[发明专利]土压平衡盾构泵送渣土的方法

说明书

技术领域

本发明属于盾构法暗挖隧道施工技术，具体涉及一种盾构法暗挖隧道施工时，盾构时产生的渣土的输送技术。

背景技术

盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工方法。按照盾构机结构特点和开挖方法可有多种分类，其中最常用的是土压平衡盾构法和泥水平衡盾构法两种，两者的出渣方式也大有不同。

泥水盾构开挖主要以软土、砂层等软弱地层为主，其通过进出泥水仓的两条管道内不同浓度的泥水对仓内土体进行置换达到渣土运输的目的，采用一套较为复杂的泥水输送系统以及自动控制系统进行泥水输送，当泥水管道携带大量高浓度泥水排放至地面后，还需要进行泥水分离形成低浓度的泥水加以循环利用。

土压平衡盾构可以在除大面积硬岩地层、砂层外的大部分地层中使用，渣土被切削后进入土仓通过螺旋输送机、皮带机运输排放至盾构机后部的电瓶轨道渣车上，再经过水平轨道运输、垂直龙门吊吊运至地面倾倒在渣池内直接运出。虽然采用轨道渣车运输渣土有许多优点，如对渣土的性状无要求，适用于任何地质条件下的土压平衡盾构渣土运输，但其仍存在许多不足：第一，对于空间有限的地铁隧道或采用铺轨运输渣土时，一环掘进往往需要中途停顿更换运土渣车，两列车一进一出占用掘进时间，使得掘进效率降低；电瓶车行走的临时轨道系统一般设置简易，频繁出现脱轨也将降低施工效率。第二，重载运输渣土需要大吨位的电瓶车，垂直运输需要配备大起重能力的龙门吊，设备购置成本高。第三，渣土的水平运输对轨道要求高，如重载运输渣土的编组列车易出现溜车、脱轨等安全事故；垂直运输占用时间长，垂直起重安全隐患较多。第四，在盾构始发阶段、现场场地受限或在掘进过程中出现喷涌等特殊情况时，轨道渣土运输适应性较差，施工效率降低一倍甚至数倍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在进行土压平衡盾构时，利用泵送渣土的方法，以解决上述问题。

本发明的技术方案是：土压平衡盾构泵送渣土的方法，它是盾构法暗挖隧道过程中，将盾构机挖掘的渣土过滤石块后，加入添加剂对渣土进行流塑性改良后，改良后的渣土塌落度为165～185毫米，利用渣土泵及管道泵送出去；所述添加剂是水、泡沫剂、高分子聚合物、膨润土中的一种或一种以上的组合；所述泡沫剂选用明洁HHZ-01型泡沫剂、康达特CLB F4 AD型泡沫剂、顺富通TWL39型泡沫剂中的一种，高分子聚合物选用明洁MJ-S/N-01高分子聚合物等。

所述泡沫剂选用明洁HHZ-01型泡沫剂是东莞市明洁隧道建设材料有限公司生产制造的发泡剂，又称隧道掘进机用土壤泡沫润滑剂，是市售商品；康达特CLB F4/AD型泡沫剂是沈阳康达特化学有限公司销售的市售泡沫剂商品、顺富通TWL39型泡沫剂是北京顺富通隧道建设技术有限公司销售的市售泡沫剂商品，又称为顺富通TWL39泡沫润滑剂；所述高分子聚合物选用明洁MJ-S/N-01高分子聚合物是由东莞市明洁隧道建设材料有限公司生产制造的高分子聚合物，又称智能高分子明洁MJ-S/N-01。

在管道输送过程中，向管道内侧壁注入高压水润滑。

盾构掘进淤泥层时，渣土进行流塑性改良是：土仓中加入添加水，水的注入率是7～9％，优选是8％；在泵料斗中添加水，水的注入率是1～3％，优选是2％。

盾构掘进砂层时(中粗砂)，渣土进行流塑性改良是：在土仓中加入添加高分子聚合物和膨润土实现第一次流塑性改良；采用高分子聚合物的注入率是6～10％；膨润土的注入率是13～18％；在泵料斗中添加膨润土实现第二次流塑性改良，膨润土的添加质量/土方实体质量比为1∶45～55。

盾构掘进粉质粘土层时，渣土进行流塑性改良是：在土仓中加入添加水和泡沫剂实现第一次流塑性改良，水的注入率是5～9％，采用发泡倍率20～40倍的泡沫剂，注入率是20～30％；在泵料斗中添加水实现第二次流塑性改良，水的注入率是2.5～3.5％。

盾构掘进泥质粉砂岩层时，渣土进行流塑性改良是：在土仓中加入添加水和泡沫剂实现第一次流塑性改良，水的注入率是14～18％，采用发泡倍率20～40倍的泡沫剂，注入率是50～70％；在泵料斗中添加水实现第二次流塑性改良，水的注入率是1～3％。

盾构掘进淤泥层和砂层复合层时，渣土进行流塑性改良是：在土仓中加入添加水实现流塑性改良，水的注入率是3～5.5％。

盾构掘进砂层和泥质粉砂岩层的复合层时，渣土进行流塑性改良是：在土仓中加入添加泡沫剂、高分子聚合物；采用发泡倍率20～40倍的泡沫剂，注入率是25～30％；高分子聚合物的注入率是6～10％。