一种盾构机的泥浓式推进工法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隧道施工方法，尤其是一种盾构机的泥浓式推进工法。
【背景技术】
[0002]目前，我国大部分城市隧道建设采用土压平衡盾构施工，这种方法较为适宜于以细颗粒为主、透水性较小且扰动后易于形成塑性流动状态的地层，与泥水加压盾构相比造价也可便宜30%左右。但当盾构区间大部分段落为细颗粒土地层而局部存在渗透性较大的粗砂及砂砾石地层时，土压平衡盾构的大透水性的段落不能很好的保持开挖面的稳定，易于造成开挖面失稳坍塌以及地表塌陷等事故。如果因为局部段落出现大透水性地层而全区间采用泥水加压盾构，则会造成工程造价大幅上升。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提出一种低成本、施工质量稳定的盾构机的泥浓式推进工法。
[0004]本发明所采用的技术方案为:一种盾构机的泥浓式推进工法，包括以下步骤:
[0005]I)在泥浆发生及处理系统中添加粉末粘土以及增粘剂以调制浓泥浆，所述的粉末粘土与增粘剂搅拌混合后制成塌落度为18?22的浓泥浆；
[0006]2)在加塑剂发生及处理系统中制作加塑剂A剂和加塑剂B剂，并将加塑剂A剂23?27kg与82?85kg的水制成100L N溶剂；将加塑剂B剂8?12kg与90?94kg的水制成另一种100L M溶剂；制成的两种100L溶剂分开搅拌放置；
[0007]3)从输泥管道中将步骤I)中调制好的浓泥浆送至盾构机刀盘的端面以及外周的喷泥口喷出；
[0008]4)盾构机开始向前推进工作，掘削过程中产生的土砂与喷出的浓泥浆搅拌混合后充满刀盘土仓及挖掘面，并由刀盘土仓溢出至盾构机机体周围及隧道中已经铺设完成的管节周围形成300?400mm的渗透层润滑泥膜；
[0009]5)将步骤2)中已制成的N溶剂与M溶剂按照体积比1:1的比例通过输送管道送至盾构机机体外壁及管节周围的加塑剂喷出口混合后形成凝胶状化合物，持续润滑机体及管节；
[0010]6)刀盘前端混合后的渣土进入土仓与开挖面土体压力平衡后，通过排泥口由排泥真空阀吸引并断续排至泥石分离储泥槽；
[0011]7)刀盘开口率大，岩石层经碎石后由泥浆裹挟进入排泥口通过排泥真空阀吸引排出；
[0012]8)能搬送的大土砂通过真空泵产生负压力通过排泥管道运出坑外；不能通过真空吸引的大砂砾在坑内通过小车运出；运到坑外的土砂，通过真空管车直接运送处理。
[0013]进一步的说，本发明所述的步骤I)中增粘剂的组分包括:硅酸二钠、羧甲基钙纤维素、交联的丙烯酸类聚合物及钠盐，其中:硅酸二钠的质量百分比为5%?8%、羧甲基钙纤维素的质量百分比为3%?5%、交联的丙烯酸类聚合物的质量百分比为2%?2.5%、钠盐的质量百分比为2.4?2.5% ;所制得的浓泥浆的的比重为1.3?1.5。
[0014]再进一步的说，本发明所述的步骤2)中，所述的可塑剂A剂包括丙烯酸及耐盐性二氧化硅；其中:丙烯酸的质量百分比为I %?2%、耐盐性二氧化硅的质量百分比为5%?8% ；
[0015]所述的可塑剂B剂包括聚丙烯酰胺及聚丙烯酸钠，其中聚丙烯酰胺的质量百分比含量为5%?7%，聚丙烯酸钠的质量百分比含量为8%?10%。
[0016]本发明所述的步骤6)的排泥方式为真空运输方式。仅当经过步骤I)中搅拌后塌落度在20左右的泥浆可顺利通过后续真空排泥阀排出，实现长距离输送。
[0017]本发明所述的步骤7)的排泥方式使中岩石能经破碎后进入管内，通过管道输送碎石，减小工作量，提高效率，增加安全性。
[0018]盾构机安装有高扭矩刀盘，可以挖掘岩土层；同时可以在机内换刀头，能够对岩土层长距离推进；并且由于长距离的推进，可以有效的减少竖井的数量。
[0019]本发明在大气压作用下，对能搬送的大土砂通过真空压力运出坑外，另外，不能通过真空吸引的大砂砾在坑内通过输送车运出；而运到坑外的土砂，储存在储泥槽中通过真空管车直接运送处理。
