[发明专利]一种盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种富水砂卵石地层中盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固方法，应用于砂卵石地层中盾构长距离掘进盾构停机换刀位置处的地层加固。

背景技术

随着城市轨道交通及城际铁路的发展，盾构法成为修筑地下隧道的主要工法。盾构在砂卵石地层中长距离掘进时，刀盘刀具磨损比较严重，为确保盾构正常掘进，每掘进一段距离需要对盾构刀盘进行检修、对刀具进行检查更换。在富水砂卵石地层中更换刀具、检修刀盘，安全风险非常大。

如小数量更换刀具，可采取置换高粘度泥浆的辅助措施带压进仓换刀作业；如小规模换刀，可采取地面深孔注浆加固地层的辅助措施，带压进仓作业；如大规模更换刀具、检修刀盘，通常在换刀地点设置临时竖井进行常压作业。设置临时竖井，存在施工周期长、施工占地大、对周围环境影响大、工程投资高等问题。因此，为解决设置竖井进行常压换刀、检修刀盘的问题，非常有必要研究一种快捷、高效、节省工程投资的辅助措施，进行常压更换刀具、检修刀盘。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中盾构机在砂卵石地层中长距离掘进过程中刀具更换、刀盘检修的安全技术问题，提供了一种施工效率高、工程费用少、安全可靠、可实施性强的盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固方法。

本发明为解决这一问题所采取的技术方案是：

一种盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固方法，是在盾构机拟停机换刀位置处采用钻孔桩+桩间注浆加固地层，在加固体中施作检修工作井。关键是提高盾构停机附近地层的稳定性和密实性；重点是在加固体内施作圆形检修工作井，通过旋转刀盘实现整个刀盘的刀具更换、刀盘检修。

该方法包括如下步骤：

首先，在盾构机拟停机位置施作钻孔桩，隧道中线位置处采用咬合桩；钻孔桩桩间布设注浆管，对钻孔桩桩间土体进行注浆加固；

其次，在地层加固范围内、停机刀盘的前面施作一圆形竖井，作为检修工作井；在检修工作井内设置爬梯，作为工作人员进出通道；

再次，盾构掘进至检修工作井位置后停机，逐渐调至常压状态，在工作井内更换刀具、检修刀盘；

最后，刀盘检修和刀具更换完成后，拆除检修工作井内的爬梯，采用素混凝土回填检修工作井，然后恢复盾构掘进。

其中，钻孔桩设置有三排，排间距1m，靠近刀盘一侧的两排钻孔桩的桩间距1.5m，第三排钻孔桩的桩间距1.2m；钻孔桩的底部位于盾构机底以下不小于3m。

检修工作井的直径为2.0m，检修工作井井底设置集水槽，集水槽顶部铺设盖板；刀盘检修和刀具更换完成后，拆除集水槽及盖板。

更换刀具的过程中，通过旋转刀盘来实现整个刀盘上刀具的更换和刀盘检修。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明所述的盾构换刀配套的钻孔桩+桩间注浆地层加固辅助措施，施工占地小，对周边环境影响小，施工工艺成熟、效率高，工程投资低；地层加固改良效果明显，加固体密实性好；可操作性强，安全可靠，适用于富水砂卵石地层中盾构机长距离掘进常压换刀辅助的地层加固改良。

附图说明

图1是本发明的盾构停机换刀地层加固时刀盘未进入加固体的平面示意图；

图2是本发明的盾构停机换刀地层加固时刀盘进入加固体停机后的平面示意图；

图3是本发明的盾构停机换刀地层加固及工作井的纵断面示意图；

图4是本发明的盾构停机换刀地层加固及工作井的横断面示意图。

附图中主要部件符号说明：

1：盾构机主机2：盾壳

3：刀盘4：中心刀

5：刀具6：盾构机轴线

7：钻孔桩8：咬合桩

9：注浆管10：检修工作井

11：爬梯12：集水槽

13：加固体14：盖板。

具体实施方式

以下参照附图和具体实施例对本发明的盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固方法进行详细的说明。下面描述的具体实施例仅是本发明的最佳实施方式，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固方法，是在盾构机拟停机换刀位置，采用地面钻孔桩+桩间注浆对地层进行加固改良，以提高地层稳定性和密实性；在加固体中采用旋挖钻机施作一个圆形工作井，在工作井内，通过刀盘旋转实现刀盘检修、刀具更换。

该方法包括如下步骤：