本发明涉及盾构掘进，尤其涉及一种盾构掘进微沉降控制工艺。
背景技术：
1、盾构机发明后相当长的时间仅适用于较为均一的软弱地层。然而，随着地下工程的需求增加，盾构机需应对软硬不均的地质。这种地质表现为在开挖断面范围内和开挖延伸方向上，岩土力学、工程地质和水文地质等特性相差悬殊。
2、在行业发展初期，采用了以下两种处理方案：预破碎：对硬质岩体进行预先破碎处理，分为地面和洞内处理。地面处理方法包括人工挖孔、冲孔、旋挖取芯、钻孔爆破和全回转破碎；洞内处理则采用机械破碎、静态爆破和水钻切割等技术；预加固：利用袖阀管和旋喷等加固技术，改善软土地层的稳定性。该方法主要针对岩体以外的地层进行加固，旨在减少开挖面地层的软硬差异，并满足常压开仓要求。然而，该方法仅适用于基岩强度较高的情况，因为目前尚无能完全匹配软弱地层与基岩各项特性的注浆方法；
3、在盾构机直接掘进通过软硬不均地质过程中，由于工作面地层的岩石力学指标和地质特征差异显著，容易发生掌子面坍塌、超量出渣和地表沉降超限等问题。
4、(1)工作面平衡难以建立：
5、盾构法施工的沉降控制核心在于建立和维持工作面的水土压力平衡，以减少地层扰动、控制沉降和保护环境。在较为均一的软弱地层中，盾构机能够建立理想的水土压力平衡模式；然而，在软硬不均地层中，掌子面上部需平衡水、土压力，下部仅需平衡水压力。若考虑上部平衡，则下部可能超压；若仅考虑下部平衡，则上部出现欠压，无法建立理想的土压平衡状态，导致开挖易沉降。
6、(2)盾体空隙问题：
7、由于盾构机刀盘的开挖直径大于管片外径，管片拼装完毕并脱出盾尾后，与土体间形成环形间隙，称为超挖间隙。若超挖间隙不及时填充，会导致地层变形，使相邻地表建筑物沉降或隧道偏移。虽然行业内普遍采取了盾尾同步注浆的方案填充间隙，然而盾尾同步注浆施做时机较刀盘开挖已滞后，同时同步注浆浆液填充不饱满、浆液固化收缩、浆液串浆及地下水稀释等问题，仍会产生地下空洞，致使盾构掘进过程中引起沉降。此外，在盾构隧道掘进完成后很长一段时间内，由孔隙水、土压力消散和后期土体固结、蠕变产生会继续引起地面沉降。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种盾构掘进微沉降控制工艺。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一种盾构掘进微沉降控制工艺，包括以下步骤：
4、s1、渣土改良
5、通过盾构机配置的专用装置向刀盘面、土仓或螺旋输送机内注入添加剂(如泡沫、膨润土、高分子聚合物)，使盾构切削下来的渣土具有良好的流塑性、适宜的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力，以满足不同地质条件下的掘进需求。
6、(1)膨润土：注入膨润土泥浆，增加渣土的黏滞性和止水性，便于形成土塞效应，改善刀盘、刀具和螺旋输送机的工作环境，促进渣土的流动和运输。
7、(2)泡沫剂：改善土仓和螺旋输送机内的渣土性能，特别适用于透水性强的地层，其改良效果优于膨润土泥浆。
8、(3)高分子聚合物：利用其良好的絮凝性降低液体之间的摩擦阻力，增加渣土的黏滞性，改善刀盘工作环境，提升土仓的密封性和渣土运输效率。
9、s2、优化掘进参数
10、掘进参数的优化是实现开挖面稳定控制的关键。通过以下关键参数控制：
11、刀盘转速：在软硬不均的地层中，控制刀盘转速在1.0r/min以内，以减小刀具受到的瞬间冲击力和对上部软弱土层的扰动；
12、贯入度：降低推力，控制贯入度不大于10mm，以减小单位时间内刀具的冲击力，提高掘进稳定性；
13、总推力：在软硬不均地层中，避免过载，减少刀具和刀盘受力不均的情况，防止刀具和刀盘损坏；
