砂卵石地层矩形盾构顶掘土压平衡建立施工方法与流程

文档序号:12351344阅读:来源:国知局

技术特征:

1.砂卵石地层矩形盾构顶掘土压平衡建立施工方法,其特征在于:包括以下步骤:

a)、对于砂卵石地层土体的分析,所述砂卵石地层包括卵石层和砂土层,所述卵石层的土体中,稍密卵石层的卵石含量为55%~60%,粒径为3 mm~5mm,中密卵石层的卵石含量为60%~70%,粒径为4 mm~5mm,密实卵石层的卵石含量大于70%,粒径为5 mm~8mm;所述砂土层的土体中,细砂层的层厚为1.5m~2.7m,中砂层的层厚为0.8m~1.1m,所述细砂层和中砂层均由长石、石英及砂岩的硬质颗粒组成;

b)、针对上述砂卵石地层的特有组成结构,制备黏土,所述黏土由钙基膨润土、聚丙烯酰胺以及水组成,其中钙基膨润土的质量百分比为60%~65%,聚丙烯酰胺的质量百分比为0.3%~0.6%,其余为水;

c)、在矩形盾构顶掘机掘进过程中,上述制备的黏土通过混凝土管节上预留的置换注浆孔以及盾构顶掘机盾壳上的预留孔注入地层,注入的范围包括盾构顶掘机自身及其后方混凝土管节,盾构顶掘机通过前盾和盾壳顶部的预留孔注入,后方混凝土管节通过置换注浆孔注入,所述黏土根据土压力传感器和路面沉降情况,确定注入位置和注入量。

2.根据权利要求1所述的砂卵石地层矩形盾构顶掘土压平衡建立施工方法,其特征在于:在所述步骤c)中,通过顶推油缸将放置于始发架上的混凝土管节顶入地层中,在所述混凝土管节上、沿其径向设置有多个置换注浆孔,所述多个置换注浆孔沿混凝土管节周向按一定间距分布,所述置换注浆孔贯穿混凝土管节的内、外侧环面,在所述混凝土管节被顶入过程中,所述黏土通过通道内的打土泵将上述制备的黏土经与置换注浆孔连接的管路注入到混凝土管节外周的地层。

3.根据权利要求2所述的砂卵石地层矩形盾构顶掘土压平衡建立施工方法,其特征在于:在新的混凝土管节拼装完成之后,正常掘进开始之前,如果土压力值无法达到正常掘进的要求,则需要从盾构顶掘机的前盾预留孔中向相应的位置注入黏土,在掘进过程中每出一次渣,观察土压力值是否达到土压平衡的条件,再决定是否注入黏土,每次注入黏土量由土压传感器显示的数值决定,注入黏土直到达到土压平衡的条件。

4.根据权利要求3所述的砂卵石地层矩形盾构顶掘土压平衡建立施工方法,其特征在于:所述矩形盾构顶掘机始发前,在洞门处设置有始发前土压平衡建立系统,所述始发前土压平衡建立系统包括洞门密封装置(1)和洞门填仓孔(2),所述洞门密封装置(1)设置在洞门(3)的洞口边缘部分,所述洞门填仓孔(2)设置在洞门环梁(4)内,且所述洞门填仓孔(2)的进口端位于洞门(3)外上方,其出口端位于洞内,在矩形盾构顶掘机始发前,所述矩形盾构顶掘机的前端部置于洞门(3)内,所述矩形盾构顶掘机的壳体与洞门密封装置(1)紧密配合,使所述矩形盾构顶掘机的壳体与周围地层之间以及开挖掌子面与土仓之间的空隙形成相对密封状态,通过洞门填仓孔(2)注入黏土填充所述空隙而建立土压。

5.根据权利要求4所述的砂卵石地层矩形盾构顶掘土压平衡建立施工方法,其特征在于:在所述洞门填仓孔(2)内设置有灌注管,通过所述灌注管向洞内注入黏土,在所述灌注管与洞门填仓孔(2)之间的环隙内填充有密封件进行封堵。

6.根据权利要求4或5所述的砂卵石地层矩形盾构顶掘土压平衡建立施工方法,其特征在于:所述洞门密封装置(1)包括预埋钢板(5)、橡胶板(6)以及压板(7),所述预埋钢板(5)设置在洞门环梁(4)内,若干块橡胶板(6)沿洞口边缘布置构成帘布式结构,每个橡胶板(6)的外端部通过压板(7)与预埋钢板(5)连接固定,所述橡胶板(6)的内端部向内侧延伸,所述若干块橡胶板(6)形成的开口尺寸小于洞门(3)的洞口尺寸,当所述矩形盾构顶掘机的前端部置于洞门(3)内时,所述橡胶板(6)的内端部沿矩形盾构顶掘机运行方向弯折,并与矩形盾构顶掘机的壳体配合形成密封。

7.根据权利要求6所述的砂卵石地层矩形盾构顶掘土压平衡建立施工方法,其特征在于:在所述压板(7)上设置有折页式密封压板,所述折页式密封压板包括固定连接在压板(7)上的固定板(8)以及与固定板(8)铰接的翻板(9),所述翻板(9)位于橡胶板(6)向内侧延伸段的外侧面,当所述矩形盾构顶掘机的前端部置于洞门(3)内时,所述翻板(9)沿矩形盾构顶掘机运行方向弯折,并将弯折的橡胶板(6)压住,以使橡胶板(6)在受到洞内黏土外流压力时而不会外翻。

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