超大直径泥水盾构超黏地层施工技术.pdfVIP

超大直径泥水盾构超黏地层施工工法 1. 前言 超大直径泥水盾构常压刀盘开口率小，在穿越黏性颗粒含量较高地层时极易出现刀盘刀具结泥、 仓内滞排、掘进参数突变等异常，严重时需带压进仓清理，增加施工风险的同时也严重制约施工效 率。针对该地层特点及施工难点，从大直径泥水盾构掘进模式、掘进参数、泥浆管理、环流及刀盘 冲刷等方面进行分析研究及技术创新，总结形成超大直径泥水盾构穿越超黏地层（富含黏土矿物） 的施工工法，取得较好效果。 2. 工法特点 2.1 可有效提高施工效率 针对超黏地层遇水膨胀、黏性增加的特点，以预防为主、防治结合、综合治理为主要原则，采取泥 水仓上部 1/3～1/2压缩气体、下部 2/3～1/2泥浆辅助气压模式，减少了地层与泥水长时间接触而 引发的膨胀、粘性增加，降低了刀盘刀具结泥的概率，并可降低刀盘扭矩；同时通过采取严格控制 泥浆质量、增加循环泥浆流量、周期性洗仓、高压水刀冲洗等措施防止仓内滞排引起的刀盘结泥， 掘进参数稳定，规避了带压进仓及减黏剂泡仓，有效提高施工效率。 2.2可有力保障施工安全 通过对地质情况、周边建构筑物、地下管线等进行严密调查，针对辅助气压掘进带来的风险制 定针对性措施，降低了刀盘结泥带来的掘进参数剧变、无进尺，降低了频繁带压进仓、减黏剂泡仓 风险，有效控制地表沉降。 2.3 工艺参数具体，实操性强 通过对施工参数、控制指标等进行量化，施工目标明确，规避施工过程中繁琐复杂的程序，可 操作性强，有效解决了此地质条件下各种疑难杂症，为后续类似工程盾构掘进奠定了基础。 3. 适用范围 本工法适用于超大直径泥水盾构在超黏地层中的掘进施工。 4. 工艺原理 地层中的黏性颗粒遇水易膨胀、粘性增加，进入泥水仓后在仓底沉积，引发滞排，进而使刀盘 扭矩增加、掘进速度明显降低，并逐渐堵塞刀盘溜渣口。本工法工艺原理如下： 4.1通过采取辅助气压模式掘进，减少了黏性地层与泥水长时间接触而引发的膨胀、黏性增加， 降低了刀盘刀具结泥的概率，并可有效降低刀盘扭矩。 4.2严格控制泥浆指标，通过增大泥浆循环流量及刀盘中心冲刷流量，辅以周期性洗仓措施， 使泥浆快速流动，一定程度上缓解了常压刀盘开口率过小导致的渣土流动不畅，降低了仓底积渣滞 排的概率。 4.3高压水刀定期冲洗刀盘溜渣口，降低堵塞风险。 4.4通过大数据平台严密关注掘进参数，通过刀具监测系统适时监测，有问题时及时调整、更 换。 1 5. 施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程 施工工艺流程见图-1： 5.1-1超大直径泥水盾构超黏地层施工工艺流程 5.2 操作要点 5.2.1 地表环境调查及预处置 根据施工调查情况、建构筑物安全鉴定评估报告及地质详细勘查报告，对地表建构筑物、地下 管线等施作相对应的预处置措施，如预埋跟踪注浆管、注浆加固等，必要时应进行地质补勘。 5.2-1 建构筑物加固示意图 2 5.2.2 气压辅助模式掘进 （1）气压辅助模式掘进 以每300mm为一掘进周期，掘进的同时辅以防滞排施工控制、高压水刀冲洗、掘进参数管理及 刀具状态监控。 （2）气压辅助模式掘进的使用、关闭条件 ①使用前提条件：盾构机刀盘上覆土以及刀盘前方掌子面地层稳定，且气密性良好； ②使用过程关闭条件：掘进过程中，通过控制进排浆流量差，使泥水仓液位无较大波动，并时 刻关注空压机状态及保压系统排气量，调节阀开合度＞0.7时应立刻恢复满仓掘进。 5.2-2 保压系统监控 （3）气压辅助模式的转换 缓慢打开泥水仓与气垫仓联通阀，单次开启不超过阀门的1/3，待压力稳定后，按照每梯度1m 降低泥水仓液位至工作液位 （按需调整，如1/3