一种盾构掘进的加工方法
【专利摘要】本发明涉及一种盾构掘进的加工方法，该方法利用盾构机在地下进行穿越施工，根据盾构机顶管与建筑物的距离将穿越段进行分阶段划分，在穿越中阶段，盾构机的掘进速度控制在0.5～1.5cm/min，减少土体扰动，以每20cm为一掘进单元，通过盾构机的液压系统增设节流阀，控制千斤顶油量，保持掘进速度的稳定，增设冷却系统防止油温过高。与现有技术相比，本发明可以根据地面沉降监测信息的反馈，精确测定地层的变形，及时调整水土压力和泥浆比重，从而科学合理的设置泥浆压力值及相应的推进速度等参数。
【专利说明】一种盾构掘进的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及盾构掘进领域，尤其是涉及一种盾构掘进的加工方法。
背影技术
[0002]目前在电力隧道式施工作业时，在施工前期应详细了解工程影响范围内的地下障碍物、地下构筑物及地下管线等的信息，制定相应的施工控制措施及应急预案，以便在穿越施工时针对实际情况加强施工控制，避免因施工扰动过大引起的工程事故。应对工程影响范围内的道路、交通流量、地面建(构)筑物及文物等进行详细地了解，根据环境保护要求建立穿越施工中的建(构)筑物分级分阶段预警体系，对需要加固或基础托换的建(构)筑物做详细的调查，必要时应作鉴定，并提前做好施工方案，其中防水密封是极为重要的一个环节，对于整个隧道的施工情况起决定性的作用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0005]一种盾构掘进的加工方法，该方法利用盾构机在地下进行穿越施工，根据盾构机顶管与建筑物的的距离将穿越段进行分阶段划分，
[0006]距离建筑物200m-50m时为穿越前阶段,距离建筑物50m_机头脱离建筑物IOm为穿越中阶段，机头脱离建筑物IOm?机头脱离建筑物IOOm为穿越后阶段，
[0007]在穿越中阶段，盾构机的掘进速度控制在0.5?1.5cm/min，减少土体扰动，以每20cm为一掘进单元，通过盾构机的液压系统增设节流阀，控制千斤顶油量，保持掘进速度的稳定，增设冷却系统防止油温过高。
[0008]盾构机在穿越中阶段的土仓压力控制在主动土压力的1.5?1.8倍，，总顶力控制在被动土压力的0.8?0.9。
[0009]盾构机在穿越中阶段的刀盘速率要使正面土体控制在半切削、半挤压状态。
[0010]盾构机在穿越中阶段的顶进速度要与出土量保持平衡。
[0011]盾构机的出口处的注浆压力达到静止土压力的1.5?1.8倍，注浆量达到注浆间隙的140%?200%ο
[0012]在穿越中阶段增设预埋注浆管，盾构穿越后对该区段隧道周围土体进行加固，使加固后的土体有良好的均匀性和较小的渗透系数，加固土体强度为0.2?0.3MPa。
[0013]与现有技术相比，本发明可以根据地面沉降监测信息的反馈，精确测定地层的变形，及时调整水土压力和泥浆比重，从而科学合理的设置泥浆压力值及相应的推进速度等参数，同时根据地面荷载的情况，重新计算水土压平衡设定值，并根据地面隆沉值加以调整，便顶管据苏推进，防止超挖和欠挖，以减少对土体的扰动。
【具体实施方式】[0014]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0015]实施例
[0016]盾构(顶管)下穿越施工扰动受推进速度、注浆量、注浆压力、正面稳定性、纠偏量等多种因素综合影响，合理选定施工参数对减小土体扰动有重要意义。
[0017]地下穿越施工时，根据盾构(顶管)与建筑物的距离关系将穿越段进行阶段性划分，主要分为穿越前(距离穿越目标200?50m)、穿越中(距离穿越目标50m?机头脱离穿越目标IOm)和穿越后(机头脱离穿越目标IOm?机头脱离穿越目标100m)三个阶段。当盾构(顶管)距离穿越建(构)筑物30m时，进入试穿越阶段。
[0018]盾构(顶管)在推进至试穿越阶段时，适当放慢推进速度，使盾构(顶管)匀速慢速施工，掘进速度控制在0.5?1.5cm/min，减少土体扰动。以每20cm为一施工段，盾构(顶管)每推进20cm后分析总结施工数据，再一次确定新的施工参数来指导施工。盾构掘进速度可通过盾构机的液压系统增设节流阀，控制千斤顶油量，进而使速度稳定在低速，同时增设冷却系统防止油温过高。
[0019]盾构掘进时，要合理调整优化施工参数:
[0020](I)将土仓压力控制在主动土压力的1.5?1.8倍，略小于被动土压力。总顶力控制在被动土压力的0.8?0.9。
[0021](2)确保盾构比较匀速地穿越加固区，同时保证刀盘对加固土体进行充分切削。掘进速度可通过盾构机的液压系统增设节流阀，控制千斤顶进油量，进而使速度稳定在低速，同时增设冷却系统防止油温过高。盾构推进施工要根据监测情况做必要的调整，如必要时可推进10?30cm,然后暂停10?20min,再推进10?30cm,依次组织施工以便更好地控制沉降。
