[发明专利]一种EPB-TBM双模式盾构机复合地层的掘进方法

权利要求书

1.一种EPB-TBM双模式盾构机复合地层的掘进方法，其特征在于，所述掘进方法针对不同的地层情况结合设备选取以下的掘进模式：

针对富水砂土且埋深18.8～21.4米地层掘进时，盾构机为EPB模式并采用土压平衡掘进，设定土仓压力值为1.8～2.0bar；刀盘转速为1.2～1.4r/min，刀盘扭矩为1400～2500KN·m；推进速度为40～60mm/min；推力为1300～1900t；螺旋输送机转速根据土压调整；注浆量：5～5.5立方米；渣土改良：采用高浓度泡沫和膨润土；每环出渣量：41立方米以内；盾后密封：选用优质油脂；

针对粉质黏土且埋深21～23.5米地层掘进时，盾构机为EPB模式并采用土压平衡模式掘进，设定土仓压力值为2.2～2.5bar；刀盘转速为1.3～1.5r/min，刀盘扭矩为1700KN·m以下；推进速度为30～45mm/min；推力为1000～1400t；螺旋输送机转速：根据土压调整；注浆量：4.5～5立方米；渣土改良：采用添加了分散剂的泡沫；每环出渣量：40.5立方米以内；盾后密封：采用优质油脂；

针对淤泥、淤泥质土且埋深23米地层掘进时，盾构机为EPB模式并采用土压平衡模式掘进，设定土仓压力值为2.3～2.4bar；刀盘转速为1.1～1.3r/min，刀盘扭矩为1400KN·m以下；推进速度为40～55mm/min；推力为1000～1600t；螺旋输送机转速：根据土压调整；注浆量：4.8～5.5立方米；渣土改良：采用泡沫；每环出渣量：41立方米以内；盾后密封：采用优质油脂；

针对上软下硬且埋深23米地层掘进时，盾构机为EPB模式并采用土压平衡模式掘进，设定土仓压力值为2.0～2.3bar；刀盘转速为0.8～1.2r/min，刀盘扭矩为3000KN·m以下；推进速度为10～20mm/min；推力为1300～1500t；螺旋输送机转速：根据土压调整；注浆量：5～5.5立方米；渣土改良：采用高浓度泡沫、膨润土泥浆或高分子聚合物；每环出渣量：42立方米以内；盾后密封：采用优质油脂；

针对硬岩地层掘进时，盾构机为TBM模式并采用敞开模式掘进，土仓压力值为大气压；刀盘转速为3.0～4.0r/min，刀盘扭矩为1500KN·m以下；推进速度为5～15mm/min；推力为1200t以下；螺旋输送机转速：根据空仓掘进调整；注浆量：先吹填豆砾石2.5～3立方米，后二次填充单液浆2～3立方米；渣土改良：采用泡沫和刀盘喷水；每环出渣量：43立方米以内；盾后密封：采用优质油脂；

针对上软下硬且埋深16米的地层掘进时，盾构机为EPB模式并采用土压模式掘进，设定土仓压力值为1.3～1.6bar；刀盘转速为0.9～1.2r/min，刀盘扭矩为3000KN·m以下；推进速度为10～20mm/min；推力为1300～1500t；螺旋输送机转速：根据土压调整；注浆量为5～5.5立方米；渣土改良：采用高浓度泡沫、膨润土泥浆或高分子聚合物；每环出渣量：42立方米以内；盾后密封：采用优质油脂；

针对软岩且埋深16米地层掘进时，盾构机由TBM模式转换为EPB模式，并采用土压平衡模式掘进，设定土仓压力值为1.4～1.6bar；刀盘转速为1.0～1.3r/min，刀盘扭矩为2000KN·m以下；推进速度为25～40mm/min；推力为800～1200t；螺旋输送机转速：根据土压调整；注浆量为4.5～5.5立方米；渣土改良：采用泡沫或喷水；每环出渣量：41立方米以内；盾后密封：采用优质油脂。

2.根据权利要求1所述的EPB-TBM双模式盾构机复合地层的掘进方法，其特征在于，采用土压平衡模式掘进时，所述土仓压力值P根据以下公式选定：

P＝K×P0，其中：K为土的侧向静止土压力系数；P0为刀盘中心地层静水压力与土压力之和，P0＝γ×h，其中：γ为土体的平均重度，h为刀盘中心至地表的垂直距离。

3.根据权利要求1所述的EPB-TBM双模式盾构机复合地层的掘进方法，其特征在于，采用土压平衡模式掘进时，所述每环出渣量根据以下公式确定：出土量＝π/4×D²×L×1.05～1.15，其中：D为盾构机的刀盘开挖直径；L为每循环掘进距离；1.05～1.15为渣土松散系数。