[发明专利]黄土地层地铁隧道土压平衡盾构施工方法

权利要求书

1.一种黄土地层地铁隧道土压平衡盾构施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、盾构掘进施工：采用土压平衡盾构机，由前至后对所施工地铁隧道进行盾构掘进施工；盾构掘进施工过程中，严格控制盾构螺旋出土、盾尾密封以及同步注浆与二次注浆的施工质量；

盾构掘进施工过程中，掘进速度不大于10cm/min，所述土压平衡盾构机在掘进中的推力不大于15000KN，且所述土压平衡盾构机的土仓内部压力维持在1bar～2bar；所述土压平衡盾构机的刀盘为辐条面板型刀盘，刀盘开口率为40%～70%，且刀盘转速不大于1.5rpm；

盾构掘进施工完成一环且将所述土压平衡盾构机推进的同时，进行同步注浆，且所用同步注浆浆液由水泥、粉煤灰、细砂、膨润土和水均匀混配而成；所述同步注浆浆液的水胶比为0.75～0.92，胶砂比为0.5±0.05，膨润土与细砂的重量比为1∶18～1∶22，水泥与粉煤灰的重量比为1∶0.9～1∶3.1；同步注浆过程中，注浆压力为0.2MPa～0.3MPa，且盾构掘进一环的注浆量不小于2.5m³，盾构管片环宽为1.5m；

同步注浆结束后进行二次注浆时，所用二次注浆浆液为由水泥浆和水玻璃组成的双液浆；且二次注浆过程中，注浆压力为0.3MPa～0.6MPa；

步骤二、盾构管片拼装施工：步骤一中盾构掘进施工完成一环后，按照常规管片拼装衬砌施工工艺进行盾构管片拼装施工；不断循环，直至完成所施工地铁隧道的全部施工过程。

2.按照权利要求1所述的黄土地层地铁隧道土压平衡盾构施工方法，其特征在于：步骤一中盾构掘进施工过程中，还需对所述土压平衡盾构机各掘进位置所处地层的地质进行预先勘测，并根据地质勘测结果，对当前掘进位置处所述土压平衡盾构机的正面土体进行改良；当勘测到当前掘进位置处所处地层为新黄土、老黄土或古土壤地层时，采用所述刀盘对正面土体进行全断面切削过程中，采用注水方式对正面土体进行改良，且盾构掘进一环的注水量为4m³～6m³；当勘测到当前掘进位置处所处地层为砂层、夹砂层或粉质粘土地层时，采用注入Na基膨润土浆液的方式对正面土体进行改良，且盾构掘进一环的注浆量为4m³～8m³；所述Na基膨润土浆液由Na基膨润土和水按照1∶10±1的质量比均匀配制而成。

3.按照权利要求1或2所述的黄土地层地铁隧道土压平衡盾构施工方法，其特征在于：步骤一中进行同步注浆时，根据公式计算盾构掘进一环的理论注浆量Q，式中λ=1.5～2，D为所述土压平衡盾构机的开挖直径，d为盾构管片外径，l为盾构管片环宽且其为1.5m；之后，结合计算得出的理论注浆量Q和注浆率c，换算得出盾构掘进一环的实际注浆量，其中实际注浆量=c×Q，c=120%～180%。

4.按照权利要求1或2所述的黄土地层地铁隧道土压平衡盾构施工方法，其特征在于：步骤一中盾构掘进施工过程中，还需对所述土压平衡盾构机各掘进位置所处地层的地质进行预先勘测，并根据地质勘测结果，对当前掘进位置处所用同步注浆浆液的配比进行调整；当勘测到当前掘进位置处所处地层为新黄土、老黄土或古土壤地层时，所用同步注浆浆液的水胶比为0.75～0.79，胶砂比为0.5±0.05，膨润土与细砂的重量比为1∶18～1∶22，水泥与粉煤灰的重量比为1∶2.9～1∶3.1；当勘测到当前掘进位置处所处地层为砂层、夹砂层或粉质粘土地层时，所用同步注浆浆液的水胶比为0.84～0.91，胶砂比为0.5±0.05，膨润土与细砂的重量比为1∶18～1∶22，水泥与粉煤灰的重量比为1∶0.9～1∶2.1。

5.按照权利要求2所述的黄土地层地铁隧道土压平衡盾构施工方法，其特征在于：步骤一中盾构掘进施工过程中，所述土压平衡盾构机采用刀盘对正面土体进行全断面切削，并将切削下来的土体送入所述土仓后，还需采用注水或注入所述Na基膨润土浆液的方式对所述土仓内的土体进行改良处理以满足盾构螺旋出土的需求；所述Na基膨润土浆液由Na基膨润土和水按照1∶10±1的质量比均匀配制而成。

6.按照权利要求1或2所述的黄土地层地铁隧道土压平衡盾构施工方法，其特征在于：步骤一中盾构掘进施工过程中，还需进行地面沉降监测，且将地面沉降量控制在+10mm～-30mm范围内。