[发明专利]一种大直径泥水盾构带压开舱作业时掌子面泥膜维护方法

说明书

本发明涉及城市地下工程施工技术领域，具体涉及一种大直径泥水盾构带压开舱作业时掌子面泥膜维护方法：带压开舱后，采用高压喷枪喷射高粘度膨润土于掌子面泥膜裂缝处，使高粘度膨润土渗入裂缝，对裂缝填充封闭，喷射次数为至少一次；高粘度膨润土由压浆剂、膨润土、水按照1:15～20:35～40的比例配制。本发明可大大提高了大泥水平衡盾构带压开舱时掌子面泥膜的维护效率，同时开舱作业时无需反复加压减压，降低因压力的变化对操作人员带来的健康风险。

技术领域

本发明涉及城市地下工程施工技术领域，具体涉及一种大直径泥水盾构带压开舱作业时掌子面泥膜维护方法。

背景技术

盾构机在复杂多变的地层中掘进时，经常发生刀具的异常磨损等情况，需要开舱检查及更换刀具。近年来随着盾构制造技术的发展，盾构机朝着大直径、大埋深的方向发展，并开发出了大直径常压刀盘，当刀具异常磨损时，只需在刀盘辐臂常压环境下更换刀具，从而提高了施工效率。虽然常压刀盘解决了带压开舱换刀的难题，但是盾构机还会面临碎石机损坏、刀盘结泥饼、主驱动密封失效等问题，此时仍需要及时进舱检查，并对故障现象进行处理。但由于在高水压、高渗透性及复杂地质条件下进行盾构开舱作业具有高难度性和高风险性，处理不当往往会引起开挖面坍塌、地下水击穿等不良后果，因此掌子面泥膜稳定性是开舱成功与否的关键。带压开舱是利用泥浆在开挖面上形成封闭的泥膜，然后通过气压来平衡想对应的水土压力，并在气压支护下进行开舱的方法(CN104121023A：泥水盾构带压开舱时开挖面泥膜闭气值的测试装置及方法)。目前带压开舱均需要进行加压和减压流程，耗费大量时间，频繁的加压和减压对进舱人员身体又一定的影响。因此，如何持续的维护掌子面泥膜的稳定，避免带压开舱时间较长的情况下泥膜在压力作用下出现裂纹、穿孔等情况，为进舱人员提供一个稳定安全的工作环境，成为盾构行业一直关注的问题。目前的做法为在开舱作业进行过程中，开挖仓压力逐渐降低、无法保压，则说明泥膜可能出现裂隙，人员需要撤离，并重新对开挖仓注浆形成新的泥膜，该方法耗时长且增加成本。在此基础上，研究人员开发了一种新的方式(CN111042825 A：土压平衡盾构带压开舱时开挖面泥膜劣化-透气的修补方法)，即通过毛刷在泥膜裂缝出均匀涂抹泥浆，并提高开挖仓压力，维持一段时间使泥浆渗入裂缝，通过反复操作，从而形成新的泥膜，再降低压力进行进舱施工。相比传统方法，这种方法虽然效率上有所提高，但还需要反复加压减压，进舱人员采用毛刷的方式涂抹作用面积小，操作效率较低。

发明内容

针对现有技术中大盾构掌子面泥膜维护效率低、气压舱需反复加压减压等技术问题，本发明提供一种大直径泥水盾构带压开舱作业时掌子面泥膜维护方法，大大提高了大泥水平衡盾构带压开舱时掌子面泥膜的维护效率，同时开舱作业时无需反复加压减压，降低因压力的变化对操作人员带来的健康风险。

本发明提供一种大直径泥水盾构带压开舱作业时掌子面泥膜维护方法：带压开舱后，采用高压喷枪喷射高粘度膨润土于掌子面泥膜裂缝处，使高粘度膨润土渗入裂缝，对裂缝填充封闭，喷射次数为至少一次；

高粘度膨润土由压浆剂、蒙脱土、水按照1:15～20:35～40的重量比例配制。其中，压浆剂为现有技术中使用的常规压浆剂，压浆剂由高性能塑化剂、表面活性剂、硅钙微膨胀剂、水化热抑制剂、迁移型阻锈剂、纳米级矿物硅铝钙铁粉、稳定剂精制而成的压浆剂或与低碱低热硅酸盐水泥等精制复合而成的压浆料。

进一步的，带压开舱前，通过理论计算和保压降压试验确定进舱压力，需要确定在保证泥膜质量较好的情况下，使带压进舱压力尽量减小，以延长进舱工作时间。

进一步的，配制的高粘度膨润土的粘度为40～60s，所述的粘度为马氏漏斗粘度。

进一步的，根据掌子面泥膜裂缝大小以及位置，调节喷射流量；裂缝较大，增大喷射流量；裂缝较小，降低喷射流量，以高粘度膨润土完全糊住裂缝为标准，目的在于喷出适合裂缝大小喷涂量的泥浆，更充分的对裂缝进行填充。

进一步的，喷出的高粘性膨润土呈喷雾状，使喷涂更加均匀。