[发明专利]一种采用新型混合浆液以辅助保持土仓压力稳定的方法

说明书

本发明提供了一种采用新型混合浆液以辅助保持土仓压力稳定的方法，包括如下步骤：分别准备膨润土、高钙材料、复合粘土稳定剂与水玻璃材料；在砂浆罐内先加入水和膨润土，再加入复合粘土稳定剂，接着添加高钙材料；分批次将初级混合浆液与不同量的水玻璃材料注入盾构机土仓保持土仓压力，并维持土仓压力稳定在高于设定的盾构开仓压力的0.2～0.3bar；观察土仓压力，并根据压力值变化情况调整土仓内初级混合浆液和水玻璃材料之间的比例和注入量。本发明优点在于：采用本发明方法建立的保压泥膜，具有成膜性好、粘性大、稳定性强、强度好等特点，能够实现在复杂地层和敏感地表环境下保持土仓压力稳定，从而保证盾构带压开仓施工的安全。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，尤其涉及一种采用新型混合浆液以辅助保持土仓压力稳定的方法。

背景技术

地铁盾构隧道施工中，地质条件复杂多变，尤其是硬岩掘进，盾构机刀具磨损大，盾构掘进过程中需停机开仓检查及更换刀具。

盾构开仓检查及更换刀具的方式，主要有常压开仓和带压开仓两种。其中，常压开仓，一般都是在地层自稳性非常好、地层渗透性小(类似全断面硬岩地层)的环境下进行；而带压开仓，一般是针对地层自稳性较差、地层渗透性较大的复杂地层环境下进行；相比来说，带压开仓作业的安全风险和施工难度要远远大于常压开仓。

盾构带压开仓检查及更换刀具施工中，为确保掌子面稳定、进仓人员安全和地面环境安全，需采取专项的辅助措施来保证掌子面地层和土仓压力稳定。目前，类似工程领域主要采用的措施有“地表注浆加固地层”、“土仓注水泥混合浆液泥膜”、“膨润土泥膜”和“衡盾泥泥膜”，然而，上述方法在针对复杂地层和敏感地表环境时仍表现出了一定的局限性，比如，“地表注浆加固地层”受限于地表环境和地层加固效果；“水泥混合浆液泥膜”受限于仓内渣土改良效果、浆液凝固效果，同时易造成浆液固结刀盘及开口，尚需清理；“膨润土和衡盾泥泥膜”受限于持久性、强度和地下水量。

据此，目前急需一种采用新型混合浆液以辅助保持盾构机土仓压力稳定的方法，以确保复杂地层和敏感地表环境下的盾构带压开仓施工安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种采用新型混合浆液以辅助保持土仓压力稳定的方法，以确保复杂地层和敏感地表环境下的盾构带压开仓施工安全。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种采用新型混合浆液以辅助保持土仓压力稳定的方法，包括如下步骤：

(1)分别准备膨润土、高钙材料、复合粘土稳定剂与水玻璃材料，备用；

(2)在砂浆罐内先加入水和膨润土，并搅拌均匀；

(3)再加入复合粘土稳定剂，以增强浆液粘度；

(4)接着添加高钙材料，以促成胶凝材料的形成；

(5)分批次将步骤(4)制得的初级混合浆液与不同量的水玻璃材料注入盾构机土仓，保持土仓压力；整个过程中，维持土仓压力稳定在高于设定的盾构开仓压力的0.2～0.3bar；

(6)观察土仓控制室中压力显示盘上的压力值，并根据压力值变化情况，实时调整土仓内初级混合浆液和水玻璃材料之间的比例和注入量，以控制土仓压力值的稳定。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，膨润土包括钠基膨润土与钙基膨润土，二者之间的混合比为1:1。钠基膨润土与钙基膨润土的加入可增加混合浆液的可塑性、粘结性及防水性。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，高钙材料为消石灰。消石灰的加入可促成胶凝材料的形成，增加形成的混合浆液的可塑性、保水性、吸湿性。