技术领域
[0001] 本
发明涉及泥
水盾构施工的盾构机接收领域，尤其涉及一种利用环流保压系统快速泥浆回灌钢套筒的盾构接收方法。
背景技术
[0002] 盾构施工是当今隧道施工的主要施工方法，盾构施工工法涉及领域较多，主要包括：盾构始发、盾构掘进、盾构接收；本发明主要涉及盾构接收领域。目前，常采用的盾构接收方式主要可分为常规接收和非常规接收2种，常规接收方式是通过端头加固利用接收架进行盾构机接收；而非常规接收方式有：盾构水中到达、盾构钢套筒接收、混泥土
箱体盾构接收等方式。目前已知的盾构接收方法均存在着效率低、工期长、成本高和一定的安全问题。
[0003] 环流保压系统是一种
现有技术，应用于泥水平衡盾构中，环流保压系统是利用管道输送渣浆的系统，主要利用泥浆的流动带走盾构机切削下来的渣土，达到盾构机出渣的目的，并依靠环流保压系统控制土仓内泥浆的压
力来平衡掌子面的水压和土压，维持掌子面稳定，从而保证盾构机正常掘进。
[0004] 本发明是利用盾构机自身的环流保压系统来进行盾构接收施工，以解决现有盾构接收方法效率低、工期长、成本高和安全性低的问题。
发明内容
[0005] 为了解决本发明所述的技术问题，本发明提供了一种利用环流保压系统快速泥浆回灌钢套筒的盾构接收方法，该方法充分利用盾构机的环流保压系统及施工中的泥浆，能极大地提高盾构接收速度，大大节约施工工期和施工成本，并极大程度地保障施工安全。
[0006] 为了实现本发明的目的，所采用的技术方案为：一种利用环流保压系统快速泥浆回灌钢套筒的盾构接收方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤一：在洞
门连续墙后方安装钢套筒，并在钢套筒的后方安装反力架，在洞门连续墙上设置至少两道泥浆平衡联通孔，泥浆平衡联通孔的一端开口设置于朝向钢套筒的一侧，另一端位于洞门连续墙内，且至少一道泥浆平衡联通孔为长孔，至少一道泥浆平衡联通孔为短孔；
[0008] 步骤二：盾构机开始掘进，盾构机刀盘41切削洞门连续墙，环流保压系统运作；
[0009] 步骤三：盾构机掘进切削洞门连续墙使长孔泥浆平衡联通孔联通盾构机土仓和钢套筒后，通过盾构机的环流保压系统进行泥浆回灌，使泥浆通过长孔泥浆平衡联通孔灌进钢套筒，在泥浆回灌的过程中，通过调整环流保压系统送泥
泵和排泥泵的参数，稳定切口水压，使钢套筒与盾构机切削面泥水压力平衡，该步骤中，盾构机保持掘进；
[0010] 步骤四：盾构机掘进切削洞门连续墙使短孔泥浆平衡联通孔联通盾构机土仓和钢套筒后，进入全面泥浆回灌阶段，此时停止环流保压系统内排泥泵的运作，利用送泥泵高转速运作使泥浆大流量灌入钢套筒并保持切口水压稳定，使钢套筒与盾构机切削面泥水压力平衡，同时通过钢套筒的排气
阀或者观察口或者两者共用快速排走钢套筒内空气，该步骤中，盾构机停止掘进；
[0011] 步骤五：当钢套筒内泥浆灌满80％-90％时，排泥泵运作，减小环流保压系统的灌浆流量，使泥浆小流量灌入钢套筒，保持切口水压稳定，使钢套筒与盾构机切削面泥水压力平衡；
[0012] 步骤六：当泥浆灌满钢套筒后，盾构机恢复掘进，掘进时环流保压系统仍继续运作，保持切口水压稳定，使钢套筒与盾构机切削面泥水压力平衡；
[0013] 步骤七：盾构机掘进破除洞门连续墙后进入钢套筒，环流保压系统保持运作，保持切口水压稳定，使钢套筒内泥浆压力与洞门土体压力的平衡，
支撑洞门附近土体，同时稳定地排出盾构机掘进时挤占钢套筒空间的泥浆；
[0014] 步骤八：盾构机脱离管片之前，进行洞门注浆，封堵洞门；
[0015] 步骤九：盾构机完全进入钢套筒后，土仓泄压、拆除钢套筒，盾构机解体吊出。
[0016] 作为本发明的进一步改进，所述泥浆平衡联通孔共设有两道，设置高度不高于盾构机的下半部，且两道泥浆平衡联通孔之间于同一水平面左右设置。
[0017] 作为本发明的进一步改进，在步骤二中，盾构机开始掘进之前，对钢套筒进行水密试验。
