(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910426052.8
(22)申请日 2019.05.21
(71)申请人 重庆大学
地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
(72)发明人 刘新荣 刘东双 熊飞 王浩
孟庆军 钟祖良 左龙 务玉龙
梁宁慧
(74)专利代理机构 成都明涛智创专利代理有限
公司 51289
代理人 丁国勇
(51)Int.Cl.
E21D 9/08(2006.01)
E21D 9/087(2006.01)
E21D 11/08(2006.01)
E21D 11/10(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种泥水平衡盾构下穿江河
施工方法，涉及领域，主要。为达到上述目的，本
发明的技术方案是：包括准备措施、盾构长距离
离掘进测量如下：土仓压力值的选定、推进力和
选型盾构机施工阶段隧道轴线偏离设计轴线不
得大于±50mm。能够防漏、仿冒、防沉、防堵、防浮
等工作，有效的保障了盾构隧道下穿江河施工的
顺利进行。权利要求书2页 说明书10页 附图1页CN 110259467 A 2019.09.20 C N 110259467
A
1.泥水平衡盾构下穿江河施工方法，其特征在于，包括准备措施、盾构长距离掘进测量和盾构下穿江底段掘进施工。
2.根据权利要求1所述的泥水平衡盾构下穿江河施工方法，其特征在于：准备措施包括防止盾尾漏浆、防止江底冒浆和防止江底土层坍塌。
3.根据权利要求1所述的泥水平衡盾构下穿江河施工方法，其特征在于：防止盾尾漏浆如下：
提高同步注浆质量：每环推进前，同步注浆材料采用凝结时间短的水泥砂浆进行管片背后的空隙回填，在涌水量较大的地段，采用在管片背后分段注入双液浆止水；
保持切口水压稳定：保持切口水压稳定，并使其低于注浆压力；
均匀足量压注盾尾油脂：盾尾油脂压注采用自动和手动模式相结合，盾尾油脂的压注量砸死每环80～100kg，盾尾局部漏浆时，采用手动模式在漏浆部位补注油脂；
控制盾尾间隙差值：管片拼装过程中，盾尾间隙差值在20mm之内。
4.根据权利要求1所述的泥水平衡盾构下穿江河施工方法，其特征在于：防止江底冒浆：控制切口水压波动范围在±0.2bar以内；
发生江底冒浆时，采取对策如下：
当发现江底冒浆时，如果是轻微的冒浆，在不降低开挖面水压下能进行推进，则向前推进，同时加快推进速度，提高拼装效率，使盾构穿过冒浆区。
当冒浆严重，不能推进时：将开挖面水压降低到平衡为止，提高泥水比重和粘度，掘进若干距离后进行充分的壁后注浆，将开挖面水压返回到正常状态，进行正常掘进。
当发现江水由盾尾处流入隧道时，在漏水部位相应压注聚胺脂，同时安排好排水工作，使进入盾构的江水排出隧道。
5.根据权利要求1所述的泥水平衡盾构下穿江河施工方法，其特征在于：盾构长距离掘进测量如下：
土仓压力值的选定：以土压平衡状态下的土压力计算值为盾构掘进施工的土压设定值；
推进力和推进速度：盾构掘进速度为20～40mm/min；
同步注浆：注浆压力是在注浆处水土压力基础上提高0.1～0.2bar，且使浆液不进入土仓和压坏管片，不因注浆压力过大造成地表隆起；
补注浆：在上行隧道施工掘进完成后，通过预埋注浆管对管片外地层进行深层注浆加固；
盾构姿态及管片选型：盾构机施工阶段隧道轴线偏离设计轴线不得大于±50mm。
6.根据权利要求1所述的泥水平衡盾构下穿江河施工方法，其特征在于：盾构下穿江底段掘进施工包括穿越邕江前后的开仓检查及刀具配置和重叠段盾构掘进。
7.根据权利要求6所述的泥水平衡盾构下穿江河施工方法，其特征在于：重叠段盾构掘进按照如下步骤进行：
第一步：注浆设备加工及现场组装，下行隧道重叠段地层加固注浆范围202.5°，地层注浆加固投入至少1套注浆台架，注浆台车配备行走台车及辅助注浆设备，注浆台架焊接并固定在管片运输或者渣车平板车上，采用电瓶车辅助移动，钻孔采用气腿式风钻，注浆采用双液注浆机，注浆过程中对其管片结构进行监测，注浆加固按照分区、对称进行或间隔1环“W”
形式进行；
第二步：支撑台架加工及现场组装，目前拟计划投入2组支撑台架，支撑台架对下行隧道进行全范围支撑，支撑台架按照1500mm/榀对管片与管片连接处进行骑缝支撑，支撑设备超前盾构刀盘不小于10m；
第三步：重叠隧道盾构掘进，盾构掘进前须将第一段支撑系统安装完成；
第四步：上行隧道地层注浆加固，注浆作业按照第一步操作；
第五步：其余地层加固。
泥水平衡盾构下穿江河施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种泥水平衡盾构下穿江河施工方法，主要涉及盾构领域。
背景技术
[0002]盾构隧道下穿江河面临诸多风险：
[0003](1)江底高水压下盾尾密封失效，容易造成盾尾漏浆。
[0004](2)盾构覆土浅，泥水压力控制不当，易造成盾构隧道与江河串通，发生 江底坍塌。
