本發(fā)明涉及盾構法隧道施工，特別涉及復雜地層中土壓平衡盾構機土倉內螺旋機起拱的處理方法。

背景技術：

1、盾構法施工適用于各種地質條件，具有施工速度快、施工效率高、施工安全性影響小、環(huán)境影響小的優(yōu)點，越來越多的隧道廣泛用于盾構法施工。

2、土壓平衡盾構機在復雜地層掘進時常因土倉底部的大塊渣石不能及時通過螺旋機排出，大塊渣石在土倉內大量堆積并逐漸在螺旋機進渣口頂部形成起拱現(xiàn)象。螺旋機排渣時，受形成的拱形結構影響，土倉內渣土不能順利下落排出，從而導致螺旋機排渣異常，刀盤底部被壓死，極大影響盾構機掘進效率。

3、現(xiàn)有的盾構土倉內土拱處理方法包括以下三種：一、螺旋機反轉反壓法通過螺旋機伸縮的方法破除倉內石拱；二、清倉處理法則是開倉后通過進行將倉內渣土清除，清至螺旋機頂部后人工破壞石拱；三、倉內注水法通過螺旋機底部預留孔接入水源，進行注水方法破壞石拱。

4、然而以上處理方法不能及時有效處理倉內土拱，螺旋機反轉反壓破拱效果差、效率低，要經(jīng)過多次螺旋機反轉且不能有效破除石拱；清倉處理法輔助措施多、耗時長、成本大、效率低、人員進倉作業(yè)安全風險高；倉內注水法倉內壓力不易控制，易造成倉內壓力升高，導致地面發(fā)生隆起，發(fā)生管線損壞等社會影響。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決上述技術問題，提供了一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，該方法具有操作方便、效果好、效率高、安全風險低、對周邊環(huán)境影響小的特點。

2、本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，所采用的技術方案為：提供了一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，包括以下步驟：

3、1)施工準備：通過注漿隔斷土倉與盾構間隙，使土倉內的螺旋機起拱部位形成一個密閉的空間；

4、2)泵送粘土：往土倉內泵送粘土狀膨潤土，粘土狀膨潤土的壓力大于螺旋機起拱部位的荷載壓力；

5、3)控制壓力：如果土倉壓力過大，停止泵送粘土狀膨潤土，然后轉動刀盤，直接土倉壓力恢復正常，停止轉動刀盤，恢復泵送粘土狀膨潤土，如此反復循環(huán)，直至螺旋機起拱部位被破壞。

6、作為本發(fā)明的進一步改進，步驟1)中，利用盾構機徑向孔和管片注漿孔進行注漿。

7、作為本發(fā)明的進一步改進，步驟1)中，在盾構機中盾徑向孔由下而上的順序進行注漿，在脫出盾尾的第3環(huán)管片處設置管片注漿孔進行注漿，管片注漿孔的位置為時鐘方向1點和11點位。

8、作為本發(fā)明的進一步改進，步驟2)中，采用粘土輸送泵進行粘土狀膨潤土泵送，粘土狀膨潤土采用鈉基膨潤土，鈉基膨潤土通過粘土輸送泵的攪拌系統(tǒng)按照鈉基膨潤土：水＝12～18：1的比例攪拌后再進行泵送。

9、作為本發(fā)明的進一步改進，步驟2)中，鈉基膨潤土：水＝15：1。

10、作為本發(fā)明的進一步改進，步驟2)中，螺旋機的底部設置有預留孔，通過螺旋機底部的預留孔進行粘土狀膨潤土泵送。

11、作為本發(fā)明的進一步改進，步驟2)中，粘土狀膨潤土的泵送壓力控制為0.4～0.5mpa。

12、作為本發(fā)明的進一步改進，步驟3)中，土倉壓力過大是指土倉壓力超過2.5bra，土倉壓力恢復正常是指土倉壓力低于2.0bar。

13、作為本發(fā)明的進一步改進，步驟3)中，刀盤轉動時，其轉速控制為0.3～0.7rpm。

14、作為本發(fā)明的進一步改進，步驟3)中，刀盤轉動時，其轉速控制為0.5rpm。

15、本發(fā)明的有益效果為：本方法通過注漿在土倉內形成一個密閉的空間，后在密閉空間內通過泵送粘土狀膨潤土使土倉局部升壓，然后配合轉動刀盤的方式破壞起拱部位，從而有效地解決螺旋機起拱排渣異常的問題，具有破拱效率高、周期短、施工成本低，操作方便的特點，此外，該方法不僅能夠確保處理過程中地面不發(fā)生隆起，減少對周邊環(huán)境的影響，而且還不需要開倉施工，能夠避免人工開倉清倉的安全風險，提高施工安全性。

技術特征：

1.一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，其特征在于包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，其特征在于：步驟1)中，利用盾構機徑向孔和管片注漿孔進行注漿。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，其特征在于：步驟1)中，在盾構機中盾徑向孔由下而上的順序進行注漿，在脫出盾尾的第3環(huán)管片處設置管片注漿孔進行注漿，管片注漿孔的位置為時鐘方向1點和11點位。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，其特征在于：步驟2)中，采用粘土輸送泵進行粘土狀膨潤土泵送，粘土狀膨潤土采用鈉基膨潤土，鈉基膨潤土通過粘土輸送泵的攪拌系統(tǒng)按照鈉基膨潤土：水＝12～18：1的比例攪拌后再進行泵送。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，其特征在于：步驟2)中，鈉基膨潤土：水＝15：1。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，其特征在于：步驟2)中，螺旋機的底部設置有預留孔，通過螺旋機底部的預留孔進行粘土狀膨潤土泵送。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，其特征在于：步驟2)中，粘土狀膨潤土的泵送壓力控制為0.4～0.5mpa。

8.根據(jù)權利要求1、4或5所述的一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，其特征在于：步驟3)中，土倉壓力過大是指土倉壓力超過2.5bra，土倉壓力恢復正常是指土倉壓力低于2.0bar。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，其特征在于：步驟3)中，刀盤轉動時，其轉速控制為0.3～0.7rpm。

10.根據(jù)權利要求9所述的一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，其特征在于：步驟3)中，刀盤轉動時，其轉速控制為0.5rpm。

技術總結
一種土壓平衡盾構機土倉內渣土成拱滯排免開倉處理方法，首先通過注漿使土倉內的螺旋機起拱部位形成一個密閉的空間，然后往土倉內泵送粘土狀膨潤土，在泵送過程中控制壓力，如果土倉壓力過大，停止泵送粘土狀膨潤土，然后轉動刀盤，直接土倉壓力恢復正常，停止轉動刀盤，恢復泵送粘土狀膨潤土，如此反復循環(huán)，直至螺旋機起拱部位被破壞。本方法能夠有效地解決螺旋機起拱排渣異常的問題，具有破拱效率高、周期短、施工成本低，操作方便的特點，此外，該方法不僅能夠確保處理過程中地面不發(fā)生隆起，減少對周邊環(huán)境的影響，而且還能夠避免人工開倉清倉的安全風險，提高施工安全性。

技術研發(fā)人員：林錫坤,羅昌軍,魏坤華,張遠輝,曾德清,魏雨,肖志國,黃志毅,黃裕杰,馬鍇,賴集怡,陳爍
受保護的技術使用者：粵水電軌道交通建設有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21