[发明专利]一种富水地层盾构开仓作业方法

说明书

一种富水地层盾构开仓作业方法，包括在地面布置加密监测点，对土仓注入膨润土，对盾构机的盾体径向孔注入膨润土；注入双液浆并形成止水环；将土仓内的渣土完全置换为膨润土；对置换出的渣土量进行统计，判断渣土是否置换完全；采取分级加压缓慢渗透，使膨润土尽量扩散到地层中，并将刀盘周边地下水挤出远离刀盘区域；采用膨润土辅助开仓，较好解决盾构施工中进度、成本与开仓换刀三目标有效统一结合难题。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种富水地层盾构开仓作业方法。

背景技术

岩溶地区基岩分布高高低低、软硬不均。基岩的完整性、岩面的平整度和溶洞的填充状态、富水性及联通性，极易造成盾构掘进困难。岩面不规则在盾构施工中，常常遇到开仓检修刀具，开仓换刀是必须采取一道工序。目前盾构开仓方式有：地面加固、建泥膜带压开仓及填仓换刀等，均存在持续时间过长，加固效果不理想的状况。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的在于提供一种富水地层盾构开仓作业方法，旨在解决现有技术存在的问题。

本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：

一种富水地层盾构开仓作业方法，包括以下步骤：

S1、在地面布置加密监测点；

S2、在岩溶地区富水砂层中，对土仓注入膨润土；

S3、对盾构机的盾体径向孔注入膨润土；

S4、在岩溶富水砂层中且处于盾尾壁后若干环管片和土层的间隙之间注入双液浆并形成止水环；

S5、将土仓内的渣土完全置换为膨润土；

S6、对置换出的渣土量进行统计，判断渣土是否置换完全；

S7、需采取分级加压缓慢渗透，使膨润土尽量扩散到地层中，并将刀盘周边地下水挤出远离刀盘区域；

S8、在分级加压过程中，通过盾构机前后盾铰接伸缩，在膨润土的压力作用下使前盾回退，将膨润土填充至刀盘与掌子面之间空隙，形成膨润土的泥墙，用于隔水隔气；

S9、在气压作用下置换出原土仓内膨润土，将土仓内膨润土排至作业需要的空间面，提供作业空间，同时确保土仓内气体空间压力的稳定，达到保气作业要求；

S10、在上述各项工艺完成后，并到达规范及施工作业后，进行下一步进仓作业，对刀盘进行清理，检查刀盘刀具，为后续盾构正常掘进需要，需对磨损达到跟换要求的刀具进行拆除更换，在仓内保压稳定前提下，分仓连续作业至全部仓内故障处理完毕。

优选的，在步骤S1中，所述加密监测点设置于相较于刀盘位置的前后十米、左右十米以及每隔五米间距的断面处，且在每个断面处设有五个加密监测点。

优选的，在步骤S2中，对土仓注入膨润土时，以0.5r/min的速度转动刀盘，防止土仓砂层固结，刀盘卡死，同时关注土仓压力使其不低于理论静止土压力值，保证掌子面稳定，停机前需将铰接伸出8-12cm。

优选的，在步骤S4中，在盾尾壁后4至8环出，每环至少4个点位注入双液浆形成止水环，注浆压力不少于3bar，注入完成后在相应管片上开孔检查是否漏水漏浆，保证止水环止水密封效果。

优选的，在步骤S5中，置换渣土前注入膨润土进行保压，计算静止土压力，达到设定值后进行缓慢置换，计算出理论排渣量，置换时以土仓压力与注入量和排除量相匹配、注入量和排除量相等的原则进行双向控制，直至螺旋机出土口排出渣土中的膨润土含量为95%以上；

土仓的置换位置设在土仓壁上高点位的注入孔。