[发明专利]一种富水地层盾构开仓作业方法

权利要求书

1.一种富水地层盾构开仓作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在地面布置加密监测点；

S2、在岩溶地区富水砂层中，对土仓注入膨润土；

S3、对盾构机的盾体径向孔注入膨润土；

S4、在岩溶富水砂层中且处于盾尾壁后若干环管片和土层的间隙之间注入双液浆并形成止水环；

S5、将土仓内的渣土完全置换为膨润土；

S6、对置换出的渣土量进行统计，判断渣土是否置换完全；

S7、需采取分级加压缓慢渗透，使膨润土尽量扩散到地层中，并将刀盘周边地下水挤出远离刀盘区域；

S8、在分级加压过程中，通过盾构机前后盾铰接伸缩，在膨润土的压力作用下使前盾回退，将膨润土填充至刀盘与掌子面之间空隙，形成膨润土的泥墙，用于隔水隔气；

S9、在气压作用下置换出原土仓内膨润土，将土仓内膨润土排至作业需要的空间面，提供作业空间，同时确保土仓内气体空间压力的稳定，达到保气作业要求：

首先，在自然降压两级后开启自动保压系统加气排土阶段，以0.2bar为一个压力阶梯压力，每个下降阶梯须稳压2小时，达到开仓压力，即±0.1bar时，需稳压6小时；

其次，排浆时控制不转动刀盘，在土仓壁的3点、9点位置及以下位阀门排出土仓内膨润土，缓慢转动螺旋机，并防止螺旋机出土时产生负压破坏膨润土泥膜的整体稳定性，置换渣土量为5方，在土仓壁的12点位置开孔检查置换位置，保气观察2小时，稳定无变化后再继续排渣至土仓壁的3点、9点位置，开启上部球阀检查仓内渣土高度，在自动保压稳定2小时候后进行仓内气体检测，满足要求后，组织人员进仓作业；

S10、在上述各项工艺完成后，并到达规范及施工作业后，进行下一步进仓作业，对刀盘进行清理，检查刀盘刀具，为后续盾构正常掘进需要，需对磨损达到更 换要求的刀具进行拆除更换，在仓内保压稳定前提下，分仓连续作业至全部仓内故障处理完毕；

进仓作业的具体操作如下：

s1、浆气置换以后，在开启自动保压系统情况下，至开仓工作压力能够稳压6个小时，并满足空压机加载时间小于其待机时间的10%，则认为膨润土或其他土体改良材料泥膜护壁完成，否则应重新制作泥膜；

s2、现场必须对膨润土置换、分级加压、地表监测数据、浆气置换过程中具体泄压时间、膨润土补注量的详细记录情况，综合分析，并确定是否具备开仓条件；

s3、确保供气、供水、供电系统正常，备柴油发电机、空压机；

s4、检查保压系统和空压机运行情况，同时详细记录空压机加载及泄气时间、供气压力，确保持续供气能力。

2.根据权利要求1所述的富水地层盾构开仓作业方法，其特征在于，在步骤S1中，所述加密监测点设置于相较于刀盘位置的前后十米、左右十米以及每隔五米间距的断面处，且在每个断面处设有五个加密监测点。

3.根据权利要求1所述的富水地层盾构开仓作业方法，其特征在于，在步骤S2中，对土仓注入膨润土时，以0.5r/min的速度转动刀盘，防止土仓砂层固结，刀盘卡死，同时关注土仓压力使其不低于理论静止土压力值，保证掌子面稳定，停机前需将铰接伸出8-12cm。

4.根据权利要求1所述的富水地层盾构开仓作业方法，其特征在于，在步骤S4中，在盾尾壁后4至8环出，每环至少4个点位注入双液浆形成止水环，注浆压力不少于3bar，注入完成后在相应管片上开孔检查是否漏水漏浆，保证止水环止水密封效果。

5.根据权利要求1所述的富水地层盾构开仓作业方法，其特征在于，在步骤S5中，置换渣土前注入膨润土进行保压，计算静止土压力，达到设定值后进行缓慢置换，计算出理论排渣量，置换时以土仓压力与注入量和排除量相匹配、注入量和排除量相等的原则进行双向控制，直至螺旋机出土口排出渣土中的膨润土含量为95%以上；

土仓的置换位置设在土仓壁上高点位的注入孔。

6.根据权利要求1所述的富水地层盾构开仓作业方法，其特征在于，在步骤S6中，从出渣样分析以及从注入和排出渣土的方量判断渣土是否置换完全，渣土置换前土斗清理干净，详细精确计算出渣土排除量，并做好出土量记录，同时与注入量进行对比，注入量应大于排土量。