[0018] 作为本发明的进一步改进，在盾构机掘进切削洞门连续墙的过程中，根据连续墙强度和刀具磨损情况严格控制推力及刀盘41贯入度，防止过大推力挤裂墙体使泥浆平衡联通孔提前联通盾构机土仓，同时也防止切削过大
混凝土块堵塞泥浆平衡联通孔。
[0019] 作为本发明的进一步改进，步骤三中，通过调整环流保压系统送泥泵和排泥泵的参数以稳定切口水压时，需保证携渣流量不低于标准值。
[0020] 作为本发明的进一步改进，步骤五中，开启盾构机土仓保压阀，并利用环流保压系统的旁路环流的管路压力，缓慢往钢套筒中灌浆。
[0021] 作为本发明的进一步改进，步骤八中，盾构机最后一道盾尾刷脱离管片之前进行洞门注浆，所述注浆为双液注浆。
[0022] 本发明的有益效果为：
[0023] 一、节约工期
[0024] 本发明所述方法利用盾构机自身的环流保压系统进行泥浆保压回灌，整个泥浆回灌过程稳定，充分利用环流系统保压功能，提高了钢套筒灌浆效率，钢套筒灌浆时间不足1小时即可完成，而常规的砂石、土回填需要5至7天，与现有技术相比，本发明极大程度地提高了盾构接收速度，缩短了施工工期。
[0025] 二、节约成本
[0026] 本发明所述方法利用盾构机自身的环流保压系统进行泥浆保压回灌，节省设备成本，同时，在泥浆回灌过程中，只用了盾构机掘进时产生的废泥浆，比常规回填方式节省了人工、吊机、砂石、土等成本，极大程度地减少了施工成本。
[0027] 三、安全性高
[0028] 本发明所述方法利用盾构机自身的环流保压系统进行泥浆保压回灌，整个回灌过程是在钢套筒与盾构机切削面泥水压力平衡的情况下进行钢套筒的泥浆回灌，回灌过程压力稳定，安全性高。
附图说明
[0029] 图1为环流保压系统快速泥浆回灌钢套筒俯视示意图；
[0030] 图2为环流保压系统快速泥浆回灌钢套筒正视示意图；
[0031] 标记说明：1-洞门连续墙、11-泥浆平衡联通孔、12-泥浆平衡联通孔、2- 钢套筒、3-反力架、4-盾构机、41-刀盘、42-土仓、5-环流保压系统、51-送泥泵、52-排泥泵。
具体实施方式
[0032] 下面结合具体
实施例及附图对本发明作进一步说明。
[0033] 广州市某轨道交通土建工程采用本发明所述的一种利用环流保压系统快速泥浆回灌钢套筒的盾构接收方法进行盾构接收，如图1、2所示，具体步骤如下：
[0034] 步骤一：在洞门连续墙1的后方安装钢套筒2，并在钢套筒2的后方安装反力架3，在洞门连续墙1上设置两道泥浆平衡联通孔11、12。具体的，两道泥浆平衡联通孔11、12的一端开口设置于朝向钢套筒2的一侧，另一端位于洞门连续墙1内。两道泥浆平衡联通孔11、12设置高度为洞门连续墙1底部往上1.2m 处，不高于盾构机4的下半部，且两道泥浆平衡联通孔11、12之间于同一水平面左右设置。两道泥浆平衡联通孔11、12的孔径为90-100mm，其中一道泥浆平衡联通孔11为长孔，孔深0.5m，另一道泥浆平衡联通孔12为短孔，孔深0.4m。
[0035] 步骤二：对钢套筒2进行水密试验，试验完成后，盾构机4开始掘进，盾构机4刀盘41切削洞门连续墙1，环流保压系统5运作。在盾构机4掘进切削洞门连续墙1的过程中，根据连续墙强度和刀具磨损情况严格控制推力及刀盘 41贯入度，防止过大推力挤裂墙体使泥浆平衡联通孔11、12提前联通盾构机4 土仓42，同时也防止切削过大混凝土块堵塞泥浆平衡联通孔11、12，影响后续环流保压系统5泥浆回灌钢套筒2的泥浆平衡。具体地，本实施例中制定了以下掘进参数：刀盘41贯入度为3-5mm/r，推力1400T，刀盘41切削力矩控制在 900-1300kN*m，切口水压150kPa(拱顶埋深12m，切口水压计高度3m)，此时环流保压系统5的送泥泵51转速为660r/min，排泥泵52转速为720r/min，泥浆循环流量为7.5m3/min；