[0020]本发明可运用于日常隧道工程施工中，包括盾构施工、盾构以及推进施工或推进施工。
[0021 ] 本发明的有益效果是:1、通过浓泥浆对挖掘面以及超挖部加压充满，形成泥膜层，可杜绝发生地表塌陷、隆起等事故，很好的提高了施工精度，成本减少；2、通过添加可塑剂，保持润滑层，有利于作长距离推进、急曲线推进以及岩石层推进；减少工作竖井，提高工作效率，节约工期各项成本；3、真空排泥方式不仅工作量小，而且安全性高，可带动隧道内强制换气，杜绝隧道内瓦斯等有害气体危害的发生。
【附图说明】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0023]图1是本发明的施工结构示意图；
[0024]图中:1、泥浆发生及处理系统；2、增粘剂；3、加塑剂发生及处理系统；4、加塑剂；5、输泥管道；6、刀盘；7、喷泥口 ；8、刀盘土仓；9、输送管道；10、加塑剂喷出口 ；11、排泥口 ；12、排泥真空阀；13、储泥槽；14、真空泵；15、排泥管道；16、小车；17、储泥罐。
【具体实施方式】
[0025]现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0026]如图1所示的结构，
[0027]实施例1
[0028]一种盾构机的泥浓式推进工法，包括以下步骤:
[0029]I)在泥浆发生及处理系统I中添加粉末粘土以及增粘剂2以调制浓泥浆，所述的粉末粘土与增粘剂搅拌混合后制成塌落度为18的浓泥浆；
[0030]增粘剂的组分包括:硅酸二钠(CAS号15457-97-3)、羧甲基钙纤维素(CAS号9050-04-8)、交联的丙烯酸类聚合物及钠盐，其中:硅酸二钠的质量百分比为5%、羧甲基钙纤维素的质量百分比为3%、交联的丙烯酸类聚合物的质量百分比为2%、钠盐的质量百分比为2.5% ;其余为水，所制得的浓泥浆的的比重为1.3?1.5。
[0031]2)在加塑剂发生及处理系统3中制作加塑剂A剂和加塑剂B剂，并将加塑剂A剂23kg与82kg的水制成100L N溶剂；将加塑剂B剂8kg与90kg的水制成另一种100L M溶剂；制成的两种100L溶剂分开搅拌放置；
[0032]其中，可塑剂A剂包括丙烯酸及耐盐性二氧化硅；其中:丙烯酸的质量百分比为1%、耐盐性二氧化硅的质量百分比为5% ;其余为水；
[0033]可塑剂B剂包括聚丙烯酰胺(CAS号9003-05-8)及聚丙烯酸钠(CAS号9033-79-8)，其中聚丙烯酰胺的质量百分比含量为5%，聚丙烯酸钠的质量百分比含量为8% ;其余为水。
[0034]3)从输泥管道5中将步骤I)中调制好的浓泥浆送至盾构机刀盘6的端面以及外周的喷泥口 ?喷出；
[0035]4)盾构机开始向前推进工作，掘削过程中产生的土砂与喷出的浓泥浆搅拌混合后充满刀盘土仓8及挖掘面，并由刀盘土仓溢出至盾构机机体周围及隧道中已经铺设完成的管节周围形成300?400mm的渗透层润滑泥膜；
[0036]5)将步骤2)中已制成的N溶剂与M溶剂按照体积比1:1的比例通过输送管道9送至盾构机机体外壁及管节周围的加塑剂喷出口 10混合后形成凝胶状化合物，持续润滑机体及管节；
[0037]6)刀盘前端混合后的渣土进入土仓8与开挖面土体压力平衡后，通过排泥口 11由排泥真空阀12吸引并断续排至泥石分离储泥槽13 ；
[0038]7)刀盘开口率大，岩石层经碎石后由泥浆裹挟进入排泥口通过排泥真空阀12吸引排出；
[0039]8)能搬送的大土砂通过真空泵14产生负压力通过排泥管道15运出坑外；不能通过真空吸引的大砂砾在坑内通过小车16运出；运到坑外的土砂，通过真空管车直接运送处理。
[0040]实施例2
[0041]一种盾构机的泥浓式推进工法，包括以下步骤:
[0042]I)在泥浆发生及处理系统I中添加粉末粘土以及增粘剂2以调制浓泥浆，所述的粉末粘土与增粘剂搅拌混合后制成塌落度为