[发明专利]复合地层盾构掘进土体改良施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及土体改良施工方法，尤指一种复合地层盾构掘进土体改良施工方法。

背景技术

土压平衡式盾构施工成功非常关键的一点是要将开挖面上切削效率的土体在压力仓内调整成一种比较理想的状态，使土体的一些性质在达到或满足一些基本条件后，盾构的开挖与出土能顺利进行。土压平衡盾构机在国内地铁工程中应用广泛，其适应不同地质条件的能力强，例如粘性土、砂性土、砂砾石、软岩等，但并非所有的地层均具有良好塑性流动性、较低的渗透性以及内摩擦角，如何将各种复杂土层改良为符合土压平衡盾构掘进施工的要求，关键在于推进过程中的土体改良。

采用土压平衡盾构在复合地层条件下进行施工，如何确保盾构在开挖面稳定前提下正常掘进，尚未形成明确统一的土体改良对应方法，传统应对措施即为加水、膨润土泥浆、或泡沫进行土体改良。但是由于复合地层中包含两种或两种以上的差异土层，采用传统的土体改良方法，效果并不理想。

申请人的在先专利CN101967978A中公开了一种复合砂砾石地层中的盾构土体改良施工方法，针对复合砂砾石地层提出了具体的参数及改良方法，但是盾构施工中，若出现两种以上的差异土层时，上述在先公开专利中的方法就无法适用了，使得两种或者两种以上差异土层中无法适用土压平衡盾构的推进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种复合地层盾构掘进土体改良施工方法，解决现有技术中无法解决两种或两种以上差异土层对应采用不同的土体改良方法的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明一种复合地层盾构掘进土体改良施工方法，包括：

盾构掘进前，对待掘进的土体按土质情况进行划分，将待掘进的土体划分为软粘土层、复合土层、以及硬岩土层；

制备改良添加剂，所述改良添加剂包括膨润土和泡沫剂；将所述膨润土和水，以200Kg:850L的比例进行配比，形成膨润土泥浆；所述泡沫剂的密度小于1.05g/cm³，将所述泡沫剂和水，以3:97的比例进行配比，形成泡沫；以及

盾构掘进时，对不同的土体使用不同参数的所述改良添加剂进行土体改良，其中：

对所述软粘土层，于刀盘正面注入泡沫，所述泡沫的发泡率为15％，注入率为50％，注入压力为0.1MPa至0.15MPa；

对所述硬岩土层，于刀盘正面注入泡沫，所述泡沫的发泡率为30％至40％，注入率为150％至200％，注入压力为0.16MPa至0.22MPa；于土仓内注入膨润土泥浆，所述膨润土泥浆的粘度大于30s，比重小于1.05g/cm³，注入率为5％至10％；

对所述复合土层，于刀盘正面注入泡沫，所述泡沫的发泡率为20％，注入率为50％至150％，注入压力为0.1MPa至0.2MPa；于土仓内注入膨润土泥浆，所述膨润土泥浆的粘度大于30s，比重小于1.05g/cm³，注入率为5％。

对盾构掘进的土体进行土层划分，针对不同的土层给出了相对应的改良方法以及施工参数，解决两种或两种以上的差异土层需分别对应采用不同的改良方法的问题，改良后的土层满足盾构开挖及出土的要求，使得盾构掘进可以采用土压平衡盾构推进。

本发明复合地层盾构掘进土体改良施工方法的进一步改进在于，对待掘进的土体按土质情况进行划分按如下参数实施：

软粘土层，粘聚力大于30kPa，内摩擦角小于15°，塑性指数大于10；

复合土层，粘聚力在10kPa至30kPa之间，内摩擦角在15°至25°之间，塑性指数在1至10之间；

硬岩土层，粘聚力小于10kPa，内摩擦角大于25°，塑性指数为0。

本发明复合地层盾构掘进土体改良施工方法的进一步改进在于，所述膨润土为钠基膨润土，形成所述膨润土泥浆前，将所述钠基膨润土用200目筛过滤，筛余率小于95％，所述钠基膨润土的膨胀率为18mL/g至26mL/g。

本发明复合地层盾构掘进土体改良施工方法的进一步改进在于，所述泡沫剂的标准为浓度5％时的PH值为7至7.5，凝固点为-10℃。

附图说明

图1为本发明复合地层盾构掘进土体改良施工方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。