[发明专利]一种隧道施工用盾构机换刀施工方法

摘要

本发明公开了一种隧道施工用盾构机换刀施工方法，包括步骤：一、土仓置换填充：采用螺旋出土机和与螺旋出土机同步工作的注浆系统进行土仓置换填充；二、机内超前注浆：自盾构机内部由内至外将多根注浆管分别通过多个超前地质探孔打进盾构机上部的土体中，再采用注浆设备且通过多根注浆管同步向盾构机上部土体内注入水泥浆直至不能再注入水泥浆为止；三、清仓及同步换刀：对凝固在土仓内的水泥砂浆块进行人工清理，水泥砂浆块清理过程中同步对安装在盾构机上的刀具进行更换；四、盾构机脱困及恢复推进。本发明设计合理、操作简便、成本低且安全系数高、使用效果好，能解决换刀条件较为恶劣情况下，现有换刀方式无法进行换刀的实际问题。

主权项

一种隧道施工用盾构机换刀施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、土仓置换填充：采用螺旋出土机(2)和与螺旋出土机(2)同步工作的注浆系统进行土仓置换填充，所述螺旋出土机(2)安装在盾构机(6)内的土仓(1)侧壁下部，所述注浆系统安装在土仓(1)的侧壁上部，且所述土仓(1)的侧壁上对应设置有供螺旋出土机(2)和所述注浆系统安装的出土口和注浆口(5)；且进行土仓置换填充时，通过螺旋出土机(2)将土仓(1)内部的所有泥土(3)由下至上逐渐从土仓(1)内排出，且在泥土(3)由下至上逐渐从土仓(1)内排出过程中，通过所述注浆系统由上至下同步对泥土(3)排出后的土仓(1)内部空腔进行填充，直至将土仓(1)内的所有泥土(3)全部替换为水泥砂浆(4)，则完成由上至下将土仓(1)内的泥土全部替换为水泥砂浆(4)的土仓置换填充过程；土仓置换填充过程中，对土仓(1)内部压力进行实时监控，并将土仓(1)内部压力控制在1.5bar～3.0bar之间；步骤二、机内超前注浆：步骤一中土仓置换填充结束后，立即进行机内超前注浆过程；且进行机内超前注浆之前，先在盾构机(6)中部和/或上部所布设的所有超前地质探孔(7)中选取多个超前地质探孔(7)作为注浆孔，所选取的多个所述注浆孔沿圆周方向布设在盾构机(6)中上部的外侧壁上；之后，再采用电动锤击设备且自盾构机(6)内部由内至外将多根注浆管(8)分别通过多个所述注浆孔打进盾构机(6)上部的土体中，且所述注浆管(8)打进盾构机(6)上部土体中的深度为4m～6m；随后，再采用注浆设备且通过打进盾构机(6)上部土体中的多根注浆管(8)，同步向盾构机(6)上部的土体内注入水泥浆直至不能再注入水泥浆为止，则完成机内超前注浆过程，待注入盾构机(6)上部土体内的水泥浆凝固后则完成对盾构机(6)上部土体进行整体加固的加固过程；且进行机内超前注浆过程中，将各注浆管(8)的注浆压力均控制在0.3Mpa～0.4Mpa；步骤三、清仓及同步换刀：待步骤一中注入土仓(1)内的水泥砂浆与步骤二中注入盾构机(6)上部土体内的水泥浆均凝固后，采用打凿工具对凝固在土仓(1)内的水泥砂浆块进行人工清理，且水泥砂浆块清理过程中，同步对安装在盾构机(6)上的更换；水泥砂浆块清理过程中，一边对凝固在土仓(1)内的水泥砂浆块进行凿除，一边对凿出的刀具进行更换，且每凿出一把刀具，立即对所凿出的该把刀具进行更换，直至将盾构机(6)上需更换的所有刀具都更换完为止，则完成盾构机(6)的换刀过程；且每更换完一把刀具，需采用纱布对更换后刀具周侧的空隙进行封堵；步骤四、盾构机脱困及恢复推进：按照常规盾构机脱困方法，对步骤三中完成换刀后的盾构机(6)进行脱困；且盾构机(6)脱困后，先采用增压设备在土仓(1)内建立气压，并使得土仓(1)内所加气压能够支撑掌子面的土体，之后按照常规盾构机推进方法，对土仓(1)内加压后的盾构机(6)进行推进。