CN110791395B - 一种利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法，包括如下步骤：(1)对盾构机上的泡沫管路进行改装，将其改装为草酸溶液注入管路；并通过改装管路使盾构机边掘进边注入草酸溶液；(2)判定盾构机上刀盘的结泥饼情况；(3)发现泥饼后，将盾构机停稳；(4)向盾构机的刀盘和土仓中注入泡沫剂溶液；(5)向盾构机的刀盘和土仓中注入草酸溶液；(6)浸泡完成后，盾构机试掘进；若出现喷涌现象，向螺旋机注入液态高分子聚合物。本发明的优点在于：本发明可以在不开仓的情况下处理泥饼，大大节约人力物力；并且，可以有效减少泥饼，从工期、成本、安全各方面产生了良好的社会、经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及盾构法隧道施工领域，尤其涉及一种利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法。
背景技术
近年来，随着越来越多的城市开始进行地铁建设，盾构法开始被广泛的应用到隧道建设中。
盾构法采用盾构机进行开挖掘进，这就要求盾构机对地层有一定的适应性。在实际工程中，盾构机在开挖黏土、淤泥质黏土、粉质粘土、泥岩等地层，刀盘表面极易粘附粘土，且越积越厚，最终形成泥饼。一旦形成泥饼，会造成刀盘扭矩增大，推进效果降低，影响施工进度。
在现有的施工中，针对刀盘结泥饼的难题，需要工人带压进仓，对刀盘上的泥饼进行清理。但是，带压进仓需要复杂的准备工作，施工工期长，并且清理成本高、劳动强度大、危险系数高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法，该方法可以在不开仓的情况下处理泥饼，大大节约人力物力，并且，采用本发明方法对盾构机泥饼进行处理，可以有效减少泥饼，从工期、成本、安全各方面产生了良好的社会、经济效益。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法，包括如下步骤：
(1)对盾构机上的其中一个泡沫管路进行改装，将其改装为草酸溶液注入管路；并将改装的草酸溶液注入管路用于盾构机掘进过程，使之边掘进边注入草酸溶液；其中，草酸溶液的配方为，草酸：水＝(0.2-0.3):1；
(2)在盾构机的掘进施工过程中，判定盾构机上刀盘的结泥饼情况；
(3)发现泥饼后，将盾构机停稳；
(4)通过盾构机上的原有泡沫管路向盾构机的刀盘和土仓中注入泡沫剂溶液；其中，泡沫剂溶液的配方为，泡沫剂：水＝(0.025-0.035):1；刀盘和土仓中泡沫剂溶液的注入量分别为1.5-2.5m3、2.5-3.5m3；注入过程中，刀盘转速0.25-0.35r/min，并每隔5-15min切换旋转方向；
(5)注入泡沫剂溶液1.5-2.5h后，通过草酸溶液注入管路向盾构机的刀盘和土仓中注入草酸溶液；其中，草酸溶液的配方为，草酸：水＝(0.2-0.3):1；刀盘和土仓中草酸溶液的注入量分别为4.5-5.5m3、2.5-3.5m3，浸泡时间为8-12h；浸泡过程中，每25-35min转动一次刀盘，每次转动5-15min，刀盘转速2.0-2.5r/min；
(6)浸泡完成后，盾构机试掘进；若出现喷涌现象，则向螺旋机注入液态高分子聚合物。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中草酸溶液的具体配方为，草酸：水＝0.25:1。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中对于结泥饼情况的判定，包括对渣土取样并测量渣温，以及，观察渣样黏性及性状。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(4)中泡沫剂溶液的具体配方为，泡沫剂：水＝0.03:1；刀盘和土仓中泡沫剂溶液的注入量分别为2m3、3m3；注入过程中，刀盘转速0.3r/min，并每隔10min切换旋转方向。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(4)中使用的泡沫剂为酸性泡沫，不与草酸发生中和反应。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(5)中草酸溶液的具体配方为，草酸：水＝0.25:1；刀盘和土仓中草酸溶液的注入量分别为5m3、3m3，浸泡时间为10h；浸泡过程中，每30min转动一次刀盘，每次转动10min，刀盘转速2.2r/min。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(6)中液态高分子聚合物具体为液态聚丙烯酰胺。
