[发明专利]一种圆砾-泥岩复合地层的双模盾构配合施工方法

说明书

本发明公开了一种圆砾‑泥岩复合地层的双模盾构配合施工方法，其包括以下步骤：根据地质勘查将盾构掘进区间划分为圆砾地层区段和泥岩地层区段，根据圆砾地层区段和泥岩地层区段的地层渗透性规划盾构掘进的模式；分别计算圆砾地层区段和泥岩地层区段的盾构长度L，根据盾构长度计算在圆砾地层区段和泥岩地层区段的掘进时间T_s；利用两种盾构方式产生的泥浆来平衡掌子面前方的水土压力。本发明通过合理调整双模盾构与相邻区间盾构掘进进度，可以实现无须处理盾构在泥岩地层掘进时产生的泥浆，降低了泥浆处理费用及泥渣外运费用；无须制备盾构在圆砾地层掘进时所需的泥浆，降低了泥浆制备费用。

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种圆砾-泥岩复合地层的双模盾构配合施工方法。

背景技术

地铁的区间施工一般采用盾构法施工，盾构施工具有施工速度快、对周边环境扰动小及施工作业安全性高等优点，因此，盾构施工技术应用越来越广泛。但盾构掘进时泥浆制备及处理仍然遇到许多问题，如泥浆制备及泥浆处理存在成本高、处理时间长等问题。

目前在进行双模盾构掘进施工时，盾构泥浆处理与泥浆制备都是独立分开考虑的，没有充分将泥浆处理与泥浆制备统筹考虑，因此有必要发明一种圆砾- 泥岩复合地层双模盾构配合施工方法。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种能充分利用盾构时产生的泥浆，加快盾构掘进速度，减少盾构掘进施工费用的圆砾-泥岩复合地层的双模盾构配合施工方法。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种圆砾-泥岩复合地层的双模盾构配合施工方法，其包括以下步骤：

根据地质勘查将盾构掘进区间划分为圆砾地层区段和泥岩地层区段，根据圆砾地层区段和泥岩地层区段的地层渗透性规划盾构掘进的模式；

分别计算圆砾地层区段和泥岩地层区段的盾构长度L，根据盾构长度计算在圆砾地层区段和泥岩地层区段的掘进时间T_s；

当双模盾构采用土压平衡模式在泥岩地层掘进时，使采用泥水平衡模式的双模盾构在圆砾地层中错位掘进，且采用土压平衡模式的掘进进度比采用泥水平衡模式的掘进进度滞后长度为s；在长度s内，双模盾构掘进泥岩地层时产生的泥浆通过泥浆循环系统输送到采用泥水平衡模式的双模盾构，用于双模盾构在圆砾地层掘进时平衡掌子面前方的水土压力；

当采用泥水平衡模式的双模盾构在圆砾地层掘进时，则采用土压平衡模式的双模盾构在泥岩地层掘进；双模盾构掘进泥岩地层时产生的泥浆通过泥浆循环系统输送到采用泥水平衡模式的盾构，用于在圆砾地层掘进时平衡掌子面前方的水土压力；

进一步地，平衡掌子面前方的水土压力的方法为：

计算双模盾构在泥岩地层中掘进产生泥浆的总体积V_R：

V_R＝(1-ω)ρπR²L-V_A

其中，ω为损耗系数，表示在管路和泥浆储存设备中沉淀损耗的泥浆；ρ为泥浆转换率，表示单位渣土能转化的泥浆体积；R为盾构刀盘的半径；L为泥岩施工段长度；V_A为泥水盾构或双模盾构掘进时自身需要消耗的泥浆体积；

根据平衡掌子面前方的水土压力P合理分配向平衡掌子面前方输送泥浆的体积V_B；

比较总体积V_R与体积V_B，若V_R≥V_B，泥浆循环系统则输送体积V_B的泥浆到平衡掌子面前方，平衡水土压力，剩余泥浆排出泥浆循环系统；