[发明专利]砂卵石地层中盾构机开挖面的支护压力的控制方法

说明书

本发明公开了一种砂卵石地层中盾构机开挖面的支护压力的控制方法，属于盾构机技术领域，包括以下步骤：S1：向盾构机的压力舱内充入压缩空气使得压力舱内的压力维持稳定；S2：通过刀盘向开挖面喷洒改性泥浆；该开挖面的支护压力的控制方法适合于压力舱中同时具有渣土和压缩空气的情况；向压力舱内充入压缩空气使得压力舱内的压力维持稳定，从而确保开挖面的稳定；向开挖面喷洒改性泥浆，改性泥浆在压缩空气的作用下向开挖面渗透，从而在开挖面上快速形成泥膜，减少空气的逃逸，达到稳定开挖面的支护压力；向压力舱内注入改性泥浆，将含有砂卵石的渣土改良成塑性流动状态，便于螺旋排土器顺利排渣，也防止渣土在压缩空气作用下发生喷涌。

技术领域

本发明属于盾构机技术领域，具体涉及一种砂卵石地层中盾构机开挖面的支护压力的控制方法。

背景技术

本世纪初以来，我国沿海、沿江主要城市地铁建设逐渐进入高潮。截止2017年底，获得国家发改委批准建设地铁的城市已经达到了43个，其中不仅包括北上广深等一线城市，还有不少二三线城市。在运营里程方面，上海已经成为世界上地铁运营里程最长的城市，北京排名第二。由于我国幅员辽阔、地质条件复杂，其中成都、兰州、大连和北京都遇到了大范围的砂卵石地层，卵石含量达到40％以上。由于砂卵石渣土的流动性低，强度高，当改良没有达到预期效果时，压力舱和螺旋排土器容易发生渣土喷涌和滞排故障，导致施工无法正常掘进，被迫停机维修，延误工期和经济损失巨大；为此砂卵石地层土压盾构掘进大部分情况下都采用半舱渣土和半舱压缩空气的开挖方式进行，但是该方式导致开挖面的支护压力很难建立起来，地面塌方事故频发。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种砂卵石地层中盾构机开挖面的支护压力的控制方法。

本发明所采用的技术方案为：一种砂卵石地层中盾构机开挖面的支护压力的控制方法，包括以下步骤：

S1：向盾构机的压力舱内充入压缩空气使得压力舱内的压力维持稳定；

S2：通过刀盘向开挖面喷洒改性泥浆。

优选地，步骤S2中同时向压力舱内注入改性泥浆使得含有砂卵石的渣土改良成塑性流动状态的渣土。

优选地，所述改性泥浆为膨润土泥浆，膨润土泥浆中特征颗粒粒径d85大于或等于0.5倍砂卵石地层平均孔径，膨润土泥浆泥浆的苏氏漏斗粘度为20～35s。

优选地，所述压缩空气的充入速率大于或等于压缩空气的逃逸速率。

优选地，所述逃逸速率由Geoslope Air数值分析软件分析所得到。

优选地，所述塑性流动状态的渣土具有以下性能：渗透性<10^-4cm/s、临界喷涌压力≥150kPa、塌落度为150-200mm以及黏附阻力100-300Pa。

本发明的有益效果为：该开挖面的支护压力的控制方法适合于压力舱中同时具有渣土和压缩空气的情况；向压力舱内充入压缩空气使得压力舱内的压力维持稳定，从而确保开挖面的稳定；向开挖面喷洒改性泥浆，改性泥浆在压缩空气的作用下向开挖面渗透，从而在开挖面上快速形成泥膜，减少空气的逃逸，达到稳定开挖面的支护压力；向压力舱内注入改性泥浆，将含有砂卵石的渣土改良成塑性流动状态，便于螺旋排土器顺利排渣，也防止渣土在压缩空气作用下发生喷涌。

附图说明

图1是盾构机的压力舱和开挖面处的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。