專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法，可在高滲透地層盾構(gòu)隧道開(kāi)挖掌子面制造優(yōu)質(zhì)泥膜，從而確保氣壓開(kāi)倉(cāng)安全。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在進(jìn)行如地下鐵隧道建設(shè)的大型地下隧道工程時(shí)，基本都是采用盾構(gòu)施工技術(shù)。盾構(gòu)施工技術(shù)是利用盾構(gòu)機(jī)開(kāi)挖隧道實(shí)現(xiàn)的，在盾構(gòu)施工過(guò)程中，難免出現(xiàn)刀具磨損，需要進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)更換刀具，當(dāng)更換刀具處地質(zhì)條件較好或具備改良條件時(shí)，采用常壓開(kāi)倉(cāng)可以解決開(kāi)倉(cāng)問(wèn)題。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差時(shí)，需要制造泥膜后，進(jìn)行氣壓開(kāi)倉(cāng)。在高滲透性地層則需采取地層加固措施，采用封閉止水帷幕隔水后再進(jìn)行地層加固，從而保障加固效果，因此需要大量的資金投入及較長(zhǎng)的工期，但是該方法存在加固體裹住盾構(gòu)機(jī)筒體和刀盤(pán)的巨大風(fēng)險(xiǎn)；若采用常規(guī)方法制造泥膜氣壓開(kāi)倉(cāng)，因高滲透性地層的特點(diǎn)，難以制造出優(yōu)質(zhì)泥膜，從而無(wú)法保障土艙的密閉性，不具備氣壓開(kāi)倉(cāng)條件，因此給開(kāi)倉(cāng)作業(yè)帶來(lái)很大困難，也是盾構(gòu)施工中的一大難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的解決方案是:一種用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法，其包括以下步驟，
1)在刀盤(pán)前方和盾體上方的高滲透性的地層設(shè)置多個(gè)注漿孔；
2)從注漿孔往地層內(nèi)注入化學(xué)漿液，填充地層空隙；
3)往土艙內(nèi)注入泥漿后保壓，保壓2個(gè)小時(shí)，在土艙與開(kāi)挖面附近的地層間形成泥膜；
4)停止注入泥漿，往土艙內(nèi)注入壓縮空氣，使得泥膜失水后和開(kāi)挖面附近的地層固結(jié)，并在泥膜表面形成新的滲壓通道，保壓一段時(shí)間，實(shí)現(xiàn)壓縮空氣置換泥漿；
5)停止注入壓縮空氣，往土艙內(nèi)注滿泥漿，重復(fù)步驟3)和步驟4)，實(shí)現(xiàn)泥漿置換壓縮空氣，增加泥膜的厚度，增強(qiáng)泥膜的強(qiáng)度，直至在土艙與開(kāi)挖面附近地層間制作出所需強(qiáng)度的泥膜。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟I)中，所述注漿孔的間距為I米。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟2)中，注入的化學(xué)漿液為丙烯酰胺漿液。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟3)中，當(dāng)泥膜形成后，逐級(jí)提高泥漿粘度和泥漿壓力，往往土艙內(nèi)注入新的泥漿后保壓2個(gè)小時(shí)，在舊泥膜表面形成一層新泥膜。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述泥漿的初始?jí)毫橥獠康乃翂毫由?0kPa，泥漿的初始粘度為30S。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述泥漿增加的級(jí)數(shù)為3飛級(jí)，泥漿壓力每級(jí)增加20kPa，泥漿粘度每級(jí)提高10S。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟4)中，所述壓縮空氣的壓力等于泥漿的壓力，壓縮空氣保壓時(shí)間為f 2個(gè)小時(shí)，當(dāng)漏氣量大于40m3/h時(shí)，及時(shí)注入泥漿。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過(guò)往高滲透性地層注入化學(xué)漿液，填充地層空隙，降低地層滲透系數(shù)，并利用泥漿壓力遞增、泥漿粘度遞增、反復(fù)氣-漿置換等技術(shù)等措施，解決在高滲透性地層中氣壓開(kāi)倉(cāng)泥膜制造困難的問(wèn)題。本發(fā)明安全經(jīng)濟(jì)、節(jié)約工期、易于施行，適宜廣泛應(yīng)用于盾構(gòu)施工工程當(dāng)中。


下面結(jié)合附圖及實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1是本發(fā)明中地層原狀；
圖2是本發(fā)明中采用化學(xué)漿液改良后地層性狀；
圖3是本發(fā)明中采用低泥漿壓力和低泥漿粘度時(shí)制造泥膜狀態(tài)，圖中的箭頭表示泥漿的壓力；
圖4是本發(fā)明中采用高泥漿壓力和高泥漿粘度時(shí)制造泥膜狀態(tài)，圖中的箭頭表示泥漿的壓力；
圖5是本發(fā)明中采用壓縮空氣置換泥漿示意圖，圖中的箭頭表示壓縮空氣的壓力；
