[发明专利]一种基于高磨蚀地层的盾构刀盘边缘快速修复施工方法

说明书

本发明属于盾构刀盘边缘修复技术领域，公开了一种基于高磨蚀地层的盾构刀盘边缘快速修复施工方法，包括停机里程制定；作业面施工程序；刀盘边缘修复程序。本发明采用人工挖孔桩、小半径钢护筒分体焊接下井及袖阀管注浆加固的竖井作业面施工方案，满足该类地层施工安全及空间要求；根据每一处的刀盘磨损情况制定多维修复选型方案，现场下料，结合多层多道的焊接方法，选取与原厂制造时相同或类似的气体保护焊接工艺，严格控制焊接质量，保证修复效果。提前开挖工作井与盾构掘进同步，到达停机里程后即可衔接下步工作，解决了先停机加固、洞内修复辅助洞室扩挖及作业平台搭建等措施造成此类地层修复工期延误的难题。

技术领域

本发明属于盾构刀盘边缘修复技术领域，尤其涉及一种基于高磨蚀地层的盾构刀盘边缘快速修复施工方法。

背景技术

刀盘作为盾构机的主要部件之一，一般情况下其设计可满足抗变形能力要求。随着城市建设的发展，盾构机在含漂石的砂卵石层、密实度较高的铁板砂层及其他不良地层中开挖造成刀盘、刀具普遍磨损的现象。刀盘靠近边缘的区域因掘进线距离长，受不均匀荷载、地下水冲击等叠加作用影响极易出现高度磨蚀，导致盾构机掘进速度降低，甚至无法掘进，刀具的更换通常有常压开舱、带压开舱、地面加固后常压开舱等方法，因此到目前为止，基于高磨蚀性地层的刀盘边缘修复认为是世界性难题。为了保证开挖面的稳定，修复目前除了利用常规竖井法施工之外没有其他安全方法，而常规竖井法开挖支护反复进行，存在工艺复杂、工期长、成本高等缺点。在施工中不断研究，最终采用一种人工挖孔桩内置钢护筒的微型工作井进行刀盘边缘修复。实践证明，此方法在确保施工安全的前提下，能够高质、经济、快速的完成对盾构刀盘的修复工作，经济效益和社会效益显著。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术采用停机后常规竖井法开挖支护反复进行，施工工艺复杂，针对刀盘边缘修复施工方式不灵活，浪费大量施工时间，不满足目前一般的计划与协调要求。现有技术采用洞内修复辅助洞室扩挖及作业平台搭建等措施一般采用弱爆破施工，安全性不佳，不适合上述围岩不稳固的地层。且需随时进行渣土清理，长时间造成工期延误。

解决以上问题及缺陷的难度为：现有技术一般会利用硬岩位置处掌子面的稳固，进行隧道内刀盘边缘磨损修复，缩短了施工工期，使在狭小空间内更换刀具或刀座变得可行，但同时又避开了漂石的砂卵石层、密实度较高的铁板砂层及其他掌子面不稳固且磨蚀性较高的地层中，也需要进行隧道内刀盘边缘磨损快速修复的事实。因此到目前为止，基于上述地层的刀盘边缘修复认为是世界性难题。为了保证开挖面的稳定，修复目前除了利用常规竖井法下井施工外没有其他安全方法，常规竖井法一般需要提前停机再开挖，且渐渐不满足目前的计划与协调要求。如何对上述地层条件下隧道内刀盘快速磨损修复进行全方面协调，进行施工方法及方式的革新成为难点。

解决以上问题及缺陷的意义为：扩大了隧道内刀盘边缘磨损快速修复的地层界限，相比常规竖井法开挖支护、洞内修复辅助洞室扩挖及作业平台搭建的过程，采用人工挖孔桩内置钢护筒的微型工作井施工方式，满足该类地层的施工安全要求。提前开挖工作井，盾构机到达后立即配合微型作业面进行刀盘分格转动修复，节省了大量施工时间，解决了传统先停机再开挖工作井进行修复造成掘进不连贯的难题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于高磨蚀地层的盾构刀盘边缘快速修复施工方法。

本发明是这样实现的，一种基于高磨蚀地层的盾构刀盘边缘快速修复施工方法，所述基于高磨蚀地层的盾构刀盘边缘快速修复施工方法包括：

第一步，停机里程制定，结合磨损现状，同步盾构掘进与作业面修复点施工，到达后开始修复；

第二步，作业面施工程序，人工挖孔桩施工、钢护筒吊装分体焊接及内置、微型井壁混凝土浇筑、井外袖阀管注浆圈注浆加固；

第三步，刀盘边缘修复程序，洞内操控、刀盘分格转动、出土量控制、现场下料、切割焊接、循环作业。