CN110344836A - 用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法 - Google Patents
用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法，包括以下步骤：根据施工的地质条件和掘进要求，选定衡盾泥浆体配比；根据选定的衡盾泥浆体配比配置衡盾泥，将衡盾泥泵送至土舱；高压进舱关闭前闸门，使开挖舱封闭；将衡盾泥注浆管接入前舱预留超前注浆管，进行浆液置换；待浆液置换完成后，分级加压至指定压力并进行保压，衡盾泥建模完成；进行排土换气作业和带压进舱处理。本发明充分利用盾构施工的现有装置，步骤简单且效果优良，可在掌子面前方突然出现孤石后迅速进行浆液置换，从而实现掌子面保压和孤石处理。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道施工技术领域，尤其涉及一种用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法。
背景技术
在跨海盾构隧道施工过程中，绝大部分施工选用泥水盾构进行。海底盾构在掘进过程中由于沿线地质条件复杂、地勘难度较大精度难以控制，盾构在掘进过程中易穿越孤石密集区段。为保障盾构安全顺利掘进，需进行带压进舱处置孤石。常规处理方式包括使用浓浆循环制造泥膜、海上地层注浆加固等方式，通过强化掌子面前方土体降低其渗透系数实现盾构保压。
但在实际施工中，由于跨海隧道穿越地层水文地质条件复杂，水土压力较高，土体渗透系数较大，带压进舱处理孤石时面临较为严重的掌子面渗水甚至失稳的风险，盾构密封防漏任务艰巨。海上地层注浆需求配套设施较多，浓浆循环制造泥膜在复杂情况下往往较难取得良好效果。如何经济方便的解决孤石处理中的掌子面保压问题成为制约工程施工速度与质量的关键因素。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法。
为了实现上述目的，本公开提供一种用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法，包括以下步骤：
S1，根据施工的地质条件和掘进要求，选定衡盾泥浆体配比；
S2，根据选定的衡盾泥浆体配比配置衡盾泥，将衡盾泥泵送至土舱；
S3，高压进舱关闭前闸门，使开挖舱封闭；
S4，将衡盾泥注浆管接入前舱预留超前注浆管，进行浆液置换；
S5，待浆液置换完成后，分级加压至指定压力并进行保压，衡盾泥建模完成；
S6，进行排土换气作业和带压进舱处理。
可选地，配置衡盾泥具体步骤如下：以无机粘土浆体作为A液、增粘剂作为B液，将A液和水以选定的衡盾泥浆体配比要求的比例加入到搅拌机中搅拌均匀，直至无结团微粒，再将搅拌均匀后的浆体以选定的衡盾泥浆体配比要求的的比例通过自吸泵加入B液，充分搅拌，形成高粘度衡盾泥。
可选地，保压时间达到120分钟。
可选地，排土换气阶段，首先将气泡舱压力设置至比交底压力高0.2bar，将气泡舱通往前舱的闸门打开，把前舱的衡盾泥清至气泡舱，通过气泡舱泥水环流将衡盾泥带出。
可选地，进舱前进行保压试验，试验标准为：将Samson气压调节装置关闭，经过2小时压力降至85％以上为合格，同时监测海面有无变化。
本发明的有益效果在于：
1、本发明充分利用盾构施工的现有装置，步骤简单且效果优良，可在掌子面前方突然出现孤石后迅速进行浆液置换，从而实现掌子面保压和孤石处理；
2、本发明适用于海底泥水盾构施工过程中遇到的孤石处理问题，效果显著，可处理常规方式无法解决的问题，且应用灵活，具备良好经济效益，具有广泛的实用性、推广性和经济价值。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本发明所述的衡盾泥建模示意图；
图2是本发明所述的浆气质换示意图。
附图标记说明
1-平衡管，2-超前注浆管，3-前舱，4-气垫舱，5-气体。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本发明提出一种可充分保障海底隧道孤石处理时掌子面压力的施工方法，该方法步骤简单，配套设施需求较低，可在孤石密集段灵活使用，并在穿过孤石密集段后及时更改为原处理方式从而具备了优良的经济效应。本发明涉及的用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法，包括以下步骤：
