[發明專利]一種地鐵工程軟土地層土壓平衡盾構施工方法

有效

• 申請號: 202110040094.5
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112855188B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 伍世龍;王軍;趙亮;趙參;崔萬鵬
• 申請（專利權）人: 中鐵廣州工程局集團有限公司;中鐵廣州工程局集團城軌工程有限公司
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/12;E21D11/10
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 牟建鑫

本申請公開一種地鐵工程軟土地層土壓平衡盾構施工方法，盾構機刀盤整體開口率為50%，開口在整個盤面均勻分布，避免在中掘進產生泥餅；盾構機出土口設置2個閘門，交替開啟以降低噴涌壓力，配置2臺膨潤土泵用于渣土改良，兩臺泵可通過單獨管路注入刀盤前部，也可一路注入洞殼外。使用合適的渣土改良劑、材料配比，優化渣土改良效果，如采用高分子聚合物等進行渣土改良，較傳統泡沫渣土改良方式，提升了渣土的凝聚性、和易性，有效控制了土壓盾構在富水軟土地層中噴涌情況的發生，具有施工質量高、施工進度快、施工安全對地面影響小的特點。

技術領域

本申請涉及地鐵施工領域，更具體地說，它涉及一種地鐵工程軟土地層土壓平衡盾構施工方法。

背景技術

今盾構法施工在地鐵建設中已得到廣泛應用,富水軟弱地層淺覆土、富水砂卵石地層盾構施工技術日趨成熟,而深厚富水軟土地層的盾構施工技術研究較匱乏。盾構同時穿越淤泥質土層淤、泥質粉細砂、粉細砂等深厚富水軟土層一直是施工中的難點，若盾構施工控制不當容易引起螺旋排土器噴涌、噴發，會導致開挖面壓力控制不當引起地面沉降，甚至塌陷等情況。

發明內容

為了避免了可能出現的地面隆起、塌陷、噴涌等事故而造成的事故處理以及工期延后的經濟損失，具有很強的經濟效益，本申請提供一種地鐵工程軟土地層土壓平衡盾構施工方法。

本申請提供的一種地鐵工程軟土地層土壓平衡盾構施工方法，

一、盾構機選型：

(1)盾構機出土口設置2個閘門，交替開啟以降低噴涌壓力；預留了膨潤土和高分子聚合物注入接口；設置有保壓泵接口

(2)配置2臺膨潤土泵用于渣土改良，兩臺泵可通過單獨管路注入刀盤前部，也可一路注入洞殼外；

(3)選擇10°的小傾角皮帶機；

(4)。盾體周向共設計10個超前注漿孔，其中上部6根，下部4根，前盾隔板設有7個水平超前注漿孔；可對開挖面前方進行超前注漿進行地質加固。

二、盾構始發及掘進。

(1)盾構機始發姿態前盾“抬頭”25-35mm，尾盾“抬頭”8-12mm，始發基座呈相對線路增加2-4‰的上坡，以保持盾構機向上運動的趨勢；

(2)在洞門內鋪設兩根短導軌，做為始發架軌道的延伸

(3)負環管片在脫出盾尾的過程中，在管片與托架間采用木楔楔緊，同時，每環管片用1道鋼絲繩環向箍緊；

(4)始發前在盾構機中盾與尾盾兩側焊接防滾動扭轉鋼板，操作人員及時通過左右旋轉刀盤轉向調整，刀盤滾動角控制在±3以內；

三、盾構試掘進：沿盾構推進軸線和與軸線垂直的橫向斷面，布設地表變形測量標志點，施工時跟蹤測量地面的沉降變形，并分析調整推進推力、推進速度、盾構正面土壓力、推進坡度以及壓漿壓力、數量等施工參數以使地表變形控制在最小范圍內，從而為下階段盾構正常推進取得優化的施工參數；

四、盾構正常掘進

(1)土倉壓力值P的選定，土倉壓力值P的選定。P值應能與地層土壓力和靜水壓力相抗衡，設刀盤中心地層靜水壓力、土壓力之和為P0，則P＝K×P0，K取1.0～1.3；

(2)土倉壓力P的保持，通過維持開挖土量與排土量的平衡；同步注漿：根據增大同步注漿量，地層變化調整同步注漿配合比，在軟弱富水地層中，加大同步注漿量至6.5～7.3m³，縮短漿液初凝時間至4h，及時填充隧道與管片的間隙；

(3)二次注漿：在盾構管片脫出盾尾后5環及時安排進行二次注漿，二次注漿采用雙液漿，初凝時間控制在20～48s；