[發明專利]富水砂卵石地層盾構施工渣土改良方法及盾構施工方法

有效

• 申請號: 202110256466.8
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113062744B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 李茜;彭鑫;韋生達;龔杰;李濤
• 申請（專利權）人: 中交路橋建設有限公司;中交路橋北方工程有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 董永輝;曹素云

1.一種富水砂卵石地層盾構施工渣土改良方法，其特征在于，包括：

獲取降水井位置，計算降水井降水影響范圍，根據降水井與掌子面之間的距離初步確定渣土改良方案：

若所述距離在降水影響范圍內，采用水、膨潤土、泡沫的混合液的渣土改良方案，其中，確定水、膨潤土、泡沫的相關參數的方法，包括：

取降水影響范圍內的土樣進行篩分試驗，得到土樣中粒徑大于20mm的顆粒含量，粒徑小于0.075mm的粉鉆粒含量，大于0.075mm粒徑土樣含量，繪制級配曲線得到該土樣的不均勻系數Cu，曲率系數Cc；

分析確定在盾構掘進過程中的透水性；

選取膨潤土摻入參數和泡沫添加參數組合，分析多因素耦合作用對改良渣土性能增強作用：

(1)分析滲透系數、坍落度及攪拌機功率與膨潤土泥漿用量的關系，找到膨潤土泥漿最優用量；

(2)分析滲透系數、坍落度及攪拌機功率與泡沫注入率的關系，確定改良后的渣土的流塑性是否滿足盾構施工要求；

(3)分析滲透系數、坍落度及攪拌機功率與泡沫劑用量和膨潤土用量的關系曲線，確定最合適的添加劑用量范圍；

在富水砂卵石層泡沫的體積濃度取3％～4％，膨潤土泥漿配置質量比為1:7，分別按2％、4％、6％不同的外參比加入泡沫，按外參比6％、8％、10％加入膨潤土泥漿，取9組試樣，分別做坍落度試驗、大型直剪試驗及滲透試驗，獲得水、膨潤土、泡沫的混合液的渣土改良方案的具體參數；

若所述距離在降水影響范圍以外，采用水、泡沫的混合液的渣土改良方案；

在降水影響范圍以外的盾構施工中監測渣土中細顆粒的含量，當渣土內細顆粒含量高于40％時，調整渣土改良方案為采用水、泡沫的混合液的改良方案，當渣土內細顆粒含量低于40％時，繼續采用水、膨潤土、泡沫的混合液的渣土改良方案。

2.根據權利要求1所述的富水砂卵石地層盾構施工渣土改良方法，其特征在于，

確定所述降水影響范圍的公式為：

其中：

R——以降水井為中心的降水影響半徑；

S?w——水位降深；

H——含水層厚度；

K——滲透系數。

3.根據權利要求1所述的富水砂卵石地層盾構施工渣土改良方法，其特征在于，

所述水、膨潤土、泡沫的混合液的渣土改良方案的相關參數包括：

泡沫參數：

原液比為2.5％～3.5％；

混合液流量為20～25L/min；

空氣流量為120～150L/min；

水參數：

土艙加水量1.5～2.5m?3/環；

膨潤土參數：

刀盤注入膨潤土量為5～8m?3/環。

4.根據權利要求1所述的富水砂卵石地層盾構施工渣土改良方法，其特征在于，

所述水、泡沫的混合液的改良方案的相關參數包括：

原液比為2％～3％；

刀盤沖水量為6～8m?3/環：

土艙加水量為2～4m?3/環。

5.根據權利要求1所述的富水砂卵石地層盾構施工渣土改良方法，其特征在于，

還控制渣溫不高于35°。

6.根據權利要求1所述的富水砂卵石地層盾構施工渣土改良方法，其特征在于，

所述膨潤土的稠度在35s。

7.根據權利要求1所述的富水砂卵石地層盾構施工渣土改良方法，其特征在于，

所述細顆粒為粒徑小于等于0.075mm的顆粒。

8.根據權利要求1所述的富水砂卵石地層盾構施工渣土改良方法，其特征在于，

包括富水砂卵石地層盾構掘進方法，所述富水砂卵石地層盾構掘進方法包括以下步驟：

獲取初始端降水井位置，計算初始端降水井降水影響范圍，在初始端降水井的降水影響范圍內采用水、膨潤土、泡沫的混合液的改良方案，并進行盾構施工；

當盾構施工至掌子面超出初始端降水井的降水影響范圍，監測土體的細顆粒含量，若高于40％，則采用水、泡沫的混合液的改良方案，若低于40％，則依然采用水、膨潤土、泡沫的混合液的改良方案；

當盾構施工至掌子面進入換刀降水井的降水影響范圍，采用水、膨潤土、泡沫的混合液的改良方案；

當盾構施工至掌子面超出換刀降水井的降水影響范圍，監測土體的細顆粒含量，若高于40％，則采用水、泡沫的混合液的改良方案，若低于40％，則依然采用水、膨潤土、泡沫的混合液的改良方案；

當盾構施工至掌子面進入結束端降水井的降水影響范圍，采用水、膨潤土、泡沫的混合液的改良方案，直至盾構施工結束。