圖6是本發(fā)明中用泥漿置換壓縮空氣示意圖，圖中的箭頭表示泥漿的壓力。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的應(yīng)用。參照?qǐng)D1 圖6，·一種用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法，其包括以下步驟，
1)在刀盤(pán)前方和盾體上方的高滲透性的地層I設(shè)置多個(gè)注漿孔3；
2)從注漿孔3往地層內(nèi)注入化學(xué)漿液4，填充地層空隙2；
3)往土艙內(nèi)注入泥漿后保壓，保壓2個(gè)小時(shí)，在土艙與開(kāi)挖面附近的地層間形成泥膜
5 ；
4)停止注入泥漿，往土艙內(nèi)注入壓縮空氣，使得泥膜5失水后和開(kāi)挖面附近的地層固結(jié)，并在泥膜5表面形成新的滲壓通道6，保壓一段時(shí)間，實(shí)現(xiàn)壓縮空氣置換泥漿；
5)停止注入壓縮空氣，往土艙內(nèi)注滿泥漿，重復(fù)步驟3)和步驟4)，實(shí)現(xiàn)泥漿置換壓縮空氣，增加泥膜5的厚度，增強(qiáng)泥膜5的強(qiáng)度，直至在土艙與開(kāi)挖面附近地層間制作出所需強(qiáng)度的泥膜5。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，在步驟I)中，所述注漿孔3的間距為I米。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，在步驟2)中，注入的化學(xué)漿液4為丙烯酰胺漿液。它是以有機(jī)化合物丙烯酰胺為主劑，配合其他藥劑而制成的液體，其粘滯性與水接近，且凝結(jié)前基本維持基本不變，以水溶性狀態(tài)注入土中，發(fā)生聚合反應(yīng)后形成具有彈性的、不溶于水的聚合物?；瘜W(xué)漿的材料表如下所示:
化學(xué)漿液材料表
權(quán)利要求
1.一種用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法，其特征在于:其包括以下步驟， 1)在刀盤(pán)前方和盾體上方的高滲透性的地層設(shè)置多個(gè)注漿孔； 2)從注漿孔往地層內(nèi)注入化學(xué)漿液，填充地層空隙； 3)往土艙內(nèi)注入泥漿后保壓，保壓2個(gè)小時(shí)，在土艙與開(kāi)挖面附近的地層間形成泥膜； 4)停止注入泥漿，往土艙內(nèi)注入壓縮空氣，使得泥膜失水后和開(kāi)挖面附近的地層固結(jié)，并在泥膜表面形成新的滲壓通道，保壓一段時(shí)間，實(shí)現(xiàn)壓縮空氣置換泥漿； 5)停止注入壓縮空氣，往土艙內(nèi)注滿泥漿，重復(fù)步驟3)和步驟4)，實(shí)現(xiàn)泥漿置換壓縮空氣，增加泥膜的厚度，增強(qiáng)泥膜的強(qiáng)度，直至在土艙與開(kāi)挖面附近地層間制作出所需強(qiáng)度的泥膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法，其特征在于:在步驟I)中，所述注漿孔的間距為I米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法，其特征在于:在步驟2)中，注入的化學(xué)漿液為丙烯酰胺漿液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法，其特征在于:在步驟3)中，當(dāng)泥膜形成后，逐級(jí)提高泥漿粘度和泥漿壓力，往往土艙內(nèi)注入新的泥漿后保壓2個(gè)小時(shí)，在舊泥膜表面形成一層新泥膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或者4所述的用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法，其特征在于:所述泥漿的初始?jí)毫橥獠康乃翂毫由?0kPa，泥漿的初始粘度為30S。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法，其特征在于:所述泥漿增加的級(jí)數(shù)為3飛級(jí)，泥漿壓力每級(jí)增加20kPa，泥漿粘度每級(jí)提高10S。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法，其特征在于:在步驟4)中，所述壓縮空氣的壓力等于泥漿的壓力，壓縮空氣保壓時(shí)間為f 2個(gè)小時(shí)，當(dāng)漏氣量大于40m3/h時(shí),及時(shí)注入泥衆(zhòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于高滲透性地層中制造泥膜的施工方法，其通過(guò)在通過(guò)往高滲透性地層注入化學(xué)漿液，填充地層空隙，降低地層滲透系數(shù)，并利用泥漿壓力遞增、泥漿粘度遞增、反復(fù)氣-漿置換等技術(shù)等措施，解決在高滲透性地層中氣壓開(kāi)倉(cāng)泥膜制造困難的問(wèn)題。本發(fā)明安全經(jīng)濟(jì)、節(jié)約工期、易于施行，適宜廣泛應(yīng)用于盾構(gòu)施工工程當(dāng)中。
文檔編號(hào)E21D9/06GK103244135SQ20131015128
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月26日
發(fā)明者賴偉文, 王昭, 劉瑋, 孫健敏, 賴友君, 馮曉魏, 湯泳, 李楚平, 黃強(qiáng), 吳雄杰, 廖濤, 陳恤良, 劉文革, 張細(xì)妹 申請(qǐng)人:廣東華隧建設(shè)股份有限公司