[0022](3)刀盘转速不宜过快，如果盾构机的开口率在40%?50%时，刀盘速率要使正面土体在半切削、半挤压状态，转速越快，对四周土体的扰动范围越大。
[0023](4)顶进速度要与出土量保持平衡，即出土量不能时少时多。
[0024](5) 土压力设定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况、前段隧道施工情况以及监测数据进行合理调整。严格控制出土量，防止超挖和欠挖，根据地面及隧道内监测结果合理调整出土量，并根据数据进行不断的调整。盾构掘进要保持开挖面稳定还必须通过计算来合理设定平衡压力值。
[0025](6)要严格控制同步注浆量，确保浆液填充盾尾管片与土体间的建筑空隙，注浆压力和注浆量的控制应根据推进时的监测数据动态控制，同步注浆采用可硬性浆液，做到顶进与珠江同步进行。注浆量一定要能够填充管片外径与盾构机外径之间的环间间隙。出口处的注浆压力达到静止土压力的1.5?1.8倍。注浆量达到注浆间隙的140%?200%。
[0026](7)严格控制管片拼装工序。管片拼装时用足千斤顶，决不允许可用千斤顶闲置。在盾构推进结束后回缩的千斤顶应尽可能的少，满足管片拼装即可，管片拼装完毕及时顶上相应千斤顶，以减少千斤顶回缩过多前方压力损失过大造成盾构机后退，而引起较大扰动，地面出现过大沉降。油压要达到顶进油压的80%或达到盾构机未安装管片时的姿态(即恢复原来千斤顶的形成)。拼装完毕后及时调整千斤顶的顶力，防止盾构姿态发生突变。
[0027](8)管片全部安装好后，需重新测量盾构机姿态与千斤顶行程，如果发现千斤顶行程小于安装前行程，必须在下一环顶进时，直到千斤顶行程达到原来的行程时才能出土，也就是在安装管片过程中，千斤顶不能有回缩现象。
[0028](9)在穿越过程中的管片增设预埋注浆管，盾构穿越后对该区段隧道周围土体进行加固，使加固后的土体有良好的均匀性和较小的渗透系数，加固土体强度为0.2?
0.3MPa。在盾构机支承环上方开孔设置注浆管路，必要时使用该管路注浆，以减小扰动。
[0029]一般认为土体渗透系数是控制注浆量的主要因素(控制在建筑间隙的1.5倍)，但在含水量较大的粘土中顶进，土质较软，管外壁建筑间隙在注浆压力作用下将增大，实际注浆量浆远大于1.5倍，同时本区间存在曲线段，故同步注浆量设定为6?8倍，直线段补浆量为建筑间隙的2倍。
[0030]在施工穿越过程中，在确保正面沉降控制良好的情况下，尽可能匀速、直线通过，减少纠偏量和纠偏次数。推进时不急纠、不猛纠，多注意观察管片(管道)与盾壳(机头)的间隙，相对区域油压的变化量随出土箱数和千斤顶行程逐渐变化。
[0031]顶管推进时，根据地面沉降监测信息的反馈，精确测定地层的变形，及时条真会过水土压力和泥浆比重，从而科学合理的设置泥浆压力值及相应的推进速度等参数，同时根据地面荷载的情况，重新计算水土压平衡设定值，并根据地面隆沉值加以调整，使顶管据苏推进，防止超挖和欠挖，以减少对土体的扰动。
【权利要求】
1.一种盾构掘进的加工方法，该方法利用盾构机在地下进行穿越施工，根据盾构机顶管与建筑物的的距离将穿越段进行分阶段划分，距离建筑物200m-50m时为穿越前阶段，距离建筑物50m_机头脱离建筑物IOm为穿越中阶段，机头脱离建筑物IOm?机头脱离建筑物IOOm为穿越后阶段，其特征在于，在穿越中阶段，盾构机的掘进速度控制在0.5?1.5cm/min,减少土体扰动，以每20cm为一掘进单元，通过盾构机的液压系统增设节流阀，控制千斤顶油量，保持掘进速度的稳定，增设冷却系统防止油温过高。
2.根据权利要求1所述的一种盾构掘进的加工方法，其特征在于，所述的盾构机在穿越中阶段的土仓压力控制在主动土压力的1.5?1.8倍，，总顶力控制在被动土压力的0.8 ?0.9。
3.根据权利要求1所述的一种盾构掘进的加工方法，其特征在于，所述的盾构机在穿越中阶段的刀盘速率要使正面土体控制在半切削、半挤压状态。
4.根据权利要求1所述的一种盾构掘进的加工方法，其特征在于，所述的盾构机在穿越中阶段的顶进速度要与出土量保持平衡。
5.根据权利要求1所述的一种盾构掘进的加工方法，其特征在于，所述的盾构机的出口处的注浆压力达到静止土压力的1.5?1.8倍，注浆量达到注浆间隙的140%?200%。
6.根据权利要求1所述的一种盾构掘进的加工方法，其特征在于，在穿越中阶段增设预埋注浆管，盾构穿越后对该区段隧道周围土体进行加固，使加固后的土体有良好的均匀性和较小的渗透系数，加固土体强度为0.2?0.3MPa。
【文档编号】E21D9/08GK103437774SQ201310364204
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】蔡钧, 陆小龙, 金永祥 申请人:国家电网公司, 国网上海市电力公司, 上海市区供电设计有限公司