[发明专利]一种盾构机刀盘在隧道内高压环境下的修复方法

摘要

一种盾构机刀盘在隧道内高压环境下的修复方法，修复方法包括盾构机掘进出事地施工面的地层加固(3)处理、修复工作空间(4)的建立以及修复工作空间建立后应立即对磨损刀盘(2)进行修复，修复工作空间的压力与掘进出事地的压力相等，而掘进出事地的压力与盾构机(1)掘进时给定的压力相等，盾构机的后部和环状泥浆层构成一道屏障用于阻止外部空气和暗河流水进入盾构机前部，利用工作空间来对盾构机磨损刀盘进行修复，修复方法对城市地铁、铁路、公路以及水利设施使用的各类盾构机刀盘修复具有借鉴作用，能够产生良好的社会效益、经济效益和环境效益。

主权项

一种盾构机刀盘在隧道内高压环境下的修复方法，该修复方法包括盾构机掘进出事地施工面的地层加固区处理、修复工作空间的建立以及修复工作空间建立后应立即对磨损刀盘进行修复三项内容，其特征是：所述三项内容分述如下：一、盾构机掘进出事地施工面的地层加固区处理当盾构机(1)在隧道内施工遇到刀盘(2)因磨损而不能工作时的地方称其为掘进出事地，此时通过盾构机超前注浆装置对掘进出事地掌子面周围进行地层加固形成地层加固区(3)，沿所述掌子面上半面的扇形区域通过盾构机超前注浆装置对所述扇形区域进行间隔钻孔注浆直至完成所述扇形区域的全部钻孔注浆，待所述钻孔注浆全部凝固后即形成地层加固区(3)； 二、修复工作空间的建立将盾构机(1)盾尾随机配置的同步注浆管伸到盾构机后部与隧道外围自然形成的环状空隙中，并对所述环状空隙注入高浓度泥浆形成环状泥浆层，所述环状泥浆层和盾构机后部构成一道屏障，所述屏障能够阻止外部空气和暗河流水进入盾构机前部；同时通过盾构机(1)的进浆管向刀盘舱内注入高粘度泥浆并通过盾构机的排浆管排出刀盘舱(5)内的施工泥浆，直到刀盘舱(5)内全部充满高粘度泥浆，在刀盘转动20～30转下使刀盘舱(5)内的高粘度泥浆得到充分混合，并将刀盘磨损区域停在所述扇形区域内，充分混合后高粘度泥浆保压3～5小时，所述保压的压力要比盾构机掘进时给定的压力高出0.3～0.5bar，以保证一部分高粘度泥浆充分渗透到掘进出事地掌子面周围，保证掘进出事地掌子面周围形成泥膜层；在所述屏障和所述泥膜层建立后，通过盾构机上配置的排浆泵站和排浆管将掘进出事地掌子面的剩余高粘度泥浆排出至刀盘中心线以下为止，在排浆的同时盾构机所配置的保压装置须向刀盘中心线以上的空出区域和气垫舱(7)提供压缩空气，该压缩空气的压力与盾构机掘进时给定的压力相等可以保证排浆的实施，所述空出区域逐渐形成待修复工作空间，此时施工人员处于盾构机人舱(9)中，向盾构机人舱(9)加压使其与盾构机掘进时给定的压力相等，然后分别打开气垫舱舱门(8)和刀盘舱舱门(6)，施工人员通过气垫舱(7)和刀盘舱(5)到达所述待修复工作空间并对所述待修复工作空间进行修正，当修正所述待修复工作空间能满足磨损刀盘修复所需要的空间时修复工作空间(4)得到建立；三、修复工作空间建立后应立即对磨损刀盘进行修复进入修复工作空间(4) 前施工人员须做好如下检查工作：①是否携带了带有减压装置的焊接呼吸面罩；②是否携带了焊材、高压灭火器、应急照明灯、便携式多功能气体监测仪、对讲机、角磨机；③是否携带了修复磨损刀盘所需要的替换件；④电焊钳或气刨枪是否处于工作状态；⑤水管、气管、废气排放管(10)是否处于工作状态；在工作空间(4)内修复过程中须做好如下检查工作：⑥随时检查修复工作空间是否存在安全隐患；⑦随时观察便携式多功能气体监测仪是否报警；⑧施工人员是否呼吸通畅，不通畅时检查焊接呼吸面罩是否被堵塞；⑨电焊钳或气刨枪不工作时通过对讲机告知舱外人员及时关闭电源；⑩施工人员须经常与舱外人员保持通信联络；在保证上述各项检查工作的前提下，按照盾构机刀盘的维修程序对磨损刀盘进行修复工作，当完成一个班次时施工人员在退回盾构机人舱时必须携带氧气呼吸面罩后才能对盾构机人舱实施减压，实施减压前必须关闭气垫舱舱门和刀盘舱舱门，然后再通过盾构机的进浆管向修复工作空间内注入高粘度泥浆，通过盾构机的排气管排出修复工作空间内的剩余空气，直到修复工作空间内全部充满高粘度泥浆为止，在关闭盾构机的排气管后对修复工作空间实施保压2～3小时，所述保压的压力要比盾构机掘进时给定的压力高出0.3～0.5bar；当需要再次进入修复工作空间时，通过盾构机上配置的排浆泵站和排浆管将修复工作空间内的高粘度泥浆排出至刀盘中心线以下为止，在排浆的同时盾构机所配置的保压装置须向刀盘中心线以上的空出区域和气垫舱提供压缩空气，该压缩空气的压力与盾构机掘进时给定的压力相等可以保证排浆的实施，所述空出区域逐渐恢复到修复工作空间，此时施工人员处于盾构机人舱中，向盾构机人舱加压使其与盾构机掘进时给定的压力相等，然后分别打开气垫舱舱门和刀盘舱舱门，施工人员通过气垫舱和刀盘舱到达修复工作空间，修复前施工人员须做好上述①至⑩检查工作，按照盾构机刀盘的维修程序继续对磨损刀盘进行修复工作，当再完成一个班次时施工人员在退回盾构机人舱时必须携带氧气呼吸面罩后才能对盾构机人舱实施减压，实施减压前必须关闭气垫舱舱门和刀盘舱舱门，然后再通过盾构机的进浆管向修复工作空间内注入高粘度泥浆，通过盾构机的排气管排出修复工作空间内的剩余空气，直到修复工作空间内全部充满高粘度泥浆为止，在关闭盾构机的排气管后对修复工作空间实施保压2～3小时，所述保压的压力要比盾构机掘进时给定的压力高出0.3～0.5bar，重复上述过程直至刀盘被完全修复为止，如果刀盘的磨损部位不相同，只需在实施保压过程中将刀盘磨损部位转至修复工作空间即可。