Research on the Performance of a Novel Cement-Based Grouting Material with Composite Muck for Shield Tunnels

LI Fudong; ZHU Cheng; JIAN Yongzhou; ZHANG Jian; LAN Haining; WU Ronghua

doi:10.3724/j.gyjzG24042810

Volume 56 Issue 4

Apr. 2026

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LI Fudong, ZHU Cheng, JIAN Yongzhou, ZHANG Jian, LAN Haining, WU Ronghua. Research on the Performance of a Novel Cement-Based Grouting Material with Composite Muck for Shield Tunnels[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(4): 199-207. doi: 10.3724/j.gyjzG24042810

Citation:

LI Fudong, ZHU Cheng, JIAN Yongzhou, ZHANG Jian, LAN Haining, WU Ronghua. Research on the Performance of a Novel Cement-Based Grouting Material with Composite Muck for Shield Tunnels[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(4): 199-207. doi: 10.3724/j.gyjzG24042810

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LI Fudong, ZHU Cheng, JIAN Yongzhou, ZHANG Jian, LAN Haining, WU Ronghua. Research on the Performance of a Novel Cement-Based Grouting Material with Composite Muck for Shield Tunnels[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(4): 199-207. doi: 10.3724/j.gyjzG24042810

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Research on the Performance of a Novel Cement-Based Grouting Material with Composite Muck for Shield Tunnels

doi: 10.3724/j.gyjzG24042810

1. CCCC-SHB Fourth Engineering Co., Ltd., Luoyang 471013, China;
2. Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China;
3. CCCC Tunnel Engineering Company Limited, Beijing 100102, China

Received Date: 2024-04-28
Available Online: 2026-06-06
Publish Date: 2026-04-20

Abstract

Abstract

Based on a shield tunnel project of Nanjing Metro， a method was developed to reuse composite shield muck by utilizing fine sand and silty clay as replacement materials for conventional backfill grouting materials. The influence of factors such as the water-to-binder（cement + fly ash） ratio， cement-to-fly ash ratio， and binder-to-clay ratio on the performance of composite muck slurry was revealed， ultimately obtaining an optimal slurry mix proportion. The results showed that the composite muck could replace raw materials for backfill grouting to produce a muck slurry that met field requirements. The optimal mix proportion obtained was as follows： a water-to-binder ratio of 0.7， cement-to-fly ash ratio of 0.6， binder-to-clay ratio of 0.6， clay-to-sand ratio of 0.2， with a substitution ratio of 0.75. Under this mix proportion， the slurry demonstrated significant advantages in strength and bleeding rate while maintaining good fluidity， which could reduce costs by up to 37.8%.
- shield composite muck,
- backfill grouting,
- orthogonal experiment,
- mix proportion optimization

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