14、土仓压力：根据地层情况提高工作压力至略大于静止土压力，严格控制在±0.05bar范围内，以防止地表沉降；
15、控制出渣量：通过土仓压力、行程监控、称重和体积测量等多维度分析出渣量，确保准确性，及时校核数据，确保掘进过程中的土方量正常。
16、s3、盾体注浓泥浆：通过盾体径向孔注入浓泥浆，填充刀盘开挖轮廓与盾体外缘之间的间隙，抑制沉降,浓泥浆从前盾体肩部的径向注浆孔注入，确保盾体外围的稳定。
17、s4、同步注浆改良及二次注浆：将同步注浆由单液浆改为双液浆，同时采用无损检测技术如探地雷达对注浆后的管片背部空洞进行检测，发现空洞及时进行二次补充注浆,二次注浆在管片脱离盾尾十环以内。二次注浆先施作止水环，完成后在止水环间进行单液浆回填；注浆量具体由现场试验确定，以压力控制为标准。根据周边环境沉降监测情况，必要时，通过地面跟踪注浆加固，保证环境安全。
18、s5、管片背后深孔注浆加固：在盾构下穿期间，采用多孔管片进行深孔注浆，注浆范围为隧道拱顶150°，深度3米，使用水泥浆液，以加固掘进过程中的结构稳定性。
19、在盾构施工过程中，对沉降进行实时监测和预警，通过安装沉降仪、应变传感器和gps定位系统来实时监测盾构施工过程中的沉降变化，并及时报警和采取措施。
20、在盾构施工过程中，进行盾构姿态检测，使得盾构施工人员及时掌握盾构的掘进姿态，并及时采取措施来纠正盾构的掘进姿态。
21、优选的，所述s5中，管片背后深孔注浆加固：在盾构下穿期间，采用多孔管片进行深孔注浆，注浆结束后，进行沉降监测。
22、本发明中，所述一种盾构掘进微沉降控制工艺的有益效果：
23、本发明通过综合优化渣土改良、掘进参数、注浆工艺等多方面措施，在软硬不均地层中实现对掌子面的微扰动控制，保障盾构掘进过程的稳定性和安全性，防止掌子面失稳和地表沉降。
1.一种盾构掘进微沉降控制工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种盾构掘进微沉降控制工艺，其特征在于，所述s1中，添加剂包括泡沫剂、膨润土、高分子聚合物。
3.根据权利要求2所述的一种盾构掘进微沉降控制工艺，其特征在于，所述s4中，同步注浆改良及二次注浆：将同步注浆由单液浆改为双液浆，同时采用探地雷达对注浆后的管片背部空洞进行检测，发现空洞及时进行二次补充注浆。
4.根据权利要求3所述的一种盾构掘进微沉降控制工艺，其特征在于，所述s3中，通过盾体径向孔注入浓泥浆，填充刀盘开挖轮廓与盾体外缘之间的间隙，抑制沉降，浓泥浆从前盾体肩部的径向注浆孔注入，确保盾体外围的稳定。
5.根据权利要求4所述的一种盾构掘进微沉降控制工艺，其特征在于，所述s4中，二次注浆在管片脱离盾尾十环以内。
6.根据权利要求5所述的一种盾构掘进微沉降控制工艺，其特征在于，所述s5中，管片背后深孔注浆加固：在盾构下穿期间，采用多孔管片进行深孔注浆，注浆范围为隧道拱顶150°，深度3米，使用水泥浆液，以加固掘进过程中的结构稳定性。
7.根据权利要求6所述的一种盾构掘进微沉降控制工艺，其特征在于，在盾构施工过程中，对沉降进行实时监测和预警。
8.根据权利要求7所述的一种盾构掘进微沉降控制工艺，其特征在于，通过安装沉降仪、应变传感器和gps定位系统来实时监测盾构施工过程中的沉降变化，并及时报警和采取措施。
9.根据权利要求8所述的一种盾构掘进微沉降控制工艺，其特征在于，在盾构施工过程中，进行盾构姿态检测，使得盾构施工人员及时掌握盾构的掘进姿态，并及时采取措施来纠正盾构的掘进姿态。
10.根据权利要求9所述的一种盾构掘进微沉降控制工艺，其特征在于，所述s5中，管片背后深孔注浆加固：在盾构下穿期间，采用多孔管片进行深孔注浆，注浆结束后，进行沉降监测。
