[发明专利]一种富水砂层条件下基于盾构渣土改良的盾构注浆方法

权利要求书

1.一种富水砂层条件下基于盾构渣土改良的盾构注浆方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a，根据隧道地质情况及周边环境条件，盾构隧道采用土压平衡模式掘进；将刀具切削下来的土体充满土舱，由盾构机的推进、挤压而建立起压力，利用泥土压与作业面地层的土压和水压平衡；同时利用螺旋输送机进行与盾构推进量相应的排土作业，始终维持开挖土量与排土量的平衡，以保持开挖面土体的稳定；

步骤b，在富水砂层特殊地质盾构掘进施工时，添加泡沫剂、膨润土和水作为添加剂对富水砂层盾构开挖出来的渣土进行性质改良，改良后的渣土通过螺旋输送机、皮带输送机运输至土斗，通过运输车运输至土仓；通过螺旋输送机、皮带输送机来控制排土量的模式：即通过土压传感器检测，改变输送机的转速控制排土量，以维持开挖面土压稳定的控制模式；此时盾构的推进速度事先给定；

步骤c，将土仓内的盾构注浆配料通过混凝土搅拌机搅拌，将搅拌完成的浆液通过浆液车转送至台车浆液罐处，罐车内浆液被搅拌均匀，起动传输泵开始将浆液从罐车泵送到盾构机上的浆液罐内；所述盾构注浆配料按照重量份计包括：渣土400-600份，水泥40-60份，膨润土20-30份，粉煤灰70-80份，水70-80份，氢氧化钙2-4份，硫酸钙1.0-1.5份，碳酸钙1-3份，氯化钙0.5-1.5份；

步骤d，盾构机在每一环正常推进过程中要进行同步注浆，盾构注浆可采取方式包括有同步注浆方式、二次补充注浆方式，同步注浆通过同步注浆系统随掘进同时注入，二次补充注浆利用补充注浆系统在盾尾后通过管片注浆孔进行。

2.如权利要求1所述的一种富水砂层条件下基于盾构渣土改良的盾构注浆方法，其特征在于：

步骤b中，泡沫的注入方式采用手持半自动操作方式或自动操作方式。

3.如权利要求1所述的一种富水砂层条件下基于盾构渣土改良的盾构注浆方法，其特征在于：

步骤b中，膨润土由膨润土泵泵出，经管道通到前面的密封土仓和螺旋输送机内，对渣土进行改良；膨润土的注入能够实现手动控制和自动控制。

4.如权利要求1所述的一种富水砂层条件下基于盾构渣土改良的盾构注浆方法，其特征在于：

步骤d中，所述同步注浆包括有手动模式、自动模式；

所述手动模式为主要在始发和到达时采用，手动模式要从注浆控制面板上选择；注浆时，注浆操作手选择从哪条管路注浆，然后启动注浆泵以开始注浆；如果注浆操作手取消了某条管路的注浆，或者最高限制压力达到了5bar；那么管路上的注浆将停止；

所述自动模式指由中央控制面板控制，不达到设定的压力值和体积，浆液会不停地注入若干条管线。

5.如权利要求4所述的一种富水砂层条件下基于盾构渣土改良的盾构注浆方法，其特征在于：

所述同步注浆将注浆压力控制在1.5～4bar范围内，超过5bar则自动停止；各点的注浆压力不同，并保持合适的压差；在最初的压力设定时，下部每孔的压力比上部每孔的压力大0.5～1bar。

6.如权利要求5所述的一种富水砂层条件下基于盾构渣土改良的盾构注浆方法，其特征在于：

所述同步注浆可根据刀盘开挖直径和管片外径，计算出一环管片的注浆量，公式：

其中式中：V为环注浆量，L为环宽，D₁为开挖直径，D₂为管片外径，K为扩大系数取1.2～1.5，每环注浆量控制在理论值的1.5～2倍。

7.如权利要求6所述的一种富水砂层条件下基于盾构渣土改良的盾构注浆方法，其特征在于：

所述同步注浆方式中，通过控制同步注浆压力和注浆量双重标准来确定注浆时间；注浆量和注浆压力达到设定值后才停止注浆，否则仍需补浆；同步注浆速度与掘进速度匹配，按盾构完成一环掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。