作为本发明的优选方式之一，所述草酸溶液的配比，是通过进行不同配比的草酸溶液对泥饼样品的消解效果实验而确定的。
本发明相比现有技术的优点在于：本发明在盾构掘进过程中边掘进边注入草酸溶液，能够有效减小结泥饼的风险；在盾构机结泥饼时，向盾构机刀盘和土仓压注泡沫剂溶液和草酸溶液，在压注过程中盾构机刀盘低速转动以保证溶液搅拌均匀，分解完成后复推，并根据推进效果决定是否向螺旋机注入液态高分子聚合物；本发明可以在不开仓的情况下处理泥饼，大大节约人力物力；并且，采用本发明方法对盾构机泥饼进行处理，可以有效减少泥饼，从工期、成本、安全各方面产生了良好的社会、经济效益。
附图说明
图1是实施例1-3中利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法的流程意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例的一种利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法，包括如下步骤：
(1)对盾构机上的其中一个泡沫管路进行改装，将其改装为草酸溶液注入管路；并将改装的草酸溶液注入管路用于盾构机掘进过程，使之边掘进边注入草酸溶液，以降低结泥饼风险；其中，草酸溶液的配方为，草酸：水＝0.25:1。
(2)在盾构机的掘进施工过程中，判定盾构机上刀盘的结泥饼情况。
(3)发现泥饼后，将盾构机停在自稳性较好的地层。
(4)通过盾构机上的原有泡沫管路向盾构机的刀盘和土仓中注入泡沫剂溶液；其中，泡沫剂溶液的配方为，泡沫剂：水＝0.03:1；刀盘和土仓中泡沫剂溶液的注入量分别为2m3、3m3；注入过程中，刀盘转速0.3r/min，并每隔10min切换旋转方向。
(5)注入泡沫剂溶液2h后，通过草酸溶液注入管路向盾构机的刀盘和土仓中注入草酸溶液；其中，草酸溶液的配方为，草酸：水＝0.25:1；刀盘和土仓中草酸溶液的注入量分别为5m3、3m3，浸泡时间为10h；浸泡过程中，每30min转动一次刀盘，每次转动10min，刀盘转速2.2r/min。
(6)浸泡完成后，盾构机试掘进；若出现喷涌现象，则向螺旋机注入液态高分子聚合物。
进一步地，所述步骤(2)中对于结泥饼情况的判定，包括对渣土取样并测量渣温，以及，观察渣样黏性及性状。
进一步地，所述步骤(4)中使用的泡沫剂为酸性泡沫，不与草酸发生中和反应。
进一步地，所述步骤(6)中液态高分子聚合物具体为液态聚丙烯酰胺。
实施例2
如图1所示，本实施例的一种利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法，包括如下步骤：
(1)对盾构机上的其中一个泡沫管路进行改装，将其改装为草酸溶液注入管路；并将改装的草酸溶液注入管路用于盾构机掘进过程，使之边掘进边注入草酸溶液，以降低结泥饼风险；其中，草酸溶液的配方为，草酸：水＝0.2:1。
(2)在盾构机的掘进施工过程中，判定盾构机上刀盘的结泥饼情况。
(3)发现泥饼后，将盾构机停在自稳性较好的地层。
(4)通过盾构机上的原有泡沫管路向盾构机的刀盘和土仓中注入泡沫剂溶液；其中，泡沫剂溶液的配方为，泡沫剂：水＝0.025:1；刀盘和土仓中泡沫剂溶液的注入量分别为1.5m3、2.5m3；注入过程中，刀盘转速0.25r/min，并每隔5min切换旋转方向。
(5)注入泡沫剂溶液1.5h后，通过草酸溶液注入管路向盾构机的刀盘和土仓中注入草酸溶液；其中，草酸溶液的配方为，草酸：水＝0.2:1；刀盘和土仓中草酸溶液的注入量分别为4.5m3、2.5m3，浸泡时间为8h；浸泡过程中，每25min转动一次刀盘，每次转动5min，刀盘转速2.0r/min。
(6)浸泡完成后，盾构机试掘进；若出现喷涌现象，则向螺旋机注入液态高分子聚合物。
进一步地，所述步骤(2)中对于结泥饼情况的判定，包括对渣土取样并测量渣温，以及，观察渣样黏性及性状。
进一步地，所述步骤(4)中使用的泡沫剂为酸性泡沫，不与草酸发生中和反应。
进一步地，所述步骤(6)中液态高分子聚合物具体为液态聚丙烯酰胺。
实施例3
如图1所示，本实施例的一种利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法，包括如下步骤：
(1)对盾构机上的其中一个泡沫管路进行改装，将其改装为草酸溶液注入管路；并将改装的草酸溶液注入管路用于盾构机掘进过程，使之边掘进边注入草酸溶液，以降低结泥饼风险；其中，草酸溶液的配方为，草酸：水＝0.3:1。
(2)在盾构机的掘进施工过程中，判定盾构机上刀盘的结泥饼情况。
(3)发现泥饼后，将盾构机停在自稳性较好的地层。
