[发明专利]一种盾构换刀地连墙加固结构及加固施工方法

说明书

本发明涉及隧道及地下工程施工技术领域，具体涉及一种盾构换刀地连墙加固结构及加固施工方法，本发明的盾构换刀地连墙加固结构包括布置在隧道掘进路线上的地连墙，该地连墙为素混凝土地连墙，且所述地连墙设置在盾构机掘进后进行换刀的长度部位处，通过预先在盾构掘进路线上设置加固结构，使得盾构掘进到该加固结构处时进行刀具更换，由于布置有加固结构，因此可以对刀具进行常压换刀，从而具有常压换刀所具有的简便快捷、成本低等优点，同时，布置加固结构后，刀具更换过程中不会出现开挖面塌陷、地面沉降等问题，保证隧道沿线周边环境，有效避免了质量安全事故的发生。

技术领域

本发明涉及隧道及地下工程施工技术领域，特别涉及一种盾构换刀地连墙加固结构及加固施工方法。

背景技术

目前，随着我国基础建设设施的不断发展，城市地铁也得到了快速发展，城市地铁区间隧道多数采用盾构机进行掘进施工。然而，当盾构一次穿越地层距离较长或者穿越地层存在砂卵石等高磨损地层时，盾构刀具磨损就会非常严重，因此，不得不有计划地对刀具进行更换。目前盾构换刀常用方法为常压换刀和带压换刀。

常压换刀虽然开仓方法简便快捷，但是适用地质范围有限，仅适用于掌子面前方地层情况非常好的条件，而且地下水不丰富或没有地下水的地质情况，适用地质范围有限，这种地质条件很少出现在地铁隧道施工过程中，因此不具有代表性。带压换刀通常采用局部气压法换刀，在土质不均匀情况下，土仓气压均不能维持，很难提供换刀所需的保压状态，换刀时所需供气量大，压缩空气输送管路长，工期设备及送气管路要求高，具有工序繁多、工期长、费用大等缺点；同时，刀具更换过程中容易出现压力消减导致危及开挖面稳定、易引起地面沉降塌陷等问题，进而影响隧道沿线周边环境，由于压力削减导致掌子面坍塌造成人员伤亡的事故时有发生；另外，带压换刀对操作人员要求较高，并且在高压环境下工作时，对操作人员身体伤害较大、安全系数低。

发明内容

本发明的目的：针对现有技术中的地层条件不适用于直接开仓进行常压换刀时，采用带压换刀法存在工序多、成本高、作业人员要求高风险大，以及容易引起地面沉降造成质量安全事故的问题，提供一种盾构换刀地连墙加固结构及加固施工方法，通过预先在盾构掘进路线上设置加固结构，使得盾构掘进到该加固结构处时进行刀具更换，由于布置有加固结构，因此可以对刀具进行常压换刀，从而具有常压换刀所具有的简便快捷、成本低等优点，同时，布置加固结构后，刀具更换过程中不会出现开挖面塌陷、地面沉降等问题，保证隧道沿线周边环境，有效避免了质量安全事故的发生。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种盾构换刀地连墙加固结构，包括布置在隧道掘进路线上的地连墙，该地连墙为素混凝土地连墙，当盾构机刀具磨损后需要更换时，在掘进路线的换刀部位处设置有该地连墙。

盾构机在掘进过程中，随着掘进深度的推进，刀具磨损越来越严重，盾构机掘进后需要进行换刀，换刀的距离长度介于某一区间长度范围内，可以根据经验判断刀具的磨损量，然后确定盾构进掘进长度进行刀具更换，从而能确定盾构机掘进后进行换刀的部位，因此确定换刀位置，所述地连墙即设置在该位置处，使地连墙的设置位置与盾构机掘进后进行换刀的长度部位相对应，从而在设置地连墙的部位进行常压换刀，避免出现开挖面塌陷、地面沉降等问题，保证施工安全。

将地连墙设置为素混凝土地连墙，使得盾构机在地连墙部位换刀的前后施工过程中，不仅能进行常压换刀，保证施工安全，而且还能直接在地连墙中进行掘进，保证连续施工过程，不会额外增加其他工序。

通过本方案的盾构换刀地连墙加固结构，通过直接浇筑地连墙墙体的施工方式，达到对盾构机换刀部位的隧道土体进行加固，省去了对复杂地层进行地质勘探设置桩体进行大范围加固的复杂过程，施工效率更高，通过地连墙的加固，使盾构机在掘进过程能进行常压换刀，达到稳定、高效、安全、经济和快捷开仓换刀的目的。