低温带压开仓方法技术

本发明专利技术公开了一种低温带压开仓方法，包括以下步骤：盾构机的盾体间隙填充、管片壁后止水环的制作、布置监测点、确定稳定开仓气压P、泥膜制作、土仓内空气温度控制及泥膜养护、带压换刀。通过改良护壁泥膜的配方和工艺以提高泥浆渗透范围，在泥膜壁后方形成有效支撑结构，提高覆土承压能力。本发明专利技术还采用土仓内温度调节系统控制土仓内温度以养护泥膜，增强泥膜的持久性，避免高温对护壁泥膜的不利影响，同时还给换刀人员创造了舒适的换刀条件，提高换刀施工效率，降低施工安全风险和施工成本。本发明专利技术能够增强泥膜护壁性能，有效的解决盾构机在浅埋富水砂层下带压开仓覆土易击穿、泥膜持久性差等难题。此发明专利技术用于隧道施工技术领域。域。

【技术实现步骤摘要】
低温带压开仓方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，特别涉及一种低温带压开仓方法。

技术介绍

[0002]盾构法隧道施工，面对的是地下复杂的地质环境，一般情况下，当出现参数异常、刀具磨损时，可以采取直接常压开仓方式处理，安全风险小，时间短。但在自稳性较差、渗透性较大的特殊地层环境条件下，出现必须要进仓作业的情况，则要采取针对性措施。目前，盾构带压开仓运用越来越多，相较于现行的填仓法和冷冻法，在浅埋地层中建立泥膜带压开仓法具有较大的工期和经济成本优势，但在浅埋砂层复杂地层条件下采取带压开仓方式的实践运用并不多见，在浅埋条件下如何有效保压、保持覆土稳定是关键，富水砂层中保持泥膜的气密性和持久性是难点。
[0003]根据现有文献显示，在我国南方大部分城市，地铁隧道盾构施工经常会使工作面附近作业区域的温度达到40℃以上。在一些小断面盾构施工作业区域，夏天的环境温度甚至高达50℃左右，而环境相对湿度可高达90％以上，通过通风管道压入工作区域的新鲜空气时常在35℃以上。由此可见，盾构设备在施工过程中会产生大量的热，隧道环境尚且如此，在带压开仓作业中土仓内的密闭、高压、高温、高湿环境可想而知。
[0004]随着新技术的推广应用，机械效能在提升，能量损失在降低，以及盾构洞径的扩大使得盾构隧道施工的温度环境在逐步改善。盾构隧道环境虽有改善，但带压开仓时的闷热难耐依然是困扰更换刀具的难题，工人在高压、密闭、高温、高湿环境下作业，直接影响工人工作状态和换刀效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本专利技术的一些实施例提供了一种低温带压开仓方法，能够有效的增强泥膜的护壁性能，以保持覆土稳定。
[0006]根据本专利技术实施例的低温带压开仓方法，包括以下步骤：
[0007]盾构机的盾体间隙填充：通过盾体径向注入孔在盾体的四周注入膨润土泥浆以填充所述盾体的间隙；
[0008]管片壁后止水环的制作：对管片壁后二次注浆用以进行系统注浆封闭，确保管片壁后填充密实，形成封闭止水环，其中，注入的浆液为第一浆液；
[0009]布置监测点：在开仓里程现有地面加密布置地面监测点，以及时准确的了解地表沉降情况；
[0010]确定稳定开仓气压P：软土层静水压力掌子面的稳定开仓气压P计算公式如下：
[0011]P＝Pw+Pr
[0012]式中：Pw为隧道上方的覆土压力，Pr为压力调整值；
[0013]泥膜制作：针对开挖掌子面地层扩散系数分析，配比两组不同粘稠度的膨润土浆
体，向土仓注入所述膨润土浆体以置换渣土，通过多次的注入泥浆以分级进行加压；
[0014]土仓内空气温度控制及泥膜养护：盾构机上安装有土仓温度控制系统，以对空压机出来的压缩气体进行降温，保压时启动所述土仓温度控制系统，土仓内安装有温度传感器，所述温度传感器与所述土仓温度控制系统连接，以控制所述土仓内的空气温度；
[0015]带压换刀。
[0016]基于上述技术方案，本专利技术实施例至少具有以下有益效果：本专利技术实施例针对开挖掌子面地层扩散系数分析，配比两组不同粘稠度的膨润土浆体，可以提高泥浆渗透范围，形成有效的支撑结构，提高覆土的承压能力，本专利技术实施例采用土仓内温度调节系统控制土仓内温度，以使土仓温度满足泥膜养护条件，能够增强泥膜的护壁性和持久性，避免高温对护壁泥膜的不利影响，同时土仓内的温度能够提供一个舒适的工作环境，能够有效提高操作人员的工作效率。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述土仓内还安装有湿度传感器，所述湿度传感器与所述土仓温度控制系统连接，所述土仓温度控制系统还与加湿器连接，以控制所述土仓内的湿度。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述土仓内的空气温度为22℃至24℃，所述土仓内的湿度为75％。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述第一浆液的质量配比为水泥：粉煤灰：膨润土：水＝1； 1.5：0.9375：1.875。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述膨润土浆体的配制流程为：