S1，根据施工的地质条件和掘进要求，选定衡盾泥浆体配比。
应结合地层条件及工程需求进行相应的试验以确定各配比原料组分。此后进行施工现场的衡盾泥配置设备安装。
S2，根据选定的衡盾泥浆体配比配置衡盾泥，将衡盾泥泵送至土舱；
配置衡盾泥具体步骤如下：以无机粘土浆体作为A液、增粘剂作为B液，将A液和水以选定的衡盾泥浆体配比要求的比例加入到搅拌机中搅拌均匀，直至无结团微粒，再将搅拌均匀后的浆体以选定的衡盾泥浆体配比要求的的比例通过自吸泵加入B液，充分搅拌，形成高粘度衡盾泥。
在衡盾泥配置设备安置完成后，依据试验配置的配比进行施工现场的衡盾泥配比。应注意的是，配比过程中应严格按比例控制各组分含量，并利用剪切泵对浆液进行充分循环剪切。
S3，高压进舱关闭前闸门，使开挖舱封闭。
S4，将衡盾泥注浆管接入前舱预留超前注浆管，进行浆液置换。
衡盾泥注入前舱3过程中，原前舱3浆液由顶部平衡管1放出至污水箱，注入时观察前舱3顶部压力，及时调整注浆泵频率和放浆口球阀开闭大小，控制注入时顶部压力不要波动过大，超前注浆管2及顶部平衡管1位置如图1所示。浆液置换过程中，待顶部放出浆液和注入的衡盾泥基本一样时，浆液置换完成的标准为将放出的浆液用自来水清洗，无杂质洗出，此时认为前舱3内衡盾泥置换完成，此时气垫舱4内无衡盾泥。
S5，待浆液置换完成后，分级加压至指定压力并进行保压，衡盾泥建模完成。
加压最终值应结合应用工程实际情况确定。待舱内达到指定压力且保压时间达120分钟后，衡盾泥建模完成，置换及加压完成效果如图1所示。分级加压完成后，前舱实现压力平衡。
S6，进行排土换气作业和带压进舱处理。
由平衡管1进气直到下部超前注浆管2放出气体5。应注意的是，加气排土阶段，首先将气垫舱4压力设置至比交底压力高0.2bar，潜水员进入气垫舱4后将通往前舱3的闸门打开，采用人工清理把前舱3的衡盾泥清至气泡舱，通过气泡舱泥水环流将衡盾泥带出，最终气体5充斥前舱3与气垫舱4，如图2所示。进舱前进行保压试验，试验标准为：将Samson气压调节装置关闭，经过2小时压力降至85％以上为合格，同时监测海面有无变化。
通过衡盾泥在跨海泥水盾构孤石群处理中掌子面保压的运用，海底泥水盾构施工过程中可方便可靠的实现保压，安全迅速的完成带压进舱孤石处理，不影响盾构正常施工，跨越孤石密集段后可迅速更换回原掌子面平衡方式，此外本方法的使用过程中也不存在海上注浆配套设备繁多的缺陷。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (5)
1.用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，根据施工的地质条件和掘进要求，选定衡盾泥浆体配比；
S2，根据选定的衡盾泥浆体配比配置衡盾泥，将衡盾泥泵送至土舱；
S3，高压进舱关闭前闸门，使开挖舱封闭；
S4，将衡盾泥注浆管接入前舱预留超前注浆管，进行浆液置换；
S5，待浆液置换完成后，分级加压至指定压力并进行保压，衡盾泥建模完成；
S6，进行排土换气作业和带压进舱处理。
2.根据权利要求1所述的用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法，其特征在于，配置衡盾泥具体步骤如下：以无机粘土浆体作为A液、增粘剂作为B液，将A液和水以选定的衡盾泥浆体配比要求的比例加入到搅拌机中搅拌均匀，直至无结团微粒，再将搅拌均匀后的浆体以选定的衡盾泥浆体配比要求的的比例通过自吸泵加入B液，充分搅拌，形成高粘度衡盾泥。
3.根据权利要求1所述的用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法，其特征在于，保压时间达到120分钟。
4.根据权利要求1所述的用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法，其特征在于，排土换气阶段，首先将气泡舱压力设置至比交底压力高0.2bar，将气泡舱通往前舱的闸门打开，把前舱的衡盾泥清至气泡舱，通过气泡舱泥水环流将衡盾泥带出。
5.根据权利要求1所述的用于跨海泥水盾构孤石群处理的衡盾泥掌子面保压方法，其特征在于，S6中，进舱前进行保压试验，试验标准为：将Samson气压调节装置关闭，经过2小时压力降至85％以上为合格，同时监测海面有无变化。
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