[发明专利]一种粗粒土地层中盾构机的带压开舱方法

摘要

本发明公开一种粗粒土地层中盾构机带压开舱的方法，包括先配制稀泥浆向地层中渗透，形成稳定的渗透带，降低地层的渗透性；再以较稠的高密度泥浆置换稀泥浆，使其在地层表面形成致密的泥皮型泥膜，降低地层的透气性；通过室内测试泥膜的闭气值和原位检测泥膜的闭气效果，设定带压开舱的气压值；然后降低压力舱泥浆液位至维修面以下，利用泥膜的闭气性，在局部气压支护下进行带压开舱；以及开舱过程中通过升降压力舱的泥浆液位进行开挖面泥膜的修补等工艺。此种盾构机带压开舱的方法，可以有效地保障盾构机在高水压、强透水的粗粒土地层安全、快速地实施带压开舱，且操作简单、经济，是一种较为适合我国目前国情的盾构机带压开舱方法。

主权项

一种粗粒土地层中盾构机带压开舱方法，其特征在于，包括以下步骤：1) 采集盾构停机所处位置的粗粒土地层的颗粒级配，结合泥浆在地层中的渗透规律，配制能进入地层一段距离的低密度稀泥浆；2) 用所述低密度稀泥浆置换所述盾构机压力舱中的掘进泥浆，然后所述盾构机按照正常掘进时的泥浆压力将所述低密度稀泥浆向所述粗粒土地层中渗透一段距离，直到所述盾构机压力舱内的低密度稀泥浆液面不再降低，此时在所述粗粒土地层中形成一段稳定的渗透带；3) 根据已采集所述粗粒土地层的颗粒级配，结合泥浆在地层中的渗透规律，配制能在所述粗粒土地层表面形成一层致密的泥皮型泥膜的较高密度的稠泥浆；4) 用所述较高密度的稠泥浆置换盾构机压力舱内的低密度的稀泥浆，然后所述盾构机按照正常掘进时的泥浆压力将所述较高密度的稠泥浆向所述粗粒土地层中渗透，直到所述盾构机压力舱内的较高密度的稠泥浆液面保持稳定，所述较高密度的稠泥浆将在所述粗粒土地层表面形成一层致密的泥皮型泥膜；5) 通过泥皮型泥膜闭气的室内试验来测定所述泥皮型泥膜的闭气值；若所述泥皮型泥膜的闭气值小于所述粗粒土地层的土压力，则重复步骤1)‑5)，直至所述泥皮型泥膜的闭气值不小于所述粗粒土地层的土压力；6) 设定所述盾构机气垫舱内的气压值，使所述盾构机气垫舱内气压值不大于所述泥皮型泥膜的闭气值与所述粗粒土地层的水压力之和，不小于位于所述渗透带和粗粒土地层的开挖面的水土压力之和；然后降低所述压力舱内的所述较高密度的稠泥浆液面至压力舱三分之一高度，通过所述盾构机气垫舱内的气压支护所述开挖面，对泥皮型泥膜的闭气效果进行原位测试，明确所述气垫舱的漏气量，以确定现场空气压缩机的数量和功率大小；7) 重新上升所述较高密度的稠泥浆液位至充满所述压力舱，根据所述泥皮型泥膜的闭气效果，设定所述较高密度的稠泥浆在所述盾构机正常掘进时的泥浆压力下向所述开挖面的渗透时间，对原位测试时暴露在压缩空气中的所述泥皮型泥膜进行修补；8) 设定所述盾构机气垫舱内的气压值，使所述盾构机气垫舱内气压值不大于所述泥皮型泥膜的闭气值与所述粗粒土地层的水压力之和，不小于位于所述渗透带和粗粒土地层的开挖面的水土压力之和；然后降低所述压力舱内的泥浆液面至维修面高度以下，通过所述盾构机气垫舱内的气压支护所述开挖面，技术人员经过加减压过程，进行带压开舱作业；9) 一次舱内带压操作结束后，工作人员出舱，然后重新升起所述较高密度的稠泥浆液位至充满压力舱，使所述较高密度的稠泥浆在所述盾构机按照正常掘进时的泥浆压力向所述开挖面的渗透，对带压开舱作业时暴漏在压缩空气中的所述泥皮型泥膜进行修补；然后，重复进行降低泥浆液位、人员加减压和进出舱作业，直至完成全部的舱内带压检修和更换的工作。