[0021]称重膨润土；
[0022]加入适量的水，充分搅拌均匀；
[0023]剪切泵剪切；
[0024]泵送至压浆台车的浆罐静置一段时间；
[0025]注入渣土仓。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述膨润土浆体为纳基膨润土浆体，两组不同粘稠度的所述膨润土浆体的配合比分别为：A组膨润土浆体，纳基膨润土：水＝1：12；B组膨润土浆体，纳基膨润土：水＝1：10。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，通过少量多次的注入泥浆以分三级进行加压，所述三级分别为第一级：1.4bar至1.6bar，第二级：1.6bar至1.8bar和第三级：1.8bar至2.0bar。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述第一级和所述第二级加压过程中，注入所述A组膨润土浆体以加压，刀盘转速为1.0r/min至1.6r/min，以提高膨润土渗透范围，动态稳压2小时，所述第三级加压过程中，注入所述B组膨润土浆体以加压，刀盘转速为0.2r/min至0.5r/min，动态稳压3小时。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，在所述第三级加压过程中，盾体后退6cm至8cm，以确保膨润土在掌子面位置形成泥墙，从而保证掌子面的稳定。
[0030]根据本专利技术的一些实施例，每次加压的同时转动刀盘，所述第三级加压过程中刀盘固定往一个方向转动，以确保掌子面位置形成加厚泥膜。
[0031]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0032]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步地说明；
[0033]图1为本专利技术实施例超前加固的主视图；
[0034]图2为本专利技术实施例超前加固的左视图；
[0035]图3为本专利技术实施例的盾构机工作环境示意图；
[0036]图4为本专利技术实施例的砂层中膨润土渗透结构示意图；
[0037]图5为本专利技术实施例的盾构土仓温度环境示意图。
[0038]附图标记：盾构机100，刀盘110，前中盾120，盾尾130，超前注入孔140，土仓150，径向注入孔160，加固钻杆200，加固区域300，砂层400，岩层500，泥浆渗透层600，加厚泥膜700，盾体外周扰动间隙800。
具体实施方式
[0039]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0040]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低温带压开仓方法，其特征在于，包括以下步骤：盾构机的盾体间隙填充：通过盾体径向注入孔在盾体的四周注入膨润土泥浆以填充所述盾体的间隙；管片壁后止水环的制作：对管片壁后二次注浆用以进行系统注浆封闭，确保管片壁后填充密实，形成封闭止水环，其中，注入的浆液为第一浆液；布置监测点：在开仓里程现有地面加密布置地面监测点，以及时准确的了解地表沉降情况；确定稳定开仓气压P：软土层静水压力掌子面的稳定开仓气压P计算公式如下：P＝Pw+Pr式中：Pw为隧道上方的覆土压力，Pr为压力调整值；泥膜制作：针对开挖掌子面地层扩散系数分析，配比两组不同粘稠度的膨润土浆体，向土仓注入所述膨润土浆体以置换渣土，通过多次的注入泥浆以分级进行加压；土仓内空气温度控制及泥膜养护：盾构机上安装有土仓温度控制系统，以对空压机出来的压缩气体进行降温，保压时启动所述土仓温度控制系统，土仓内安装有温度传感器，所述温度传感器与所述土仓温度控制系统连接，以控制所述土仓内的空气温度；带压换刀。2.根据权利要求1所述的低温带压开仓方法，其特征在于：所述土仓内还安装有湿度传感器，所述湿度传感器与所述土仓温度控制系统连接，所述土仓温度控制系统还与加湿器连接，以控制所述土仓内的湿度。3.根据权利要求2所述的低温带压开仓方法，其特征在于：所述土仓内的空气温度为22℃至24，所述土仓内的湿度为75％。4.根据权利要求1所述的低温带压开仓方法，其特征在于：所述第一浆液的质量配比为水泥：粉煤灰：膨润土：水＝1；1.5：0.9...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄春雷，赵兴辰，周然，柏世良，李正严，曾宪锋，欧阳振兴，唐毅，刁远香，
申请(专利权)人：广东水电二局股份有限公司，
类型：发明
国别省市：