[发明专利]一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法

权利要求书

1.一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法，其特征在于具体包括以下步骤：

(1)预制用于溶洞发育地段的管片，在每环管片上预留6～12个螺纹注浆孔，并加强管片配筋；

(2)在盾构开始穿过溶土洞发育地层前，采用衡盾泥和膨润土调配比重控制在1.30～1.35g/cm³，粘度控制在35～40s的浓稠泥浆；

(3)在溶土洞发育地段保证盾构正常掘进，并监测盾构土仓压力、出土口出土情况及地面沉降，其土仓压力比刀盘顶部土压力大0.2bar，当盾构土仓压力急降或出土方量明显减少，可判断突遇溶洞或溶岩裂隙，应立即停止掘进；

(4)停止掘进后，立即通过盾构土仓壁上闸阀向土仓注入步骤(2)中调配的浓稠泥浆，保证土仓维持正常土压，之后盾构继续掘进，并采用步骤(1)中预制的管片进行拼装，直至盾构土仓压力恢复正常及其它无异常情况后，盾构采用常规管片按照常规掘进继续施工；

(5)在步骤(4)中土仓失压区域预制管片拼装完成之后，针对该区域的管片，采用水钻通过预制管片上预留螺纹注浆孔向管片外钻孔探测溶洞或溶岩裂隙所在位置，在钻孔过程中如无异常，则判断该位置无溶洞或裂隙，针对钻孔进行封堵处理；在钻孔过程中如遇涌水情况，判断该位置有溶洞或裂隙，随即在孔位安装逆止阀，准备注浆；

(6)同时，在土仓失压位置对应的地面范围内布设2～3个水位孔，并加密布设沉降监测点；

(7)通过步骤(5)中涌水情况判断的所有与溶洞或裂隙连通的钻孔位进行注浆处理，其注浆浆液为水性聚氨酯和油性聚氨酯按照2:1的质量比混合配制的聚氨酯注浆液，注浆压力控制在0.4MPa以内；

(8)在步骤(7)中聚氨酯注浆完成后静置6～8小时，采用水钻针对所有与溶洞或裂隙连通的注浆孔位钻孔扩孔，并埋设袖阀钢管；如埋设袖阀钢管仍有漏水现象，继续注入水泥-水玻璃双浆液至无漏水现象，其注浆压力为0.4～0.6MPa，终灌压力为1MPa；

(9)通过步骤(6)中预埋的水位孔和沉降监测点对地面沉降监测，在沉降较大区域采用WSS钻孔注浆机对岩面以上1.5～3m土层进行注浆加固，避免后期溶洞裂隙再次发育，造成隧道和地面安全风险。

2.根据权利要求1所述的一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法，其特征在于：所述步骤(1)中预制管片的多个预留螺纹注浆孔等距分布，每个螺纹注浆孔的直径为40～70mm，并制备配套的注浆孔盖。

3.根据权利要求1所述的一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法，其特征在于：所述步骤(2)中的浓稠泥浆具体是由以下原料调配而成：

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4.根据权利要求1所述的一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中在溶土洞发育地段盾构掘进的推力控制在500～720T，掘进速度为40～50mm/min，刀盘扭矩为500～700MNm，刀盘转速为1.0～1.5r/min。

5.根据权利要求1所述的一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法，其特征在于：所述步骤(5)中的探测溶洞或溶岩裂隙的钻孔深度为管片外1.5～3m，孔径为25～35mm。

6.根据权利要求1所述的一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法，其特征在于：所述步骤(7)中的聚氨酯注浆液中加入其浆液总重量10％～12.5％的柴油；在注浆过程中当注浆压力突然增大、注浆注入量突然减少，可判定溶洞裂隙处理完成。

7.根据权利要求1所述的一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法，其特征在于：所述步骤(8)中采用水钻钻孔扩孔直径为50mm，袖阀钢管直径为42mm～48mm，袖阀钢管预埋的长度为2～3m；其水泥-水玻璃双浆液采用普通42.5硅酸盐水泥，按照1.5:1的水灰比拌制而成，然后与波美度为36～40的水玻璃按照1:1的体积比采用注浆机注入，浆液注入完成之后，对袖阀钢管进行冲洗，后期隧道运行可用来跟踪注浆处理。

8.根据权利要求1所述的一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法，其特征在于：所述步骤(9)中WSS钻孔注浆是在步骤(4)中灌入浓稠泥浆和步骤(7)注入聚氨酯后，再通过地面钻孔进行WSS注浆，其注浆浆液采用水灰比1.5:1的水泥浆，其注浆过程中开始阶段的注浆压力为0，持续2.5h后，终止注浆压力为0.6～1.0MPa，并在注浆过程中，进行隧道内部监测，防止管片出现变形。