[发明专利]一种盾体注浆辅助大直径盾构始发姿态调整的方法

权利要求书

1.一种盾体注浆辅助大直径盾构始发姿态调整的方法，其特征在于：所述方法针对盾构始发过程中盾构机从加固体区域进入黏土地层中盾构机姿态出现向下栽头和水平飘移现象进行的纠偏措施，其具体步骤如下：

(1)在盾构始发过程中通过盾构机导向系统监测盾构机的掘进姿态，在姿态出现异常时首先通过盾体径向孔及超前注浆孔注入粘度大于60s的膨润土在前中盾位置形成膨润土环箍进行保护；所述膨润土提前12h拌制使之膨化；

(2)在膨润土注入完成后通过在纠偏侧的盾体超前注浆孔及径向注浆孔注入水泥和水玻璃双浆液，并在注入孔位的盾体外侧形成凸起；双浆液的注入通过注浆机和搅拌罐现场搅拌注入，双浆液中水泥和水玻璃的配比1:1～1:1.3，凝结时间20s～25s，每个点位注入方量0.4m³～0.6m³，注浆压力0.5bar以内；

(3)在双浆液注入完成后，在盾构掘进过程中对盾构机姿态进行调整，使其其朝向双浆液注入点位的方向偏移，在调整过程中，双浆液的注入侧增加了盾体外壳与地层之间的摩擦力，从而增加了水平分区/垂直分区压力差，同时盾体上包裹的浆块相当于开挖断面扩挖，使盾构机在受到地层应力的作用下向注浆位置偏移，共同使得姿态向目标值靠拢；

(4)在盾构姿态调整过程，遇到紧急情况时在盾构每环掘进前以及在掘进过程中通过步骤(2)中相同的盾体超前注浆孔及径向注浆孔再次注入双浆液，每个点位的注入方量控制在0.2-0.3m³；

(5)待盾构机姿态调整结束后，及时通过管片注浆孔查看盾体浆液对地层的扩挖情况，并注入分散剂对步骤(2)和步骤(4)中注入的双浆液进行溶解，以免过渡扰动地层或持续影响盾构姿态控制。

2.根据权利要求1所述的一种盾体注浆辅助大直径盾构始发姿态调整的方法，其特征在于：所述步骤(1)中按照盾构机导向系统测试的盾构机三维状态与隧道设计轴线进行差值计算，并按照施工技术交底给出的盾构姿态水平前点、中点、后点和垂直前点、中点、后点进行控制，当差值大于30mm时开始注入膨润土。

3.根据权利要求1所述的一种盾体注浆辅助大直径盾构始发姿态调整的方法，其特征在于：所述步骤(1)中膨润土的注入过程：连接膨润土注入管路至盾体径向孔及超前注浆孔，在盾构姿态出现异常时，随着盾构的掘进不断向径向孔及超前注浆孔注入膨润土，边推边注，压力控制在0.4bar以内，方量控制在施工建筑空隙的1.5倍，注入并保持盾构持续向前掘进2m。

4.根据权利要求1所述的一种盾体注浆辅助大直径盾构始发姿态调整的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，在进行双浆液注入过程中，可以在与双浆液注入点位对称的盾体超前注浆孔或径向注浆孔注入减摩剂，所述减摩剂包括废弃油液、泡沫剂、膨润土或水中的一种。

5.根据权利要求1所述一种盾体注浆辅助大直径盾构始发姿态调整的方法，其特征在于：所述步骤(2)中双浆液的注浆点位分为上下左右四个区域，注浆时按照姿态纠偏需求在盾尾对应点位注入，浆液扩散范围不超过45°，并在盾体外侧凝结形成圆台状浆块，通过与地层之间的摩擦力反作用于盾构姿态纠偏，根据盾构机姿态调整需求，每次注入方量按照0.1～0.2m³进行增减。

6.根据权利要求1所述的一种盾体注浆辅助大直径盾构始发姿态调整的方法，其特征在于：所述步骤(2)中注浆过程包括以下步骤：a.提前准备注浆机及搅拌罐至作业区；b.待注浆的超前注浆孔及径向注浆孔处安装注浆用的球阀、注浆头和四通，四通接口分别水泥浆接口、水玻璃管接口、泄压管和注入口球阀，并通过注浆管路将双液注浆机的水泥管、水玻璃管分别与四通的水泥浆接口、水玻璃管接口连接；c将水泥通过搅拌罐拌制，同时在水玻璃存储罐内按照标尺计算出对应的方量提前储备；d.准备好之后，打开泄压球阀，开始调试注浆泵，调试正常后，关闭泄压阀，打开水泥浆管球阀和水玻璃浆管球阀，开始注浆。