[發明專利]一種砂卵石地層隧道盾構施工的渣土改良和注漿方法

在審

• 申請號: 202010068649.2
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111350509A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 姚義;田作華;王天武;肖祥;廖友根;蔣華;周祖斌;朱斌;劉浪;王丙吉;唐毅雨;彭毅;郭旭光
• 申請（專利權）人: 中鐵二十二局集團軌道工程有限公司;中鐵二十二局集團有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/087;E21D11/08;E21D11/10;C04B28/00;C04B111/70
• 代理公司: 北京彭麗芳知識產權代理有限公司 11407
• 代理人: 彭麗芳

1.一種砂卵石地層隧道盾構施工方法，包括以下步驟：

步驟一，盾構始發施工階段在隧道(5)進出洞的開始進行端頭洞門加固,所述端頭洞門加固包括管棚內注漿加固、地面袖閥管注漿加固和/或素混凝土樁加固；

所述洞門大管棚加固包括；在上方的管棚(1)的孔口(2)位置沿洞門鋼管環(3)外布置，該鋼管環向所述隧道洞門中心外插角為1-2°，工作平臺(4)設置在管棚(1)下方；該鋼環管(3)采用無縫注漿鋼花管，該管棚所述注漿鋼花管兩節之間通過連接套鋼管(6)絲扣連接，相鄰兩根鋼花管的接頭錯開套接；在所述鋼花管上設置注漿孔口(2)，該孔口呈梅花型布置；

所述地面袖閥管加固包括：在進、出隧道(5)洞口進行地面袖閥管(7)加固，加固范圍為盾構輪廓線外、拱頂以上和隧底位置，所述袖閥管采用梅花型布置；

所述素混凝土樁為雙排素混凝土樁加固；

步驟二，在始發基座(13)安裝始發托架(8)；

步驟三，安裝反力架支撐系統，所述支撐系統包括反力架(9)、相互焊接的底部直撐橫梁(10)、側墻直撐立柱(11)、斜支撐(12)，所述斜支撐(12)與地面成45°角，該斜支撐一端與反力架側墻直撐立柱(11)焊接，另一端與預埋在地上的鋼板焊接固定；所述反力架與車站中板通過型鋼焊接；

所述反力架與始發基座(13)固定安裝時，所述始發基座水平軸線的垂直方向與反力架的夾角＜±2‰，盾構姿態與設計軸線豎直趨勢偏差＜2‰，水平趨勢偏差＜±3‰；且，負環管片(14)的高程和圓心與始發反力架上的盾構機盾殼的中心偏差小于±5mm；

步驟四，洞門延長鋼環密封結構(15)安裝：包括在隧道圍護結構(1510)的內襯墻(151)上固定連接有預埋鋼環板(152)；該預埋鋼環板通過螺栓(153)與洞門延長鋼環(157)固定連接；所述洞門延長鋼環另一端通過螺栓(153)與折頁壓板(156)固定連接；所述洞門延長鋼環和折頁壓板(156)之間依次設有環形密封橡膠板(154)、壓緊環板(155)。所述內襯墻為隧道上方洞圈內的加固墻體；所述洞圈位于隧道盾構機施工前進安裝的管片(14)上方。所述壓緊環板(155)為弧形壓緊環板；所述折頁壓板為由件1(1561)和件2(1562)組成的扇形折頁壓板，所述件1和件2鉸接或軸連接；所述洞門延長鋼環周圍的盾構隧道范圍內圍護樁采用玻璃纖維筋；

步驟五，負環管片(14)拼裝：所述負環管片與反力架(9)基準環間螺栓連接，該管片利用管片整環拼裝后，利用推力千斤頂將負環管片推出盾尾，與反力架(9)基準環緊固,采用三角支撐架(16)、工字鋼(17)、木楔(18)穩定該負環管片在始發托架(8)上將管片環箍緊。

2.根據權利要求1所述的砂卵石地層隧道盾構施工方法，還包括以下步驟：

步驟六，盾構掘進施工：在盾構區間始發段地質主要為中密卵石地層，盾構掘進始發參數取值：

始發段10米段：土壓0.3～0.4bar，掘進速度30-50mm/min，扭矩1500～2100KN·m，推力800t，刀盤轉速0.9以上r/min，改良方式及注入量泡沫110L/環，出渣量58～63方/環，同步注漿量5～6方/環，同步注漿壓力0.2-0.4bar；

試掘進90米段：土壓0.6bar以上，掘進速度40-60mm/min，扭矩1800～2300KN·m，推力1000-1500t，刀盤轉速1.5以上r/min，改良方式及注入量泡沫110L/環，出渣量58～63方/環，同步注漿量5～6方/環，同步注漿壓力0.2-0.4bar。

3.根據權利要求1或2所述的砂卵石地層隧道盾構施工方法，還包括以下步驟：

步驟七，渣土改良：加入泡沫劑、鈉基膨潤土的混合泥漿，與土渣混合，所述混合泥漿包括由泡沫、膨潤土水制成，重量份組分位水8-12，膨潤土0.5-1.5，泡沫0.1-0.3，制成的泥漿坍落度在20cm以內；所述泡沫劑粘度0.003～0.2Pa·s，PH值7.3～8。