一種盾構(gòu)機的泥濃式推進工法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隧道施工方法，尤其是一種盾構(gòu)機的泥濃式推進工法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國大部分城市隧道建設(shè)采用土壓平衡盾構(gòu)施工，這種方法較為適宜于以細顆粒為主、透水性較小且擾動后易于形成塑性流動狀態(tài)的地層，與泥水加壓盾構(gòu)相比造價也可便宜30%左右。但當(dāng)盾構(gòu)區(qū)間大部分段落為細顆粒土地層而局部存在滲透性較大的粗砂及砂礫石地層時，土壓平衡盾構(gòu)的大透水性的段落不能很好的保持開挖面的穩(wěn)定，易于造成開挖面失穩(wěn)坍塌以及地表塌陷等事故。如果因為局部段落出現(xiàn)大透水性地層而全區(qū)間采用泥水加壓盾構(gòu)，則會造成工程造價大幅上升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提出一種低成本、施工質(zhì)量穩(wěn)定的盾構(gòu)機的泥濃式推進工法。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種盾構(gòu)機的泥濃式推進工法，包括以下步驟:
[0005]I)在泥漿發(fā)生及處理系統(tǒng)中添加粉末粘土以及增粘劑以調(diào)制濃泥漿，所述的粉末粘土與增粘劑攪拌混合后制成塌落度為18?22的濃泥漿；
[0006]2)在加塑劑發(fā)生及處理系統(tǒng)中制作加塑劑A劑和加塑劑B劑，并將加塑劑A劑23?27kg與82?85kg的水制成100L N溶劑；將加塑劑B劑8?12kg與90?94kg的水制成另一種100L M溶劑；制成的兩種100L溶劑分開攪拌放置；
[0007]3)從輸泥管道中將步驟I)中調(diào)制好的濃泥漿送至盾構(gòu)機刀盤的端面以及外周的噴泥口噴出；
[0008]4)盾構(gòu)機開始向前推進工作，掘削過程中產(chǎn)生的土砂與噴出的濃泥漿攪拌混合后充滿刀盤土倉及挖掘面，并由刀盤土倉溢出至盾構(gòu)機機體周圍及隧道中已經(jīng)鋪設(shè)完成的管節(jié)周圍形成300?400mm的滲透層潤滑泥膜；
[0009]5)將步驟2)中已制成的N溶劑與M溶劑按照體積比1:1的比例通過輸送管道送至盾構(gòu)機機體外壁及管節(jié)周圍的加塑劑噴出口混合后形成凝膠狀化合物，持續(xù)潤滑機體及管節(jié)；
[0010]6)刀盤前端混合后的渣土進入土倉與開挖面土體壓力平衡后，通過排泥口由排泥真空閥吸引并斷續(xù)排至泥石分離儲泥槽；
[0011]7)刀盤開口率大，巖石層經(jīng)碎石后由泥漿裹挾進入排泥口通過排泥真空閥吸引排出；
[0012]8)能搬送的大土砂通過真空泵產(chǎn)生負壓力通過排泥管道運出坑外；不能通過真空吸引的大砂礫在坑內(nèi)通過小車運出；運到坑外的土砂，通過真空管車直接運送處理。
[0013]進一步的說，本發(fā)明所述的步驟I)中增粘劑的組分包括:硅酸二鈉、羧甲基鈣纖維素、交聯(lián)的丙烯酸類聚合物及鈉鹽，其中:硅酸二鈉的質(zhì)量百分比為5%?8%、羧甲基鈣纖維素的質(zhì)量百分比為3%?5%、交聯(lián)的丙烯酸類聚合物的質(zhì)量百分比為2%?2.5%、鈉鹽的質(zhì)量百分比為2.4?2.5% ;所制得的濃泥漿的的比重為1.3?1.5。
[0014]再進一步的說，本發(fā)明所述的步驟2)中，所述的可塑劑A劑包括丙烯酸及耐鹽性二氧化硅；其中:丙烯酸的質(zhì)量百分比為I %?2%、耐鹽性二氧化硅的質(zhì)量百分比為5%?8% ；
[0015]所述的可塑劑B劑包括聚丙烯酰胺及聚丙烯酸鈉，其中聚丙烯酰胺的質(zhì)量百分比含量為5%?7%，聚丙烯酸鈉的質(zhì)量百分比含量為8%?10%。
[0016]本發(fā)明所述的步驟6)的排泥方式為真空運輸方式。僅當(dāng)經(jīng)過步驟I)中攪拌后塌落度在20左右的泥漿可順利通過后續(xù)真空排泥閥排出，實現(xiàn)長距離輸送。
[0017]本發(fā)明所述的步驟7)的排泥方式使中巖石能經(jīng)破碎后進入管內(nèi)，通過管道輸送碎石，減小工作量，提高效率，增加安全性。
[0018]盾構(gòu)機安裝有高扭矩刀盤，可以挖掘巖土層；同時可以在機內(nèi)換刀頭，能夠?qū)r土層長距離推進；并且由于長距離的推進，可以有效的減少豎井的數(shù)量。
