本發(fā)明涉及盾構(gòu)法隧道施工，特別涉及復(fù)雜地層中土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)螺旋機(jī)起拱的處理方法。

背景技術(shù)：

1、盾構(gòu)法施工適用于各種地質(zhì)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(gòu)法施工。

2、土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在復(fù)雜地層掘進(jìn)時常因土倉底部的大塊渣石不能及時通過螺旋機(jī)排出，大塊渣石在土倉內(nèi)大量堆積并逐漸在螺旋機(jī)進(jìn)渣口頂部形成起拱現(xiàn)象。螺旋機(jī)排渣時，受形成的拱形結(jié)構(gòu)影響，土倉內(nèi)渣土不能順利下落排出，從而導(dǎo)致螺旋機(jī)排渣異常，刀盤底部被壓死，極大影響盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)效率。

3、現(xiàn)有的盾構(gòu)土倉內(nèi)土拱處理方法包括以下三種：一、螺旋機(jī)反轉(zhuǎn)反壓法通過螺旋機(jī)伸縮的方法破除倉內(nèi)石拱；二、清倉處理法則是開倉后通過進(jìn)行將倉內(nèi)渣土清除，清至螺旋機(jī)頂部后人工破壞石拱；三、倉內(nèi)注水法通過螺旋機(jī)底部預(yù)留孔接入水源，進(jìn)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(nèi)土拱，螺旋機(jī)反轉(zhuǎn)反壓破拱效果差、效率低，要經(jīng)過多次螺旋機(jī)反轉(zhuǎn)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(jìn)倉作業(yè)安全風(fēng)險高；倉內(nèi)注水法倉內(nèi)壓力不易控制，易造成倉內(nèi)壓力升高，導(dǎo)致地面發(fā)生隆起，發(fā)生管線損壞等社會影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供了一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)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(fēng)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(shù)方案為：提供了一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)渣土成拱滯排免開倉處理方法，包括以下步驟：

3、1)施工準(zhǔn)備：通過注漿隔斷土倉與盾構(gòu)間隙，使土倉內(nèi)的螺旋機(jī)起拱部位形成一個密閉的空間；

4、2)泵送粘土：往土倉內(nèi)泵送粘土狀膨潤土，粘土狀膨潤土的壓力大于螺旋機(jī)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(zhuǎn)動刀盤，直接土倉壓力恢復(fù)正常，停止轉(zhuǎn)動刀盤，恢復(fù)泵送粘土狀膨潤土，如此反復(fù)循環(huán)，直至螺旋機(jī)起拱部位被破壞。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟1)中，利用盾構(gòu)機(jī)徑向孔和管片注漿孔進(jìn)行注漿。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟1)中，在盾構(gòu)機(jī)中盾徑向孔由下而上的順序進(jìn)行注漿，在脫出盾尾的第3環(huán)管片處設(shè)置管片注漿孔進(jìn)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(jìn)一步改進(jìn)，步驟2)中，采用粘土輸送泵進(jìn)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(jìn)行泵送。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟2)中，鈉基膨潤土：水＝15：1。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟2)中，螺旋機(jī)的底部設(shè)置有預(yù)留孔，通過螺旋機(jī)底部的預(yù)留孔進(jìn)行粘土狀膨潤土泵送。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，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(jìn)一步改進(jìn)，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(fù)正常是指土倉壓力低于2.0bar。

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

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟3)中，刀盤轉(zhuǎn)動時，其轉(zhuǎn)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(nèi)形成一個密閉的空間，后在密閉空間內(nèi)通過泵送粘土狀膨潤土使土倉局部升壓，然后配合轉(zhuǎn)動刀盤的方式破壞起拱部位，從而有效地解決螺旋機(jī)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(fēng)險，提高施工安全性。

技術(shù)特征：

1.一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)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(quán)利要求1所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)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(gòu)機(jī)徑向孔和管片注漿孔進(jìn)行注漿。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)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(gòu)機(jī)中盾徑向孔由下而上的順序進(jìn)行注漿，在脫出盾尾的第3環(huán)管片處設(shè)置管片注漿孔進(jìn)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(quán)利要求1所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)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(jìn)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(jìn)行泵送。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)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(quán)利要求1所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)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(jī)的底部設(shè)置有預(yù)留孔，通過螺旋機(jī)底部的預(yù)留孔進(jìn)行粘土狀膨潤土泵送。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)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(quán)利要求1、4或5所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)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(fù)正常是指土倉壓力低于2.0bar。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)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(zhuǎn)動時，其轉(zhuǎn)速控制為0.3～0.7rpm。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)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(zhuǎn)動時，其轉(zhuǎn)速控制為0.5rpm。

技術(shù)總結(jié)
一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土倉內(nèi)渣土成拱滯排免開倉處理方法，首先通過注漿使土倉內(nèi)的螺旋機(jī)起拱部位形成一個密閉的空間，然后往土倉內(nèi)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(zhuǎn)動刀盤，直接土倉壓力恢復(fù)正常，停止轉(zhuǎn)動刀盤，恢復(fù)泵送粘土狀膨潤土，如此反復(fù)循環(huán)，直至螺旋機(jī)起拱部位被破壞。本方法能夠有效地解決螺旋機(jī)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(fēng)險，提高施工安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：林錫坤,羅昌軍,魏坤華,張遠(yuǎn)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(hù)的技術(shù)使用者：粵水電軌道交通建設(shè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21