一種富水砂卵石地層盾構掘進施工渣土改良工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種富水砂卵石地層盾構掘進施工渣土改良工藝，在對富水砂卵石地層采用土壓平衡盾構在對地層渣土特性進行改良的同時進行隧道工程施工作業(yè)。包含：1)渣土改良添加劑中增加聚丙烯酰胺組分，其配比濃度為1—3％質(zhì)量百分比；2)在盾構臺車內(nèi)設置水箱，人工攪拌均勻1)渣土改良添加劑中后用水泵通過盾構機的膨潤土通道加注到刀盤前部，從而對渣土特性進行改良。本發(fā)明利用聚丙烯酰胺能使懸浮物質(zhì)通過電中和，架橋吸附，起絮凝作用；通過刀盤攪拌以及聚丙烯酰胺本身具有的物理、化學性質(zhì)，對渣土起粘合作用。從而緩解盾構掘進施工時地層坍塌速率，有效控制地面沉降。
【專利說明】
一種富水砂卵石地層盾構掘進施工渣土改良工藝

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑隧道工程施工渣土改良，特別是一種富水砂卵石地層盾構掘進施工渣土改良。

【背景技術】
[0002]土壓平衡盾構是利用安裝在盾構最前面的全斷面切削刀盤，將正面土體切削下來進入刀盤后面的貯留密封倉內(nèi)，并使倉內(nèi)具有適當壓力與開挖面水土壓力平衡，以減少盾構推進對地層土體的擾動，從而控制地表沉降，在出土時由安裝在密封倉下部的螺旋運輸機向排土口連續(xù)的將土渣排出。
[0003]富水砂卵石地層含水豐富，滲透系數(shù)大；巖體松散，無膠結(jié)，自穩(wěn)能力差，單個石塊強度高，卵石塊在地層中起骨架作用，是一種典型的力學不穩(wěn)定地層，顆粒之間的空隙大，沒有粘聚力，砂卵石地層顆粒之間點對點傳力，地層反應靈敏。刀盤旋轉(zhuǎn)切削時，地層很易破壞原來的相對穩(wěn)定或平衡狀態(tài)而產(chǎn)生坍塌，引起較大的地層損失和圍巖擾動，地面沉降反應速率快。針對富水砂卵石地層特殊性，必須對地層渣土特性進行改良，以適應土壓平衡盾構法施工。良好的渣土改良有利于控制地面沉降，并且能減輕盾構機部件磨耗，提高施工進度。目前，富水砂卵石地層盾構施工主要是依靠“泡沫試劑+氣+水”進行渣土改良，存在以下弊端:
[0004](I)該地層地下水豐富、滲透系數(shù)大，單純依靠泡沫氣壓、刀盤切削渣土建立土壓，不能滿足阻止地下水進入土倉從而減緩地層坍塌速率的要求。
[0005](2)盾構掘進施工易發(fā)生“噴涌”現(xiàn)象，影響施工安全。
[0006](3)盾構長時間停機，泡沫氣壓會在地層中散發(fā)，因此采用“泡沫+氣+水”洛土改良方法不能起到固砂、泥的作用。
[0007](4)采用“泡沫+氣+水”渣土改良方法不能滿足渣土流動性、和易性以及阻水功效，影響施工進度。
[0008]富水砂卵石地層對盾構刀盤、刀具、螺旋運輸機等主要部件磨損嚴重。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于現(xiàn)有技術的以上不足，本發(fā)明旨為富水砂卵石地層盾構法施工控制地面沉降，減輕盾構機部件磨耗，提高施工進度。具體解決如下問題:
[0010](I)減緩掘進施工中盾構刀盤擾動地層而產(chǎn)生的地層坍塌速率；
[0011](2)解決富水砂卵石地層盾構施工發(fā)生“噴涌”現(xiàn)象的問題，保障施工安全；
[0012]減輕盾構刀盤、刀具、螺旋輸送機等盾構機主要部件的磨耗。
[0013]本發(fā)明的目的是通過如下的手段實現(xiàn)的。
[0014]一種富水砂卵石地層盾構掘進施工渣土改良工藝，在對富水砂卵石地層采用土壓平衡盾構在對地層渣土特性進行改良的同時進行隧道工程施工作業(yè)。包含:1)渣土改良添加劑中增加聚丙烯酰胺組分，其配比濃度為I一3%質(zhì)量百分比；2)在盾構臺車內(nèi)設置水箱，人工攪拌均勻I)渣土改良添加劑中后用水泵通過盾構機的膨潤土通道加注到刀盤前部，從而對渣土特性進行改良。
[0015]這樣，采用本發(fā)明工藝，利用聚丙烯酰胺能使懸浮物質(zhì)通過電中和，架橋吸附，起絮凝作用；通過刀盤攪拌以及聚丙烯酰胺本身具有的物理、化學性質(zhì)，對渣土起粘合作用。從而緩解盾構掘進施工時地層坍塌速率，有效控制地面沉降。聚丙烯酰胺在中性和酸性條件下均有增稠作用，地下水不容易穿透渣土層，從而解決了富水砂卵石地層盾構施工發(fā)生“噴涌”現(xiàn)象。聚丙烯酰胺能有效地降低渣土流動時的摩擦阻力，從而減輕盾構刀盤、刀具、螺旋輸送機等主要部件的磨耗。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果可歸納為
[0017](I)利用聚丙烯酰胺能使懸浮物質(zhì)通過電中和，架橋吸附，起絮凝作用；通過刀盤攪拌以及聚丙烯酰胺本身具有的物理、化學性質(zhì)，對渣土起粘合作用。從而緩解盾構掘進施工時地層坍塌速率，有效控制地面沉降。
[0018](2)聚丙烯酰胺在中性和酸性條件下均有增稠作用，地下水不容易穿透渣土層，成功地解決富水砂卵石地層盾構施工易發(fā)生“噴涌”現(xiàn)象。
[0019](3)減輕盾構刀盤、刀具、螺旋輸送機磨損，降低設備維修、換刀風險。
[0020](4)實施簡單，成本低。
[0021 ] 掘進施工渣土變稠，成功降低渣土外運成本，保護城市環(huán)境。

