[发明专利]一种不整合面地层盾构掘进施工纠偏方法

说明书

技术领域

    本发明涉及隧道盾构施工技术领域，具体为一种不整合面地层盾构掘进施工纠偏方法。

背景技术

随着地铁轨道交通呈现快速发展的趋势，区间隧道采用盾构施工的比例已超过90%，然而，在先后沉积的地层之间缺失了某一时期的复杂地层中，造成上部地层时代的不连续，上下地层之间存在不整合面，不整合面与隧道存在一定夹角和上下地层强度差别大导致盾构姿态很难控制，无论怎么控制，掘进中盾构姿态还是沿不整合面偏移。

在施工中，由于不整合面地层特殊性，无论采用目前何种纠偏措施，盾构姿态偏移还是超过规范，采用常规纠偏无法实现纠偏，在国内，广州、深圳地铁就因为盾构无法实现纠偏，最终造成偏移，成型盾构隧道改为明挖。最终由于偏移隧道重挖，延长了施工工期，影响地铁开通一年以上，而且占有道路造成交通拥堵。目前现有施工技术无法解决不整合面盾构掘进纠偏的技术难题，给盾构施工造成一定难度，也给地铁修建筹划带来麻烦，因此，不整合面地层盾构纠偏施工技术迫在眉睫。

发明内容

本发明为了解决不整合面地层盾构采用现有方法不易纠偏、改为矿山法施工又存在工期长、影响正常交通等难题，提供一种不整合面地层盾构掘进施工纠偏方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种不整合面地层盾构掘进施工纠偏方法，包括以下步骤：

步骤一、加大盾构开挖直径

A、提前加工19＂的周边滚刀；B、当盾构掘进到不整合面地层前停机，开仓并把刀盘所有17＂周边滚刀更换成19＂的周边滚刀；C、关闭仓门后采用低转速方式恢复盾构掘进，盾构采用土压平衡模式掘进，掘进速度控制在1cm/min～2cm/min，刀盘转数控制在1～1.2r/min；                                            

步骤二：注浆掘进纠偏

A、径向注浆孔的设置：盾构掘进时利用中盾与尾盾之间盾构铰接油缸进行纠偏，在中盾四周均匀布设8个径向注浆孔，实现8个方向注浆；B、注浆位置的选择：根据盾构导向系统测量数据和人工复核确定盾构姿态偏移方向，径向注浆位置选择盾构偏移一侧的方向；C、实施注浆：当盾构姿态偏差超过5cm时，降低掘进速度，改变刀盘转向方向，从盾体偏移一侧中盾径向注浆孔连续注入带有分散剂的高压水，压力控制在0.4～0.6MPa；

步骤三、人工修建纠偏洞室进行超限纠偏

A、当盾体偏移10cm时，利用敞开掘进模式清空开挖仓后立即停止掘进，在刀盘条幅上焊接操作平台，同时在仓外安设空压机，把高压风接入仓内与风镐连接好；B、采用风镐在开挖面刀盘偏移反方向修建纠偏洞室，使纠偏洞室开挖面与刀盘之间形成夹角α，夹角α的大小为30°以上；C、纠偏洞室修好后关闭土仓，在盾构偏移一侧盾尾后增加辅助油缸并支撑在管片上，启动掘进油缸恢复掘进，每掘进30cm时在盾构偏移一侧中盾径向注浆孔注入聚氨酯，利用聚氨酯遇水膨胀产生的力对盾体进行挤压纠偏；D、通过人工复测，当盾构掘进完1.5m时，如果盾构姿态还超出规范，持续修建洞室纠偏，直到盾构姿态调整在允许范围内为止。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过把传统17＂的周边滚刀更换为19＂的滚刀，加大了盾构开挖直径，大大地提高了盾构姿态纠偏的灵活度，杜绝了盾构一进入不整合地层就向一个方向偏移；

2、从盾体偏移一侧中盾径向注浆孔注入带有分散剂的高压水，不仅减少刀盘上和盾壳上的泥饼，同时减少铰接油缸纠偏压力差，而且还大大地减少盾构姿态偏移的速率；

3、采用在盾构偏移反方向修筑纠偏洞室，提供了纠偏空间，利用中盾上径向注浆孔注入聚氨酯实现强行纠偏，确保盾构姿态在设计允许范围内，杜绝盾构隧道改为矿山法风险；

总之，采用本发明所述的不整合面地层盾构掘进施工纠偏方法，首先通过更换刀具增加开挖直径来提高纠偏灵活度，然后采用在盾体径向注浆孔注入带有分散剂的高压水，减少盾构在不整合面地层偏移速率，最后通过修筑纠偏洞室提供纠偏空间和利用盾构上径向注浆孔注入聚氨酯实现强行纠偏。实现了盾构在不整合面地层连续掘进，杜绝了盾构掘进停机改为矿山法的风险，具有工艺简单、施工工序控制灵活、技术先进等优点，采用该技术成功地完成了长沙地铁1号线中信广场站到大托站区间斜层岩纠偏施工，填补了我国不整合面地层盾构掘进施工纠偏技术空白，取得了良好的经济效益和社会效益。本方法适用不整合地层盾构掘进工程，也适合于软硬不均地层。

附图说明

图1为本发明的纠偏施工示意图；