[發(fā)明專利]一種富水砂層盾構(gòu)掘進(jìn)渣土改良施工試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010886635.1
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112031793B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董光;王振東;李振兵;唐立洲;張文澄;王建寧;竇瑞;徐濤;宋承亮;林海龍;鞏姣;徐樂(lè);令杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵九局集團(tuán)第七工程有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/06
• 分類號(hào): E21D9/06;E21D9/08
• 代理公司: 北京易捷勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國(guó)勝

1.一種富水砂層盾構(gòu)掘進(jìn)渣土改良施工試驗(yàn)方法，所述富水砂層包括中砂地層、粗砂地層和沙礫地層，其特征在于，包括如下步驟：

S001、將預(yù)制的改良劑分別加入盾構(gòu)機(jī)刀盤、土倉(cāng)和螺旋輸送機(jī)中；

S002、確定改良劑參數(shù)：選取盾構(gòu)前100m為試驗(yàn)段，設(shè)置同一掘進(jìn)參數(shù)，并設(shè)置不同的改良劑參數(shù)，在試驗(yàn)段試掘進(jìn)；

所述改良劑參數(shù)包括改良劑添加量和改良劑組份；其中，所述改良劑包括膨潤(rùn)土懸浮液；所述改良劑添加量為所述膨潤(rùn)土懸浮液與渣土的體積比，所述體積比為1.5:10~2.5:10；

所述試掘進(jìn)具體為：

將所述盾構(gòu)前100m分為第一試驗(yàn)段、第二試驗(yàn)段和第三試驗(yàn)段；

所述第一試驗(yàn)段為0~30m，所述第二試驗(yàn)段為30~60m，所述第三試驗(yàn)段為60~100m；

在所述第一試驗(yàn)段，添加的所述膨潤(rùn)土懸浮液與所述渣土的體積比為1.5:10；

在所述第二試驗(yàn)段，添加的所述膨潤(rùn)土懸浮液和所述渣土的體積比為2:10；

在所述第三試驗(yàn)段，添加的所述膨潤(rùn)土懸浮液和所述渣土的體積比為2.5:10；

S003、測(cè)量掘進(jìn)后隧道參數(shù)、出土量和渣土改良參數(shù)并調(diào)整所述改良劑參數(shù)，確定正式掘進(jìn)時(shí)的所述改良劑參數(shù)；

所述的隧道參數(shù)包括隧道沉降量和地表沉降量，所述渣土改良參數(shù)包括刀盤扭矩和土倉(cāng)壓力；

S004、確定掘進(jìn)參數(shù)：所述改良劑參數(shù)相同，盾構(gòu)機(jī)通過(guò)不同的掘進(jìn)參數(shù)下在所述試驗(yàn)段試掘進(jìn)；

所述掘進(jìn)參數(shù)包括刀盤轉(zhuǎn)速、掘進(jìn)速度和螺旋輸送機(jī)速度；

S005、測(cè)量掘進(jìn)后隧道參數(shù)、出土量和渣土改良參數(shù)并調(diào)整所述掘進(jìn)參數(shù)，確定盾構(gòu)機(jī)正式掘進(jìn)參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水砂層盾構(gòu)掘進(jìn)渣土改良施工試驗(yàn)方法，其特征在于，經(jīng)過(guò)所述S003調(diào)整后，

在所述中砂地層和所述粗砂地層，添加的所述膨潤(rùn)土懸浮液和所述渣土的體積比為2:10，所述膨潤(rùn)土懸浮液的注入量為10m3/環(huán)；

在所述沙礫地層，添加的所述膨潤(rùn)土懸浮液和所述渣土的體積比為2.5:10，所述膨潤(rùn)土懸浮液的注入量為12m3/環(huán)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的富水砂層盾構(gòu)掘進(jìn)渣土改良施工試驗(yàn)方法，其特征在于，所述膨潤(rùn)土懸浮液包括膨潤(rùn)土和水；

在所述中砂地層和所述粗砂地層，所述膨潤(rùn)土和水的質(zhì)量比為1:5，在所述沙礫地層，所述膨潤(rùn)土和水的質(zhì)量比為1:6。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水砂層盾構(gòu)掘進(jìn)渣土改良施工試驗(yàn)方法，其特征在于，在所述S003和S005中，

所述出土量為57±4m3/環(huán)，其中，

所述刀盤扭矩主要由土體的剪切阻力產(chǎn)生，其經(jīng)驗(yàn)公式如下：

其中，T為刀盤扭矩，單位是kN·m，D為刀盤外徑，單位為m，α為扭矩系數(shù)，α₁為支承系數(shù)，α₂為土質(zhì)系數(shù)，α₀為穩(wěn)定掘削扭矩系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的富水砂層盾構(gòu)掘進(jìn)渣土改良施工試驗(yàn)方法，其特征在于，所述

計(jì)算所得的所述刀盤扭矩為3500~4500kN·m，若所述刀盤扭矩超出上述范圍，調(diào)節(jié)所述掘進(jìn)參數(shù)和所述膨潤(rùn)土懸浮液的添加量，以使所述刀盤扭矩在上述范圍內(nèi)。