[发明专利]一种适用于砂卵石地层的盾构高效掘进方法

说明书

本发明提供了一种适用于砂卵石地层的盾构高效掘进方法，所述方法包括以下步骤：控制初始掘进的参数、控制长距离掘进的参数；所述长距离掘进是在所述初始掘进之后进行的；所述控制初始掘进的参数，包括：将土压力设定在0.9bar，推进速度控制在50～70mm/min，控制转速在1.0～1.2r/min，贯入度为50～60mm/r；控制长距离掘进的参数，包括：将土压力设定在0.7bar，推进速度控制在30～50mm/min，控制转速在1.2r/min，贯入度为30～40mm/r。掘进相同的距离刀具的运动轨迹更短，从而达到降低刀具磨耗的目的；刀盘转速更低，可以降低刀具的运动速度，从而达到降低刀具与卵石碰撞导致冲击破坏的目的。同时采用“泡沫+膨润土”的渣土改良方法，泡沫发泡效果好，使渣土松软，降低刀具磨损。

技术领域

本发明涉及隧道建设工程技术领域，具体涉及一种适用于砂卵石地层的盾构高效掘进方法。

背景技术

国内城市轨道交通建设的规划建设方式以地下线路为主，地下轨道交通工程中隧道建设中盾构法由于其速度快、施工安全、机械化程度高、地层适应性好等优点应用的最为广泛。我国幅员辽阔，不同地区的地铁隧道建设面临的地层条件有所不同，其中砂卵石地层为典型的困难地层之一，在北京、成都、兰州、沈阳等城市遇到了大面积砂卵石地层，土压平衡盾构穿越此种地层困难较大。土压平衡盾构在卵石地层中掘进，由于卵石强度高、磨蚀性强，刀具正常磨损及非正常磨损非常严重，需频繁开舱检修刀具，盾构掘进效率低下，严重影响工期，且工程造价急剧增加。

现有技术对刀具磨损控制通常针对刀具设计、渣土改良这两部分。但在面对卵砾石地层长距离掘进挑战下，仅从刀具设计、渣土改良这两个角度无法从根本上解决刀具磨损问题，盾构在卵砾石地层中掘进，磨损十分严重。由于刀具磨损严重，需频繁换刀，会导致盾构掘进不连续，无法进一步提高施工效率。

综上所述，现有技术中存在以下问题：砂卵石地层中，刀具磨损非常严重需频繁开舱检修刀具，盾构掘进效率低。

发明内容

本发明的目的是为了解决砂卵石地层中，刀具磨损非常严重需频繁开舱检修刀具，盾构掘进效率低的问题。

为此，本发明提出了一种适用于砂卵石地层的盾构高效掘进方法，所述方法包括以下步骤：

控制初始掘进的参数和控制长距离掘进的参数；所述长距离掘进是在所述初始掘进之后进行的；

所述控制初始掘进的参数包括：将土压力设定在0.9bar，推进速度控制在50～70mm/min，控制转速在1.0～1.2r/min，贯入度为50～60mm/r；

所述控制长距离掘进的参数包括：将土压力设定在0.7bar，推进速度控制在30～50mm/min，控制转速在1.2r/min，贯入度为30～40mm/r。

进一步地，所述方法还包括：对渣土改良，所述对渣土改良贯穿在所述初始掘进和所述长距离掘进的过程中；所述对渣土改良，包括：通过第一刀盘孔注入发泡材料和水，所述发泡材料和水形成泡沫，控制所述泡沫浓度为2.5％～3％，所述泡沫膨胀率为20％～25％，所述泡沫注入量为3～4m³/环；同时通过第二刀盘孔注入膨润土，所述膨润土和水形成泥浆，所述泥浆的发酵粘度为35s～40s；所述泥浆加注量为12～16m³/环。同时采用“泡沫和膨润土”的渣土改良方法，泡沫发泡效果好，使渣土松软，膨润土泥浆携渣能力强，渣土流塑性好，可以在刀具与卵砾石间起缓冲作用，降低刀具磨损。

进一步地，所述通过第一刀盘孔注入发泡材料和水的步骤中，所述刀盘孔优选为8个。

进一步地，所述同时通过第二刀盘孔注入膨润土的步骤中，所述刀盘孔优选为4个。

进一步地，所述控制初始掘进的参数的步骤中，所述推进速度优选为60mm/min。

进一步地，所述控制长距离掘进的参数的步骤中，所述推进速度优选为40mm/min。