[发明专利]一种盾构机带压开舱开挖面的支护方法

权利要求书

1. 一种盾构机带压开舱开挖面的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：

1) 采集盾构机所处位置的粗粒土地层的颗粒级配，结合泥浆在地层中的渗透规律，配制能进入地层一段距离的低密度稀泥浆；

2) 用所述低密度稀泥浆置换所述盾构机压力舱中的掘进泥浆，然后所述盾构机按照正常掘进时的泥浆压力将所述低密度稀泥浆向所述粗粒土地层中渗透一段距离，直到所述盾构机压力舱内的低密度稀泥浆液面不再降低，此时在所述粗粒土地层中形成一段稳定的渗透带；

3) 根据已采集所述粗粒土地层的颗粒级配，结合泥浆在地层中的渗透规律，配制能在所述粗粒土地层表面形成一层致密的泥皮型泥膜的较高密度的稠泥浆；

4) 用所述较高密度的稠泥浆置换盾构机压力舱内低密度的稀泥浆，然后所述盾构机按照正常掘进时的泥浆压力将所述较高密度的稠泥浆向所述粗粒土地层中渗透，直到所述盾构机压力舱内的较高密度的稠泥浆液面保持稳定，所述较高密度的稠泥浆将在所述粗粒土地层表面形成一层致密的泥皮型泥膜；

5) 通过泥皮型泥膜闭气的室内试验来测定所述泥皮型泥膜的闭气值；

6) 若所述泥皮型泥膜的闭气值小于所述粗粒土地层的土压力，则重复步骤1)-5)，直至所述泥皮型泥膜的闭气值不小于所述粗粒土地层的土压力；

7) 实施带压开舱前，设定所述盾构机气垫舱内的气压值，使所述盾构机气垫舱内气压值不大于所述泥皮型泥膜的闭气值与所述粗粒土地层的水压力之和，不小于位于所述渗透带和粗粒土地层的开挖面的水土压力之和；然后降低所述盾构机压力舱内的泥浆液面至维修面以下，以所述盾构机气垫舱内的气压支护所述开挖面。

2. 根据权利要求1所述的一种盾构机带压开舱开挖面的支护方法，其特征在于，步骤5）中通过泥皮型泥膜闭气的室内试验来测定所述泥皮型泥膜的闭气值；所述泥皮型泥膜闭气的室内实验是指采用土层和泥浆，在室内试验土柱中，形成泥皮型泥膜之后，排出泥浆，并使气压直接作用在泥皮型泥膜上，测试泥皮型泥膜在不同气压下的闭气规律。

3. 根据权利要求2所述的一种盾构机带压开舱开挖面的支护方法，其特征在于，步骤5）中的闭气值是指泥皮型泥膜所能承受的最大气压值，当气压大于所述最大气压值时，泥皮型泥膜将出现透气现象；当气压小于所述最大气压值时，则泥膜处于完全的闭气状态。

4. 根据权利要求3所述的一种盾构机带压开舱开挖面的支护方法，其特征在于，所述泥浆在地层中的渗透规律是：选取粗粒土的D₁₅为砂层控制粒径，D₁₅表示小于某粒径的砂粒占总量的15%对应的粒径值；d₈₅为泥浆控制粒径，d₈₅表示小于某粒径的砂粒占总量的85%对应的粒径值；当D₁₅/ d₈₅≥10，泥浆会向地层中渗透一段距离，形成渗透带；当D₁₅/ d₈₅≤5时，泥浆颗粒无法渗入地层孔隙，全部堵塞在地层表面，形成一层致密的泥皮；当5≤D₁₅/ d₈₅≤10时，泥浆向地层中渗透的情况介于两者之间，即能形成渗透带，也能形成泥皮。

5. 根据权利要求3或4所述的一种盾构机带压开舱的开挖面的支护方法，其特征在于，所述步骤2）中的部分低密度稀泥浆颗粒堵塞在所述粗粒土地层的孔隙中，降低所述粗粒土地层的渗透性。