[发明专利]一种富水砂卵石地层中盾构机刀盘卡死脱困方法

说明书

技术领域

本发明涉及盾构法隧道工程施工技术领域，尤其涉及一种土压平衡盾构机刀盘卡死快速脱困的施工方法。

背景技术

现有土压平衡盾构在卵砾石地层推进过程中，由于现有地层土体自立性较差、卵石含量增多、细沙含量减少、水压很大、地层挠动厉害，该种情况下很容易出现刀盘卡死的现象。

处理上述问题通常的做法有极限扭矩脱困、局部解冻脱困、打素混凝土开仓清理渣土脱困等。在实际施工中，极限扭矩脱困成功率低且存在损坏设备的风险；局部解冻脱困耗时长且有局部融沉现象发生；打混凝土桩开仓清理渣土脱困只能进行局部减荷，减荷效果与刀盘开口率、盾构机直径密切相关，其耗时较多且脱困成功率低，而且地层扰动厉害导致旋挖钻难以成孔。

发明内容

本发明的目的是解决盾构机在富水砂卵石地层推进过程中脱困做法所存在的成功率低、耗时长、设备损伤风险大的技术问题，本发明将6.5m直径盾构机作为参考对象，提供了一种富水砂卵石地层中盾构机刀盘卡死脱困方法，包括如下步骤：

步骤一、通过盾构机背板上的球阀向开挖仓内注入惰性浆液，对刀盘前方土体进行保压处理；

步骤二、在刀盘前方一定距离处打入钢管孔，并使钢管孔深度深至盾构机底部下方，然后在钢管孔内套设钢管，在钢管内依次套设PVC管和玻璃纤维筋，并在钢管内注入C20混凝土，待混凝土凝固后拔出钢管；

步骤三、操作盾构机刀盘左右旋转，若刀盘无法旋转则在刀盘前方一定距离内重复步骤二，直到刀盘能够旋转；为防止刀盘再次卡死，在恢复正式掘进前需要每隔一定时间转动一次刀盘，保证刀盘正常切削。

优选的是，步骤一中，还包括在地面利用破碎机进行地面破除和地面整理。

优选的是，步骤一和步骤二之间还包括：

在盾构机旁打设降水井，并使降水井深度深于盾构机底部，以把水位降到盾构机以下。

优选的是，在盾构机前后左右处分别打设一个降水井，所述降水井的深度低于盾构机底部2m以下。

优选的是，步骤二中，所述位于钢管孔刀盘前方150mm处，所述钢管孔的孔径为150mm，相邻两个钢管孔的间距为300mm，钢管孔的深度深至盾构机底部下方2m以下。

优选的是，步骤三中，每隔半个小时转一次刀盘120，以1-1.2rpm的速度、3000～3500KNm的扭矩转动刀盘，在12000～16000KN的推力状态下切削地层，针对其他规格的盾构机上述操作参数进行相应的调整。

当刀盘掘进前方卵石致密度较高时，提供另一种富水砂卵石地层中盾构机刀盘卡死脱困方法，包括如下步骤：

步骤一、开启盾构机背板上的球阀向开挖仓内注入惰性浆液，对刀盘前方土体进行保压处理；

步骤二、在刀盘前方一定距离打入钢管孔，并使钢管孔的深度深至盾构机底部下方，钢管孔内套设钢管；

步骤三、操作盾构机刀盘左右旋转，若刀盘无法旋转则在刀盘前方一定距离内重复步骤二，直到刀盘能够正常旋转；然后拔出下的钢管，并每隔一定时间转动一次刀盘，保证刀盘正常切削。

优选的是，步骤一中，还包括在地面利用破碎机进行地面破除和地面整理。

优选的是，步骤一和步骤二之间还包括：

在盾构机前后左右处分别打设一个降水井，所述降水井的深度低于盾构机底部2m。

优选的是，步骤三中，每隔半个小时转一次刀盘120，以1-1.2rpm的速度、3000～3500KNm的扭矩转动刀盘，在12000～16000KN的推力状态下切削地层，针对其他规格的盾构机上述操作参数进行相应的调整。

本发明的有益效果体现在以下方面：本发明提供的方法克服了现有技术的不足，盾构推进过程中能够在富水砂卵石地层中快速脱困，具有程序化操作、工艺针对性强、参数合理、高效快捷、安全可靠的特点。

附图说明

图1为本发明所述的富水砂卵石地层中盾构机刀盘卡死脱困方法流程图。

图2另一实施例中的富水砂卵石地层中盾构机刀盘卡死脱困方法流程图。

图3为本发明所述的盾构机开挖仓注浆孔位置示意图。

图4为本发明所述的降水井纵向示意图。

图5为本发明所述的降水井横向示意图。

图6为本发明所述的钢管桩加PVC管和玻璃纤维筋纵向示意图。

图7为本发明所述的钢管桩加PVC管和玻璃纤维筋横向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。