时遇到成膜困难及闭气性不足的问题，本文选用轻质有机颗粒核桃壳作为泥浆堵漏材料，进行流变性测试试验、泥浆渗透成膜及泥膜闭气试验，对含核桃壳泥浆的流变性和渗透成膜特性进行研究并分析其作用机理，主要得到4点结论。
（1）核桃壳可以增强泥浆的分散稳定性。核桃壳颗粒由于表面水化和吸附作用可以较好地嵌入泥浆的三维网架结构，提高胶体结构稳定性，泥浆黏度和胶体率均有所提升。
（2）核桃壳颗粒的添加会影响泥浆的流变性，在提升泥浆屈服应力和黏度的同时保持了较好的流动性。含核桃壳泥浆的流变曲线形态发生改变，可以分为中低剪切速率下的屈服假塑性区和高剪切速率下的塑性区，分别采用幂律模型和Bingham模型拟合的相关性较高。
（3）相同添加量下，含核桃壳泥浆较传统含砂泥浆的泥膜耐高气压能力更强。与砂子间的硬接触相比，核桃壳颗粒的软接触方式可以减少颗粒间孔隙尺寸、且泥浆流变性和触变性均有一定程度改善，使泥膜更加致密，耐高气压能力更强。
（4）盾构施工中，在泥浆性质方面，应尽量选用稳定性高、泵送性强、凝胶强度高的泥浆，在泥膜质量方面，应尽量选择闭气值高的泥膜。综合考虑各试验结果，采用核桃壳替代传统砂子可改善泥浆性质和泥膜质量，在渗透系数为9.04×10-3 m/s的高渗透性砂层中，推荐的添加量为30 g/L。
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