[0019]本發(fā)明在大氣壓作用下，對能搬送的大土砂通過真空壓力運出坑外，另外，不能通過真空吸引的大砂礫在坑內(nèi)通過輸送車運出；而運到坑外的土砂，儲存在儲泥槽中通過真空管車直接運送處理。
[0020]本發(fā)明可運用于日常隧道工程施工中，包括盾構(gòu)施工、盾構(gòu)以及推進施工或推進施工。
[0021 ] 本發(fā)明的有益效果是:1、通過濃泥漿對挖掘面以及超挖部加壓充滿，形成泥膜層，可杜絕發(fā)生地表塌陷、隆起等事故，很好的提高了施工精度，成本減少；2、通過添加可塑劑，保持潤滑層，有利于作長距離推進、急曲線推進以及巖石層推進；減少工作豎井，提高工作效率，節(jié)約工期各項成本；3、真空排泥方式不僅工作量小，而且安全性高，可帶動隧道內(nèi)強制換氣，杜絕隧道內(nèi)瓦斯等有害氣體危害的發(fā)生。
【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0023]圖1是本發(fā)明的施工結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中:1、泥漿發(fā)生及處理系統(tǒng)；2、增粘劑；3、加塑劑發(fā)生及處理系統(tǒng)；4、加塑劑；5、輸泥管道；6、刀盤；7、噴泥口 ；8、刀盤土倉；9、輸送管道；10、加塑劑噴出口 ；11、排泥口 ；12、排泥真空閥；13、儲泥槽；14、真空泵；15、排泥管道；16、小車；17、儲泥罐。
【具體實施方式】
[0025]現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0026]如圖1所示的結(jié)構(gòu)，
[0027]實施例1
[0028]一種盾構(gòu)機的泥濃式推進工法，包括以下步驟:
[0029]I)在泥漿發(fā)生及處理系統(tǒng)I中添加粉末粘土以及增粘劑2以調(diào)制濃泥漿，所述的粉末粘土與增粘劑攪拌混合后制成塌落度為18的濃泥漿；
[0030]增粘劑的組分包括:硅酸二鈉(CAS號15457-97-3)、羧甲基鈣纖維素(CAS號9050-04-8)、交聯(lián)的丙烯酸類聚合物及鈉鹽，其中:硅酸二鈉的質(zhì)量百分比為5%、羧甲基鈣纖維素的質(zhì)量百分比為3%、交聯(lián)的丙烯酸類聚合物的質(zhì)量百分比為2%、鈉鹽的質(zhì)量百分比為2.5% ;其余為水，所制得的濃泥漿的的比重為1.3?1.5。
[0031]2)在加塑劑發(fā)生及處理系統(tǒng)3中制作加塑劑A劑和加塑劑B劑，并將加塑劑A劑23kg與82kg的水制成100L N溶劑；將加塑劑B劑8kg與90kg的水制成另一種100L M溶劑；制成的兩種100L溶劑分開攪拌放置；
[0032]其中，可塑劑A劑包括丙烯酸及耐鹽性二氧化硅；其中:丙烯酸的質(zhì)量百分比為1%、耐鹽性二氧化硅的質(zhì)量百分比為5% ;其余為水；
[0033]可塑劑B劑包括聚丙烯酰胺(CAS號9003-05-8)及聚丙烯酸鈉(CAS號9033-79-8)，其中聚丙烯酰胺的質(zhì)量百分比含量為5%，聚丙烯酸鈉的質(zhì)量百分比含量為8% ;其余為水。
[0034]3)從輸泥管道5中將步驟I)中調(diào)制好的濃泥漿送至盾構(gòu)機刀盤6的端面以及外周的噴泥口 ?噴出；
[0035]4)盾構(gòu)機開始向前推進工作，掘削過程中產(chǎn)生的土砂與噴出的濃泥漿攪拌混合后充滿刀盤土倉8及挖掘面，并由刀盤土倉溢出至盾構(gòu)機機體周圍及隧道中已經(jīng)鋪設(shè)完成的管節(jié)周圍形成300?400mm的滲透層潤滑泥膜；
[0036]5)將步驟2)中已制成的N溶劑與M溶劑按照體積比1:1的比例通過輸送管道9送至盾構(gòu)機機體外壁及管節(jié)周圍的加塑劑噴出口 10混合后形成凝膠狀化合物，持續(xù)潤滑機體及管節(jié)；
[0037]6)刀盤前端混合后的渣土進入土倉8與開挖面土體壓力平衡后，通過排泥口 11由排泥真空閥12吸引并斷續(xù)排至泥石分離儲泥槽13 ；
[0038]7)刀盤開口率大，巖石層經(jīng)碎石后由泥漿裹挾進入排泥口通過排泥真空閥12吸引排出；
[0039]8)能搬送的大土砂通過真空泵14產(chǎn)生負壓力通過排泥管道15運出坑外；不能通過真空吸引的大砂礫在坑內(nèi)通過小車16運出；運到坑外的土砂，通過真空管車直接運送處理。
[0040]實施例2
[0041]一種盾構(gòu)機的泥濃式推進工法，包括以下步驟:
[0042]I)在泥漿發(fā)生及處理系統(tǒng)I中添加粉末粘土以及增粘劑2以調(diào)制濃泥漿，所述的粉末粘土與增粘劑攪拌混合后制成塌落度為