【具體實施方式】
[0022]在對富水砂卵石地層采用土壓平衡盾構在對地層渣土特性進行改良的同時進行隧道工程施工作業(yè)。包含:1)渣土改良添加劑中增加聚丙烯酰胺組分，其配比濃度為I一3%質(zhì)量百分比；2)在盾構臺車內(nèi)設置水箱，人工攪拌均勻I)渣土改良添加劑中后用水泵通過盾構機的膨潤土通道加注到刀盤前部，從而對渣土特性進行改良。本發(fā)明利用聚丙烯酰胺能使懸浮物質(zhì)通過電中和，架橋吸附，起絮凝作用；通過刀盤攪拌以及聚丙烯酰胺本身具有的物理、化學性質(zhì)，對渣土起粘合作用。從而緩解盾構掘進施工時地層坍塌速率，有效控制地面沉降。
【權利要求】
1.一種富水砂卵石地層盾構掘進施工渣土改良工藝，在對富水砂卵石地層采用土壓平衡盾構在對地層渣土特性進行改良的同時進行隧道工程施工作業(yè)，其特征在于，包含:1)渣土改良添加劑中增加聚丙烯酰胺組分，其配比濃度為I一3%質(zhì)量百分比；2)在盾構臺車內(nèi)設置水箱，人工攪拌均勻I)渣土改良添加劑中后用水泵通過盾構機的膨潤土通道加注到刀盤前部，從而對渣土特性進行改良。
【文檔編號】E21D9/00GK104131817SQ201410317338
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權日:2014年7月4日
【發(fā)明者】張君, 李人憲, 徐潤澤, 杜飛龍, 王國義, 連逢逾, 張盧學, 楊亮亮, 李小波, 周雙禧, 麻俊輝, 南慶 申請人:西南交通大學, 中鐵十三局集團第二工程有限公司