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采用泥水加压盾构法施工掘进包括哪些技术措施?
泥水加压盾构法施工,指在盾构开挖面的密封隔仓内注入泥水,通过泥水加压和外部压力平衡,以保证开挖面土体的稳定。盾构推进时开挖下来的土进入盾构前部的泥水室,经搅拌装置进行搅拌,搅拌后的高浓度泥水用泥水泵送到地面,泥水在地面经过分离,然后进入地下盾构的泥水室,不断地排渣净化使用。
(一)泥水加压式掘进特点
一边用泥浆维持开挖面的稳定,一边用机械开挖方式来开挖。渣土由泥浆输送到地面。该施工方法是将开挖设备、开挖面稳定系统、渣土处理设备作为一个整体系统来进行使用的。
系统的运行要充分考虑到排土量、泥浆质量、开挖面状态、壁后注浆、送排泥流量、排泥流速等条件的设定和管理(如下图所示)。
(二)泥水仓压力管理
(1)一般,如果泥浆压力不足,发生开挖面坍塌的危险就会增大,如果压力过大,又会出现泥浆喷发和地面隆起的可能。
(2)泥水仓压力管理的基本思路是:作为上限值,以尽量控制地表面的沉降为目的而使用静止土压力;作为下限值,在允许少量沉降,但以保持开挖面稳定为目的而使用主动土压力。
(3)掌握开挖面的稳定状态,一般是用设置在隔板上的水压计来确认泥水仓内的泥水压力。
开挖时需要使排出和开挖的土量相平衡。泥水加压盾构施工,一般是从设置在送泥管和排泥管上的流量计和密度计取得数据,通过计算求出偏差流量和开挖干砂量,以把握开挖面的状态。
(三)泥水处理系统和仓内破碎技术
(1)开挖下来的土、砂在泥水仓内经搅拌翼等搅拌混合,通过排泥管道输送到地面。运到地面的泥浆,用一次分离装置,除去砾、砂等;粉砂、黏土等添加凝固材料等形成块(团粒)。在此基础上,用机械处理或其他的方法,从泥浆中分离出固粒与砾、砂等排出、运走。分离后剩余的泥浆,加上水、黏土、蒙脱土、增黏剂等,调整相对密度、浓度、黏性、再被输送到开挖面循环利用。
(2)泥水加压盾构维持开挖面稳定的关键是在开挖面形成高质量的泥膜。因此,要对排泥管排出的泥水进行处理,处理后的泥水经调整后再通过送泥管泵入泥水仓。
(四)泥水加压盾构掘进要点
(1)泥浆压力与开挖面的水土压力应保持平衡,排出渣土量与开挖渣土量应保持平衡,并应根据掘进状况进行调整和控制。
(2)应根据工程地质条件,经试验确定泥浆参数,应对泥浆性能进行检测,并实施动态管理。
(3)泥水管路延伸和更换,应在泥水管路完全卸压后进行。
(4)泥水分离设备应满足地层粒径分离要求,处理能力应满足最大排渣量的要求,渣土的存放和运输应符合环境保护要求。
2020-05-30
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