本发明涉及盾构同步注浆技术领域，特别是涉及一种控制盾构穿越风险源时地层沉降的注浆方法。
背景技术：
盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术。盾构掘进已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。近年来随着城市地铁和城市水利建设的不断发展，盾构机在地下隧道的建设中占据主要地位，成为地下开拓隧道主要使用的机械设备，盾构机在施工推进过程中对周围土体产生扰动，在管片即将脱出盾尾时，在土体与管片之间形成90～140mm的间隙，这将导致严重的地表沉降。因此，必须通过壁后注浆充填空隙，控制地表沉降，改善隧道管片的受力状态。
根据现有的研究结果，盾尾同步注浆只能控制盾尾脱出后的地表沉降。然而，盾构穿越地层沉降控制要求严格的重大风险工程或区域时，就不能再通过壁后同步注浆恢复前期盾构施工造成的地层沉降。目前的施工方案大多是对开挖区域先行加固，然后盾构再穿越的施工。这种方案虽然相对比较安全，但必须要求能够存在加固的条件，但是由于目前城市地面及浅部地下空间资源已开发殆尽，很多盾构的重大风险区域并不存在预先加固的条件，而且预先加固大大增加了工程造价。因此，基于盾构设备及风险区域地层自身条件的变形控制技术至关重要。
因此希望有一种控制盾构穿越风险源时地层沉降的注浆方法能够改善现有盾构施工造成的地层沉降问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种控制盾构穿越风险源时地层沉降的注浆方法来克服现有技术中存在的上述问题。
为实现上述目的，本发明提供一种控制盾构穿越风险源时地层沉降的注浆方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)确定施工参数，注浆前先确定盾构机对周边土体所能提供的剪切力的大小以及注浆处竖向应力的大小从而在不影响盾构机正常推进的条件下对浆液配比进行相应调整改变其抗压强度；
(2)计算盾构机壳与开挖土体之间空隙的体积从而确定注浆量；
(3)确定注浆压力防止浆液从盾构机的刀盘处流出；
(4)在盾构隧道内进行注浆材料的混合并及时进行注浆，由于浆液初凝时间很短，因此需要将配置注浆浆液所需的材料运送至注浆处，然后在盾构隧道内进行现注现配；
(5)通过盾构机的中前盾预留的径向注浆管对盾构机外壳和土体之间的空隙进行注浆。
优选地，步骤(5)中的盾构机在到达风险区域前，所述注浆浆液从中前盾注入以填补开挖产生的盾体空隙，待注浆浆液初凝后，边推进盾构机边注浆以控制盾构通过时地层的沉降，与此同时需要及时进行壁厚同步注浆以控制盾尾脱出后地层的沉降。
优选地，所述注浆浆液的凝结时间为120s。
优选地，所述注浆浆液凝结1小时的抗剪强度在10-20Kpa之间。
优选地，所述注浆浆液凝结3小时的抗压强度为0.1Mpa。
优选地，所述注浆浆液凝结3小时的压缩模量在2Mpa。
本发明提供了一种控制盾构穿越风险源时地层沉降的注浆方法，在盾构施工过程中及时对盾构外壳与开挖地层之间的空隙进行注浆，有效地控制盾尾脱出前的底层沉降，将盾构施工后的最终沉降控制在合理范围之内。
附图说明
图1是控制盾构穿越风险源时地层沉降的注浆步骤示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”内”、“外”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明一宽泛实施例中：本发明提供一种控制盾构穿越风险源时地层沉降的注浆方法包括以下步骤：
(1)确定施工参数，注浆前先确定盾构机对周边土体所能提供的剪切力的大小以及注浆处竖向应力的大小从而在不影响盾构机正常推进的条件下对浆液配此进行相应调整改变其抗压强度；
(2)计算盾构机壳与开挖土体之间空隙的体积从而确定注浆量；
(3)确定注浆压力防止浆液从盾构机的刀盘处流出；
(4)在盾构隧道内进行注浆材料的混合并及时进行注浆，由于浆液初凝时间很短，因此需要将配置注浆浆液所需的材料运送至注浆处，然后在盾构隧道内进行现注现配；
(5)通过盾构机的中前盾预留的径向注浆管对盾构机外壳和土体之间的空隙进行注浆。
如图1所示，传统的同步注浆方式为盾尾同步注浆，盾尾同步注浆只能控制第四阶段的地表沉降。
如图1所示，遇到下穿继有线等复杂工程本发明公开的控制盾构穿越风险源时地层沉降的注浆方法是从盾构机中前部注入浆液，用于填充盾构机外壳和土体之间的全部空隙，可以控制第三和第四阶段的土体沉降，从而对满足工程需要。
通过大量的室内试验研究，为保证盾构施工的顺利进行，同时将地层沉降控制在要求范围之内，最终符合要求的浆液性质如下：
(1)浆液初凝时间，浆液凝结时间均在120s左右。
(2)浆液凝结后抗剪强度，浆液凝结1h后的抗剪强度在10～20Kpa之间。
(3)浆液凝结后的抗压强度，浆液凝结3d后的抗压强度在0.1Mpa左右。
(4)浆液凝结后的压缩模量，浆液凝结3d后的压缩模量在2Mpa左右。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。