[发明专利]一种粉质粘土在盾构同步注浆中环保处理方法

说明书

本发明是一种渣土资源化利用处理方法，特别是一种粉质粘土在盾构同步注浆中环保处理方法，属于岩土工程及隧道工程技术领域，S1：收集渣土，所述渣土为粉质粘土渣土；S2：评价污染，S3：实验室制备浆液，将粉质粘土渣土作为浆液基本材料，加入至同步注浆浆液中，用以替换同步注浆中的膨润土组分，开展均匀实验，S4：模拟浆液扩散，S5：利用神经网络建立浆液固化后地层变形预测模型，S6：对S3中得到的浆液及结石体性能、污染程度和S5中得到的地表沉降进行回归分析，确定同步注浆浆液基体材料和外加剂最优配比，本发明，通过浆液固化，可处理因渣土改良和浆液改良所加入外加剂引起的重金属、无机盐等污染，使处理后的浆液满足污染控制要求。

技术领域

本发明是一种渣土资源化利用处理方法，特别是一种粉质粘土在盾构同步注浆中环保处理方法，属于岩土工程及隧道工程技术领域。

背景技术

由于施工速度快、对周围环境影响小、自动化程度高，土压平衡盾构愈加广泛地应用于城市地铁区间隧道施工。盾构施工过程中地表沉降控制是尤为重要的。同步注浆是控制地表沉降的关键施工步骤，但同步注浆浆液用量大，成本高，且膨润土、早强剂、减水剂、有机物等外加剂会大大提高浆液成本。

(1)盾构施工过程中出渣量大，将这些渣土作为同步注浆组分，既可以减少渣土外运成本，也可以降低浆液自身成本。

(2)对于粉质粘土地层，盾构掘进易在刀盘上结成泥饼。目前国内外学者主要通过添加泡沫、发泡剂等无机盐或有机物改良渣土，改善刀盘结泥饼的现象，但改良剂易对盾构排出的渣土和周边地层造成重金属及有机物等污染。此外，为提高盾尾同步注浆浆液性能，经常加入羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素等有机物，亦会引起重金属及有机物污染。

(3)在盾构掘进过程中，地表发生塌陷主要是由开挖面失稳造成的，而开挖面失稳除了受到掘进参数选取和工程地质条件的影响外，还受到土舱内渣土状态的影响。在复杂地层条件下，盾构机刀盘切削下来的渣土一般流动性差，止水性弱，传递压力的能力低。在粘土地层，盾构机刀盘和螺旋输送机容易出现结泥饼的不利情况，导致盾构机掘进效率降低，能耗增加；在富水砂土地层，螺旋输送机容易出现喷涌，造成土舱压力急剧减小、开挖面失稳等。

(4)对于不同的情况，不同种类的重金属评价方法，测试的准确度不同，重金属评价方法对结果的差异，可能导致后续处理，会出现偏差处理，导致工程质量会下降，使得整个工程的成本增加。

因此，在盾构隧道同步注浆领域，急需一种方法在保证浆液性能的同时减少材料成本、固化污染物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉质粘土在盾构同步注浆中环保处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：

一种粉质粘土在盾构同步注浆中环保处理方法，包括以下步骤：

步骤S1：收集渣土，所述渣土为粉质粘土渣土；对土压盾构所得渣土勘察取样；

步骤S2：评价污染，确定重金属、无机盐污染状况和污染程度；

步骤S3：实验室制备浆液，将粉质粘土渣土作为浆液基本材料，加入至同步注浆浆液中，用以替换同步注浆中的膨润土组分，开展均匀实验，测量不同配比的浆液和结石体性能，测定污染程度，挖掘不同配比条件对浆液和结石体性能及污染状况的影响；

步骤S4：模拟浆液扩散，研究浆液扩散程度和对周边土体加固作用，初步预测地表沉降，将预测的地表沉降和对应的施工参数作为构建神经网络的训练样本；

步骤S5：利用神经网络建立浆液固化后地层变形预测模型，预测不同配比粉质粘土渣土浆液同步注浆效果下的地表沉降；

步骤S6：对步骤S3中得到的浆液及结石体性能、污染程度和步骤S5中得到的地表沉降进行回归分析，建立多目标规划模型，确定同步注浆浆液基体材料和外加剂最优配比。