一、设备简介

泥浆性质及泥膜形成综合试验平台（编号356）是盾构及掘进技术国家重点实验室自主研发的一款研究泥水盾构开挖面稳定控制机理的专用高端实验设备。该平台聚焦于解决泥水盾构在复杂地层中掘进时，因泥浆配比不当、泥膜形成质量不可控而引发的开挖面失稳、地表沉降等行业核心技术难题。平台创新性地采用“气压/液压双模式分级加压”与“地层孔隙水压力实时监测” 相结合的技术原理，通过透明渗透柱、高精度压力供应与控制系统、多通道数据采集系统三大核心组件的协同运作，实现了对盾构工作舱-开挖面-地层系统受力状态的高保真模拟。设备突破了传统经验性泥浆配比与被动式施工控制的局限，具备工况模拟真实、测量精度高、数据实时可视的突出特点，为隧道工程领域的设计、施工与科研单位优化泥浆配方、预测施工效果、保障工程安全提供了不可或缺的关键实验手段与数据支撑。

二、核心参数

三、核心功能

1. 基础功能：支持泥水盾构开挖面泥膜形成全过程的精细化模拟。平台可精确复现不同地质条件与泥浆压力下，泥浆在土体中的渗透、滤失与成膜行为，实现地层滤水量、泥膜等效渗透系数及形成时间的定量测定。

2. 拓展功能：集成多通道传感器与高精度称量系统，可同步开展泥膜闭气性实验、泥膜物理性质（厚度、含水率、致密性）测定实验以及地层内部孔隙水压力分布规律分析实验，为综合评价泥膜质量提供全面数据。

3. 智能管理：搭载集成化测控软件与触摸屏一体机，实现所有压力、流量数据的自动采集、实时图形化显示与记录。实验数据可直接导出为通用文本或Excel格式，便于后续分析与报告生成，大幅提升实验效率与数据可靠性。

四、使用情况

该平台自2017年投入应用以来，已成为保障国家重大跨江越海隧道工程安全建设的核心研发工具，在汕头海湾隧道、深圳春风隧道、上海崇太长江隧道等重大工程的关键技术攻关中发挥了重要作用。例如，在面临极高施工风险的汕头海湾隧道复合地层项目中，平台通过大量系统性实验，为项目确定了适配于极软极硬不均地层的泥浆关键配比与压力控制窗口，直接支撑了开挖面稳定控制技术的突破。用户反馈表明，该平台将泥浆研究从“半经验”提升至“可视化、可量化”的科学实验阶段，其提供的精确数据有效指导了现场泥浆配制与掘进参数设定，显著降低了施工中的塌方风险与地表沉降，提升了重大工程的建设可控性与安全性。

五、获奖与认证情况

无

六、创新创效成果

1. 技术创新：平台首创了气压与液压双源驱动、上下双向独立加压的物理模拟方法，真实还原了泥水盾构开挖面的复杂受力状态。其集成的多通道孔隙水压力实时监测网络与高精度滤失量测量系统，为揭示泥膜动态形成机理提供了前所未有的细致观测手段，相关成果已形成多项核心技术并发表于高水平行业期刊。

2. 经济效益：通过精准的室内实验替代传统的现场试错，平台能在工程前期即为项目锁定最优泥浆方案与施工参数。据统计，其应用可帮助单个重大隧道项目减少因泥浆问题导致的停机、换浆和地层处理成本高达数百万元，同时通过保障连续、平稳掘进，可提升盾构整体施工效率，创造巨大的直接经济效益。

3. 社会效益：平台的应用极大降低了泥水盾构施工对地下环境的扰动和潜在的安全风险，助力绿色、安全隧道建设。培养了一批掌握先进实验技术的专业人才，推动了行业从“经验施工”向“科学施工”的深刻转型，为我国掌握复杂条件下隧道建设核心技术提供了坚实的理论基础与实验保障。