[0036] 步骤三：盾构机4掘进切削洞门连续墙1使长孔泥浆平衡联通孔11联通盾构机4的土仓42和钢套筒2后，切口水压会出现30-60kPa左右的下降，降至 90-120kPa，此时，通过盾构机4的环流保压系统5进行泥浆回灌，使泥浆通过长孔泥浆平衡联通孔11灌进钢套筒2。在泥浆回灌的过程中，通过调整环流保压系统5的送泥泵51和排泥泵52的参数以稳定切口水压，使钢套筒2与盾构机 4切削面泥水压力平衡，盾构机4稳定掘进。具体的调整方式包括：可通过加大送泥泵51转速进行送浆，若送泥泵51到达工作极限，可适当减少排泥泵52转速，但需要保证携渣流量不低于标准值。本实施例的该步骤中，送泥泵51转速为750r/min，排泥泵52转速为580r/min，切口水压稳定在140-160kPa，推力、刀盘41切削力矩及刀盘41贯入度仍在可控制在计划掘进参数范围内。
[0037] 步骤四：盾构机4掘进切削洞门连续墙1使短孔泥浆平衡联通孔12联通盾构机4土仓42和钢套筒2后，进入全面泥浆回灌阶段，此时停止环流保压系统 5内排泥泵52的运作，利用送泥泵51高转速运作使泥浆大流量灌入钢套筒2并保持切口水压稳定，使钢套筒2与盾构机4切削面泥水压力平衡，同时开启钢套筒2排气阀及观察口以快速排走钢套筒2内空气，确保泥浆快速灌满钢套筒2。大流量泥浆回灌能够起到快速灌满钢套筒2，维持剩余洞门连续墙1体稳定的效果。该步骤中，由于两个泥浆平衡联通孔11、12同时进行泥浆回灌工作，所需泥浆量较大，环流排泥流量不满足掘进条件，因此盾构机4需要停止掘进。本实施例的该步骤中，送泥泵51转速为740r/min，送泥流量为7m3/min,切口水压稳定在150-155kPa；
[0038] 步骤五：当钢套筒2内泥浆灌满约80％-90％时，盾构机4切口水压上涨至 160kPa且上涨速度较快，若此时继续单独运转送泥泵51大流量灌浆，极易导致盾构机4土仓42、钢套筒2内压力上升，破坏钢套筒2密封、扰动盾构机4上方土体、泥浆击穿地面导致失压。因此，为控制盾构机4土仓42压力急剧上升，应启动排泥泵52，开启联动环流模式，减小环流保压系统5的灌浆流量，利用环流保压系统5的旁路环流的管路压力，缓慢且小流量地往钢套筒2中灌浆，同时开启盾构机4土仓42保压阀，保持切口水压在150-160kPa，维持钢套筒2与盾构机4切削面泥水压力平衡；
[0039] 步骤六：当泥浆灌满钢套筒2后，关闭排气阀及观察口，检查钢套筒2四周是否漏浆，检查无异常后盾构机4恢复掘进，掘进时环流保压系统5仍继续运作，稳定切口水压(若钢套筒2有渗漏，可降低10-20kPa切口水压)，使钢套筒 2与盾构机4切削面泥水压力平衡。本实施例该步骤中，切口水压130kPa，推力 1200T，刀盘41切削力矩800-1150kN*m，贯入度
5-8mm/r，送泥泵51转速520r/min，排泥泵52转速750r/min,循环流量7.4m3/min；
[0040] 步骤七：盾构机4掘进破除洞门连续墙1后进入钢套筒2，环流保压系统5 保持运作，稳定切口水压，使钢套筒2内泥浆压力与洞门土体压力的平衡，支撑洞门附近土体，同时稳定地排出盾构机4掘进时挤占钢套筒2空间的泥浆。本实施例该步骤中，切口水压110-130kPa，推力逐渐降至350T，掘进速度 35-50mm/min，送泥泵51转速逐渐降至280r/min，排泥泵52转速逐渐降至 580r/min，循环流量逐渐降至4.2m3/min；
[0041] 步骤八：盾构机4最后一道盾尾刷脱离管片之前，进行洞门双液注浆，封堵洞门；
[0042] 步骤九：盾构机4完全进入钢套筒2后，土仓42泄压、拆除钢套筒2，盾构机4解体吊出。
[0043] 综上所述，本发明已如
说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃毋庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