(4)通过盾构机上的原有泡沫管路向盾构机的刀盘和土仓中注入泡沫剂溶液；其中，泡沫剂溶液的配方为，泡沫剂：水＝0.035:1；刀盘和土仓中泡沫剂溶液的注入量分别为2.5m3、3.5m3；注入过程中，刀盘转速0.35r/min，并每隔15min切换旋转方向。
(5)注入泡沫剂溶液2.5h后，通过草酸溶液注入管路向盾构机的刀盘和土仓中注入草酸溶液；其中，草酸溶液的配方为，草酸：水＝0.3:1；刀盘和土仓中草酸溶液的注入量分别为5.5m3、3.5m3，浸泡时间为12h；浸泡过程中，每35min转动一次刀盘，每次转动15min，刀盘转速2.5r/min。
(6)浸泡完成后，盾构机试掘进；若出现喷涌现象，则向螺旋机注入液态高分子聚合物。
进一步地，所述步骤(2)中对于结泥饼情况的判定，包括对渣土取样并测量渣温，以及，观察渣样黏性及性状。
进一步地，所述步骤(4)中使用的泡沫剂为酸性泡沫，不会与草酸发生中和反应。
进一步地，所述步骤(6)中液态高分子聚合物具体为液态聚丙烯酰胺。
实施例4
本实施例用以确定上述实施例1-3中泥饼处理过程的最佳溶液组合。
本试验的目的是通过对比三种不同溶液(泡沫剂溶液、分散剂溶液、液态高分子聚合物)与草酸溶液的组合混合液对泥饼的分解效果，从而选定最适合的溶液组合。上述各溶液与水的分别配比关系如表1所示。
表1各溶液与水的配比关系表
试验方法：将上述比例的泡沫剂溶液(酸性泡沫剂溶液)、分散剂溶液(泥岩分散剂溶液)、液态高分子聚合物(液态聚丙烯酰胺)分别与草酸溶液组合形成三组混合溶液；三组混合溶液各取200g，用以消解50g渣土，观察消解情况。其中，三组混合溶液中各成分的具体用量配比以及对渣土的分解时间如表2所示。
表2三组混合溶液中各成分的配比以及渣土分解时间总结表
由表2可知，三组混合溶液中，草酸与泡沫剂溶液组合的分解效果最好；草酸与聚合物溶液组合的分解效果最差；草酸与分散剂溶液组合的分解效果适中。通过综合对比经济性、适用性以及对环境的影响，最终选择草酸与泡沫剂溶液组合用来处理刀盘结泥饼。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对盾构机上的其中一个泡沫管路进行改装，将其改装为草酸溶液注入管路；并将改装的草酸溶液注入管路用于盾构机掘进过程，使之边掘进边注入草酸溶液；其中，草酸溶液的配方为，草酸：水＝(0.2-0.3):1；
(2)在盾构机的掘进施工过程中，判定盾构机上刀盘的结泥饼情况；对于结泥饼情况的判定，包括对渣土取样并测量渣温，以及，观察渣样黏性及性状；
(3)发现泥饼后，将盾构机停稳；
(4)通过盾构机上的原有泡沫管路向盾构机的刀盘和土仓中注入泡沫剂溶液；其中，泡沫剂溶液的配方为，泡沫剂：水＝(0.025-0.035):1，泡沫剂为酸性泡沫，不与草酸发生中和反应；刀盘和土仓中泡沫剂溶液的注入量分别为1.5-2.5m3、2.5-3.5m3；注入过程中，刀盘转速0.25-0.35r/min，并每隔5-15min切换旋转方向；
(5)注入泡沫剂溶液1.5-2.5h后，通过草酸溶液注入管路向盾构机的刀盘和土仓中注入草酸溶液；其中，草酸溶液的配方为，草酸：水＝(0.2-0.3):1；刀盘和土仓中草酸溶液的注入量分别为4.5-5.5m3、2.5-3.5m3，浸泡时间为8-12h；浸泡过程中，每25-35min转动一次刀盘，每次转动5-15min，刀盘转速2.0-2.5r/min；
(6)浸泡完成后，盾构机试掘进；若出现喷涌现象，则向螺旋机注入液态高分子聚合物。
2.根据权利要求1所述的利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法，其特征在于，所述步骤(1)中草酸溶液的具体配方为，草酸：水＝0.25:1。
3.根据权利要求1所述的利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法，其特征在于，所述步骤(4)中泡沫剂溶液的具体配方为，泡沫剂：水＝0.03:1；刀盘和土仓中泡沫剂溶液的注入量分别为2m3、3m3；注入过程中，刀盘转速0.3r/min，并每隔10min切换旋转方向。
4.根据权利要求1所述的利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法，其特征在于，所述步骤(5)中草酸溶液的具体配方为，草酸：水＝0.25:1；刀盘和土仓中草酸溶液的注入量分别为5m3、3m3，浸泡时间为10h；浸泡过程中，每30min转动一次刀盘，每次转动10min，刀盘转速2.2r/min。
5.根据权利要求1所述的利用草酸溶液处理盾构机结泥饼的方法，其特征在于，所述步骤(6)中液态高分子聚合物具体为液态聚丙烯酰胺。
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