[发明专利]砂卵石地层大直径盾构带压换刀施工方法

说明书

本发明公开了砂卵石地层大直径盾构带压换刀施工方法，包括对盾尾管片进行地下水封堵，向盾构机四周注入惰性浆液，以及通过高比重泥浆对盾构机掌子面的漏气缝隙进行渗透，最后通过高粘度泥浆在盾构机掌子面形成泥模，完成对土仓内环境的封闭等步骤，采用本发明所述的带压换刀方法能够保证土仓内的压力稳定，既保证了土仓内作业人员的安全，又保证了掌子面土体的稳定性，延长土仓的保压时间和工人的换刀作业时间，保证刀具一次性更换成功，提高盾构机的换刀效率。

技术领域

本发明涉及盾构机施工技术领域，具体涉及砂卵石地层大直径盾构带压换刀施工方法。

背景技术

盾构机以其快速、高效等优点在城市地铁施工中得到了越来越广泛的应用，当使用盾构机在富水砂卵石地段掘进时，由于地层自稳能力差，必须利用盾构机自身及配套设备来提供使地层稳定的支撑压力；而盾构机上承担掘进功能的刀具是损耗件，在施工中需经常检查、维修保养和更换，由于富水砂卵石地层的特殊构造，掘进刀具的磨耗比一般地层更加严重，因此必须及时进入土仓实施刀盘检查和刀具更换，同时由于富水砂卵石地层自身稳定性问题，现有技术中为了保证检修维护作业的安全一般采用带压换刀法对盾构机的刀具进行检修及更换，但是现有技术中的带压换刀技术对盾构机掌子面的密封效果较差，不但换刀作业时间较短，同时工人的安全性不能得到有效保证。

公开号为CN105257308A的中国发明专利于2016年1月20日公开了一种砂层中土仓砂浆混膨润土泥膜的盾构机换刀施工方法，所述施工方法步骤包括：第一步、向刀盘前部交替注入水玻璃浆液和氯化钙浆液；第二步、向刀盘前部注膨润土泥浆；第三步、输出土仓内的渣土；第四步、制备泥膜；第五步、向土仓内注水泥砂浆和膨润土泥浆的混合浆液；第六步、清仓换刀；第七步、恢复掘进。本发明有效降低了清仓过程中土仓内硬化体的强度，降低了破除加固体的难度，避免了困难的超前注浆施工作业，防止了螺旋机内的水泥砂浆硬化造成设备破坏，明确了注浆施工作业方式，有效地减少了施工作业量；本发明施工时间短，效率高，安全性强。

发明内容

针对现有技术中存在的带压换刀保压效果差，作业时间短的缺陷，本发明公开了砂卵石地层大直径盾构带压换刀施工方法，采用本发明所述的方法能够大大提高盾构机土仓内泥模的结构强度，提高保压效果，从而延长作业时间，保证一次换刀成功，提高换刀工作的作业效率。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

砂卵石地层大直径盾构带压换刀施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、地质评估：结合施工地地质情况报告将地质情况稳定的地段作为停机换刀地点；

B、根据人体可承受的气压值和水土压力值确定开仓气压的理论值；

C、开仓气压压气实验：通过螺旋机排出土仓内渣土至露出土仓中部的加气大球阀，对土仓保压一小时后检测土仓内压力，将检测值与步骤B中的理论值比对，此地层选取的开仓气压值一般比理论值高0.2bar；

D、地下水封堵：停机前3-5环向盾构机盾体四周同步注入惰性浆液或堵水材料，同时盾尾增加注入盾尾油脂量；停机后，在盾尾第3-4环管片之间注入聚氨酯或环氧树脂，在第5-6环管片之间注入水泥浆和水玻璃混合的双浆液，同时通过前盾径向注浆口向盾壳外注粘度大于80s的膨润土泥浆；

E、渣土置换：用螺旋机从土仓的底部排渣，同时启动手动加气注入系统。加气时，根据土仓内压力变化情况，调整手动阀的大小，保证土仓内压力的稳定。土仓内的渣土排出2/3后，立即停止螺旋机排渣。开始通过膨润土系统，向土仓的顶部注入膨润土泥浆，在加膨润土的同时，逐步关闭手动加气，等到膨润土充满土仓的2/3后，开始保压；