[发明专利]一种EPB-TBM双模式盾构机复合地层的掘进方法

说明书

本发明公开了一种EPB‑TBM双模式盾构机复合地层的掘进方法，针对富水砂土且埋深18.8～21.4米地层掘进时，针对粉质黏土且埋深21～23.5米地层掘进时，针对淤泥、淤泥质土且埋深23.8～24.4米地层掘进时，针对上软下硬且埋深23米地层掘进时，盾构机均为EPB模式并采用土压平衡模式掘进。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；针对上软下硬且埋深16米的地层掘进时，盾构机为EPB模式并采用土压平衡模式掘进；针对软岩且埋深16米地层掘进时，盾构机为EPB模式并采用半敞开模式掘进。本发明能最大限度的减少地面沉降或隆起量，并能保证掘进效率，降低施工风险及工程投资。

技术领域

本发明涉及一种EPB-TBM双模式盾构机复合地层的掘进方法。

背景技术

盾构是一种应用于地铁隧道工程施工的大型机械设备，其集开挖、出渣、衬砌、支护等于一体，具有自动化程度高、速度快和安全高效等优点，近年来，在隧道项目上得到了广泛应用。

在地铁隧道施工中，通常会涉及到对不同地质情况的地层进行施工，就采用盾构施工而言，需要按照地层的硬度划分为硬岩地层和软岩地层，而盾构机按照地层的硬度划分也相对应的划分为两种掘进模式，一种是适用于硬岩地层的TMB掘进模式，另一种是适用于软岩和土质地层的EPB掘进模式。在盾构掘进施工过程中，通过更换不同模式的盾构机以实现在不同地层中的掘进。但是在施工过程中更换不同模式的盾构机，不仅需要耗费大量的人力物力，而且还需要较长的更换时间，延误工期，特别是在软硬地层交替出现的地段掘进中，更给施工带来诸多麻烦。为了解决上述问题，TBM-EPB双模式盾构机应运而生，它可以实现在两种模式情况下的正常掘进，即，能够在软硬地层的交界段处进行掘进模式的转换，以此适应与不同地层的要求，这种掘进模式的转换相比传统更换不同掘进模式的盾构机而言，不仅节省了大量的人力物力，而且还极大的缩短了施工工期。虽然这种双模式盾构机能适应不同的地层掘进，但是仍然要根据不同的地层情况选择掘进参数，以保证开挖速度、减少对土体的扰动和控制地层沉降。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种EPB-TBM双模式盾构机复合地层的掘进方法，在软岩或土层中掘进，它能最大限度的减少地面沉降或隆起量，进而确保地表及地面建(构)筑物及地下管线的安全稳定；在硬岩地层掘进，能够保证设备的稳定可靠及掘进效率。为适应复杂地层而采取的不同掘进方法，有效的保证工程进度，降低施工风险，节省工程投资。

本发明的目的是这样实现的：一种EPB-TBM双模式盾构机复合地层的掘进方法，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；