[发明专利]富水砂卵石地层盾构近接敏感建筑物精细化控制施工方法

权利要求书

1.一种富水砂卵石地层盾构近接敏感建筑物精细化控制施工方法，其特征在于，

盾构机的盾体包括沿掘进方向依次排布并连接的前盾、中盾和后盾，且所述前盾、中盾和后盾的直径依次减小，所述前盾的前端上设有用于开挖的刀盘，所述刀盘的开挖直径大于所述前盾的直径，所述盾构机开挖推进过程中，刀盘开挖断面与所述盾体的外表面之间形成盾体间隙，且在所述后盾内安装的管片环脱出所述后盾以后，所述管片环与所述盾体间隙之间构成管壳间隙，包括如下步骤：

步骤S101，设置所述盾构机的施工参数，以控制出土量，使所述盾构机土仓压力与掘进面土水压力相等，从而使所述盾构机处于土压平衡状态施工，所述盾构机的施工参数包括土仓压力、推进速度、刀盘转速、螺旋输送机转速和出土量；

计算注浆体的注入量：根据所述盾体间隙计算衡盾泥的目标注入量，根据所述管壳间隙计算水泥浆的目标注入量；

步骤S102，在所述盾构机掘进过程中，经所述前盾上的径向孔同步注入衡盾泥，以填充所述盾体间隙，经所述后盾上的注浆孔同步将水泥浆注入脱出所述后盾的所述管片环的外侧，以填充所述管壳间隙；

还包括步骤S103，在填充所述管壳间隙后，对地表沉降进行连续监测，并判断地表沉降值是否在预设范围内，在地表沉降值不在预设范围内时，通过所述管片环的注浆通道进行二次注浆；

盾构机从其他地层进入富水砂卵石地层之前，在停机状态下，通过所述前盾的径向孔向所述盾体间隙分次分级压力喷射衡盾泥：步骤S1041，在0.4Mpa至0.5Mpa压力下，将衡盾泥按所述衡盾泥的目标注入量的40％至50％注入所述盾体间隙；步骤S1042，停止衡盾泥注入，向所述盾体间隙注入0.3Mpa压力空气10至15分钟；步骤S1043，在0.3Mpa至0.4Mpa压力下，将衡盾泥按所述衡盾泥的目标注入量的50％至60％补充注入所述盾体间隙；步骤S1044，停止衡盾泥注入，向所述盾体间隙注入0.2Mpa压力空气15至20分钟；步骤S1045，在0.2Mpa至0.3Mpa压力下，将衡盾泥按所述衡盾泥的目标注入量的30％至60％加强注入所述盾体间隙；

土仓压力设定：富水砂卵石地层盾构施工前，先计算对应掘进面土压力设定范围，再对土仓密封舱板土压力值按公式a＝0.0106η+0.1248进行修正，其中掘进工作面土压力值P应满足公式Pa≤P≤Pp，土仓密封舱板土压力值Pt等于掘进工作面土压力值P与压力传递系数a之积；其中：

对应下限主动土压力Pa通过公式：Pa=πD²γ(H+D)tan²(45°-φ/2)获取；

对应上限被动土压力值Pp通过公式：Pp=πD²γ(H+D)tan²(45°+φ/2) 获取；

其中，φ为摩擦角；η为刀盘开口率；H为隧道埋深，隧道拱顶至地面深度；γ为土的重度；D为刀盘开挖直径；

在近接敏感建筑物盾构施工时，经前盾的径向孔同步注入衡盾泥，以填充盾体间隙，控制盾构开挖阶段盾体部分富水砂卵石地层沉降，并在盾体周围形成一定厚度的衡盾泥注浆环，形成双环结构，避免了在富水砂卵石地层中注浆时水泥浆液渗流至地层较大孔隙里或被地下水稀释，使水泥浆形成有效注浆填充体；并且在注入衡盾泥的过程中，会向盾体四周的土层中渗透一部分衡盾泥形成了泥膜，有效的减少后续同步注浆的水泥浆向土层中渗透，有效控制隧道拱顶变形，通过从开挖间隙同步注浆进行填充和土压平衡控制两个方面，实现了全过程的扰动控制理念，对富水砂卵石地层施工扰动进行了针对性控制，并充分考虑了掘进工作面土压力与盾构机土仓密封舱板土压力之间的压力差，对盾构机施工参数进行精细化控制，实现土压平衡控制，从而避免了超挖及不正常开挖对富水砂卵石地层的强扰动，实现了富水砂卵石地层盾构施工扰动地表沉降毫米级控制施工。