[0005](3)江底段地下水压高，造成管片上浮较大以及盾构机姿态控制困难。
[0006](4)盾构机在江底段长距离掘进可能出现刀具磨损严重，在江底段进行带 压进仓作业。
发明内容
[0007]针对以上现有技术的不足，本发明提出一种泥水平衡盾构下穿江河施工方 法，能够防漏、仿冒、防沉、防堵、防浮等工作，有效的保障了盾构隧道下穿 江河施工的顺利进行。[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案是：包括准备措施、盾构长距离掘进 测量和盾构下穿江底段掘进施工。
[0009]进一步，准备措施包括防止盾尾漏浆、防止江底冒浆和防止江底土层坍塌。[0010]进一步，防止盾尾漏浆如下：提高同步注浆质量：每环推进前，同步注浆 材料采用凝结时间短的水泥砂浆进行管片背后的空隙回填，在涌水量较大的地 段，采用在管片背后分段注入双液浆止水；保持切口水压稳定：保持切口水压 稳定，并使其低于注浆压力；均匀足量压注盾尾油脂：盾尾油脂压注采用自动 和手动模式相结合，盾尾油脂的压注量砸死每环80～100kg，盾尾局部漏浆时， 采用手动模式在漏浆部位补注油脂；控制盾尾间隙差值：管片拼装过程中，盾 尾间隙差值在20mm之内。
[0011]进一步，防止江底冒浆：控制切口水压波动范围在±0.2bar以内；发生江底 冒浆时，采取对策如下：当发现江底冒浆时，如果是轻微的冒浆，在不降低开 挖面水压下能进行推进，则向前推进，同时加快推进速度，提高拼装效率，使 盾构穿过冒浆区。当冒浆严重，不能推进时：将开挖面水压降低到平衡为止， 提高泥水比重和粘度，掘进若干距离后进行充分的壁后注浆，将开挖面水压返 回到正常状态，进行正常掘进。
[0012]当发现江水由盾尾处流入隧道时，在漏水部位相应压注聚胺脂，同时安排 好排水工作，使进入盾构的江水排出隧道。
[0013]进一步，盾构长距离掘进测量如下：
[0014]土仓压力值的选定：以土压平衡状态下的土压力计算值为盾构掘进施工的 土压设定值；
[0015]推进力和推进速度：盾构掘进速度为20～40mm/min；
[0016]同步注浆：注浆压力是在注浆处水土压力基础上提高0.1～0.2bar，且使浆 液不
进入土仓和压坏管片，不因注浆压力过大造成地表隆起；
[0017]补注浆：在上行隧道施工掘进完成后，通过预埋注浆管对管片外地层进行 深层注浆加固；
[0018]盾构姿态及管片选型：盾构机施工阶段隧道轴线偏离设计轴线不得大于± 50mm。[0019]进一步，盾构下穿江底段掘进施工包括穿越邕江前后的开仓检查及刀具配 置和重叠段盾构掘进。
[0020]进一步，重叠段盾构掘进按照如下步骤进行：第一步：注浆设备加工及现 场组装，下行隧道重叠段地层加固注浆范围202.5°，地层注浆加固投入至少1 套注浆台架，注浆台车配备行走台车及辅助注浆设备，注浆台架焊接并固定在 管片运输或者渣车平板车上，采用电瓶车辅助移动，钻孔采用气腿式风钻，注 浆采用双液注浆机，注浆过程中对其管片结构进行监测，注浆加固按照分区、 对称进行或间隔1环“W”形式进行；第二步：支撑台架加工及现场组装，目 前拟计划投入2组支撑台架，支撑台架对下行隧
道进行全范围支撑，支撑台架 按照1500mm/榀对管片与管片连接处进行骑缝支撑，支撑设备超前盾构刀盘不 小于10m；第三步：重叠隧道盾构掘进，盾构掘进前须将第一段支撑系统安装 完成；第四步：上行隧道地层注浆加固，注浆作业按照第一步操作；第五步： 其余地层加固。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本发明的其中两幅，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动 的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为盾构机上下行隧道到达施工流程图；
[0023]图2为盾构主要施工工艺流程图。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例仅仅是本发明的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]实施例
[0026]重大风险及应对措施
[0027]1准备措施
[0028](1)在下穿江河前做好过江段的地质补充勘查工作，提前做好应急措施；[0029]提前对江中隧道范围内的既有钻孔进行调查(地质钻孔封孔情况)和地质 探测，防止江水与隧道联通，发生喷涌事故；
[0030](2)组织我公司以及国内知名的盾构专家对过江段和富水圆砾层段的掘进 风险和施工措施进行研讨，并对指导性方案进行确定。项目部将据此编制实施 方案，报批后实施。
[0031](3)预先对隧道覆土较浅段采用水下C35砼灌注，硬化河床底(厚度2m～ 3m)，顺江
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