[發(fā)明專利]軟硬不均地層土壓平衡盾構(gòu)隧道下穿鐵路既有線施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410408836.5
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN104265307B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李術(shù)才;宋曙光;丁萬濤;陳誠;李利平;石少帥;王旌;周宗青
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D9/08
• 分類號(hào): E21D9/08;E21D11/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 趙妍

1.一種軟硬不均地層土壓平衡盾構(gòu)隧道下穿鐵路既有線施工方法，其特征在于：具體步驟如下：?

步驟1對軟硬不均地層土壓平衡盾構(gòu)隧道下穿鐵路的工況進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬分析；?

步驟2.根據(jù)步驟1得到的數(shù)學(xué)模擬結(jié)果及檢測數(shù)據(jù)，設(shè)置施工參數(shù)，包括設(shè)定盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)；設(shè)定盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)方向；在盾構(gòu)機(jī)支護(hù)的同時(shí)對機(jī)體與圍巖間的空間進(jìn)行注漿；根據(jù)注漿效果檢測，選擇缺陷區(qū)域周邊的注漿孔作為二次注漿的點(diǎn)位進(jìn)行注漿。?

步驟3按照步驟2的施工參數(shù)，利用盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工；在施工過程中不斷向盾構(gòu)機(jī)的土倉內(nèi)注入水和泡沫；添加水量以土體達(dá)到液性指數(shù)I_L＝0.5為標(biāo)準(zhǔn)，即：?

I_L＝(w-w_p)/(w_L-w_p)，w＝I_L*(w_L-w_p)+w_p，Δw＝w-w₁；?

式中w_L為掌子面土體液限，w_p為掌子面土體塑限，w₁為掌子面土體實(shí)測含水率，w為理論加水量；Δw為實(shí)際加水量；?

泡沫的注入量取300～600L/m³；?

步驟4利用盾構(gòu)機(jī)在隧道內(nèi)進(jìn)行管片拼裝，實(shí)現(xiàn)對隧道的支護(hù)；?

步驟5對盾構(gòu)機(jī)的尾部進(jìn)行保護(hù)。?

2.如權(quán)利要求1所述的軟硬不均地層土壓平衡盾構(gòu)隧道下穿鐵路既有線施工方法，其特征在于，所述的步驟1的具體過程如下：?

以進(jìn)口工作井至下穿鐵路既有線區(qū)段作為試驗(yàn)段，利用MIDAS/GTS軟件建立盾構(gòu)隧道開挖三維有限元模型進(jìn)行計(jì)算分析，并根據(jù)試驗(yàn)段監(jiān)測數(shù)據(jù)對擬穿越鐵路的各項(xiàng)盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)校，驗(yàn)證下穿時(shí)各項(xiàng)施工參數(shù)。?

3.如權(quán)利要求1所述的軟硬不均地層土壓平衡盾構(gòu)隧道下穿鐵路既有線施工方法，其特征在于，所述的步驟2的盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)的設(shè)定包括：?

(1)掘進(jìn)速度設(shè)定?

盾構(gòu)機(jī)下穿過程中，掘進(jìn)速度控制在30～35mm/min；?

(2)土倉壓力設(shè)定?

通過調(diào)整排土量和掘進(jìn)速度兩種方法控制土倉壓力；?

(3)刀盤轉(zhuǎn)速設(shè)定?

刀盤轉(zhuǎn)速控制在0.75rpm～1rpm。?

4.如權(quán)利要求1所述的軟硬不均地層土壓平衡盾構(gòu)隧道下穿鐵路既有線施工方法，其特征在于，所述的步驟2中盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)方向的設(shè)定方法如下：?

(1)采用VMT自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測量輔助進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測；?

(2)通過分區(qū)操作盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)油缸來控制掘進(jìn)方向。?

在上坡段掘進(jìn)時(shí)，加大盾構(gòu)機(jī)下部油缸的推力和速度，掘進(jìn)線路高于設(shè)計(jì)線路10～20mm；在急彎和變坡段，利用盾構(gòu)機(jī)的仿形刀進(jìn)行局部超挖來糾偏；當(dāng)盾構(gòu)機(jī)滾角過大時(shí)，采用盾構(gòu)刀盤反轉(zhuǎn)的方法糾正滾動(dòng)偏差。?

5.如權(quán)利要求4所述的軟硬不均地層土壓平衡盾構(gòu)隧道下穿鐵路既有線施工方法，其特征在于，所述的在盾構(gòu)機(jī)支護(hù)的同時(shí)對機(jī)體與圍巖間的空間進(jìn)行注漿，步驟如下：?

(1)注漿量的設(shè)定?

注漿量控制在11.12～15.39m³之間；?

(2)注漿壓力的設(shè)定?

注漿壓力按照該注漿點(diǎn)位置處靜水土壓力與注漿管壓力損失之和計(jì)算，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)，注漿管壓力損失取1.2bar。?

(3)漿液配比?

盾構(gòu)機(jī)下穿施工過程中，采用同步注漿漿液為主，膨潤土潤滑漿液為輔，兩者相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)同步注漿；每一注漿段首先采用注入同步注漿漿液獲得早期強(qiáng)度，保證良好的注漿效果；最后10cm時(shí)注入膨潤土潤滑漿液進(jìn)行洗管，以防砂漿管堵管；其中膨潤土潤滑漿液按照配合比水：膨潤土＝8：1進(jìn)行配比，注入量為1～2m³。?