[发明专利]一种富水砂层盾构掘进渣土改良施工试验方法

权利要求书

1.一种富水砂层盾构掘进渣土改良施工试验方法，所述富水砂层包括中砂地层、粗砂地层和沙砾地层，其特征在于，包括如下步骤：

S001、将预制的改良剂分别加入盾构机刀盘、土仓和螺旋输送机中；

S002、确定改良剂参数：选取盾构前100m为试验段，设置同一掘进参数，并设置不同的改良剂参数，在试验段试掘进；

所述改良剂参数包括改良剂添加量和改良剂组份；其中，所述改良剂包括膨润土悬浮液；所述改良剂添加量为所述膨润土悬浮液与渣土的体积比，所述体积比为1.5:10~2.5:10；

所述试掘进具体为：

将所述盾构前100m分为第一试验段、第二试验段和第三试验段；

所述第一试验段为0~30m，所述第二试验段为30~60m，所述第三试验段为60~100m；

在所述第一试验段，添加的所述膨润土悬浮液与所述渣土的体积比为1.5:10；

在所述第二试验段，添加的所述膨润土悬浮液和所述渣土的体积比为2:10；

在所述第三试验段，添加的所述膨润土悬浮液和所述渣土的体积比为2.5:10；

S003、测量掘进后隧道参数、出土量和渣土改良参数并调整所述改良剂参数，确定正式掘进时的所述改良剂参数；

所述的隧道参数包括隧道沉降量和地表沉降量，所述渣土改良参数包括刀盘扭矩和土仓压力；

S004、确定掘进参数：所述改良剂参数相同，盾构机通过不同的掘进参数下在所述试验段试掘进；

所述掘进参数包括刀盘转速、掘进速度和螺旋输送机速度；

S005、测量掘进后隧道参数、出土量和渣土改良参数并调整所述掘进参数，确定盾构机正式掘进参数。

2.根据权利要求1所述的富水砂层盾构掘进渣土改良施工试验方法，其特征在于，经过所述S003调整后，

在所述中砂地层和所述粗砂地层，添加的所述膨润土悬浮液和所述渣土的体积比为2:10，所述膨润土悬浮液的注入量为10m³/环；

在所述沙砾地层，添加的所述膨润土悬浮液和所述渣土的体积比为2.5:10，所述膨润土悬浮液的注入量为12m³/环。

3.根据权利要求2所述的富水砂层盾构掘进渣土改良施工试验方法，其特征在于，所述膨润土悬浮液包括膨润土和水；

在所述中砂地层和所述粗砂地层，所述膨润土和水的质量比为1:5，在所述沙砾地层，所述膨润土和水的质量比为1:6。

4.根据权利要求1所述的富水砂层盾构掘进渣土改良施工试验方法，其特征在于，在所述S003和S005中，

所述出土量为57±4m³/环，其中，

所述刀盘扭矩主要由土体的剪切阻力产生，其经验公式如下：

其中，T为刀盘扭矩，单位是kN·m，D为刀盘外径，单位为m，α为扭矩系数，α₁为支承系数，α₂为土质系数，α₀为稳定掘削扭矩系数。

5.根据权利要求4所述的富水砂层盾构掘进渣土改良施工试验方法，其特征在于，所述

计算所得的所述刀盘扭矩为3500~4500kN·m，若所述刀盘扭矩超出上述范围，调节所述掘进参数和所述膨润土悬浮液的添加量，以使所述刀盘扭矩在上述范围内。