[发明专利]应用于上软下硬复合地层的盾构机及盾构施工方法

摘要

本发明公开了一种应用于上软下硬复合地层的盾构机及盾构施工方法，盾构机包括：刀盘装置，刀盘装置采用全盘滚刀，刀盘装置上设有用于探测上软下硬复合地层中位于盾构工作线路上的岩溶地层的超前钻；土体改良装置，土体改良装置在盾构施工过程中分别对上软下硬复合地层的硬岩地层和软土地层进行土体改良。本发明通过设置在刀盘装置上的超前钻探测上软下硬复合地层中位于盾构工作线路上的岩溶地层，然后对溶洞进行处理，可以防止施工过程中在岩溶地层的溶洞处出现漏浆，地面沉降以及后期隧道运营阶段也会导致隧道变形等问题。并将刀盘装置设置为全盘滚刀，达到事前做好预防措施，减小上软下硬地层对盾构机刀盘刀具的磨损，将损失降到最低的目的。

主权项

1.一种应用于上软下硬复合地层的盾构机，其特征在于，包括：刀盘装置，所述刀盘装置采用全盘滚刀，所述刀盘装置上设有用于探测上软下硬复合地层中位于盾构工作线路上的岩溶地层的超前钻，所述超前钻探测到上软下硬复合地层中位于盾构工作线路上的岩溶地层时，由地面向岩溶地层的溶洞进行注浆，以处理岩溶地层的溶洞；土体改良装置，所述土体改良装置在盾构施工过程中分别对上软下硬复合地层的硬岩地层和软土地层进行土体改良；其中，所述土体改良装置包括：泡沫泵与泡沫发生系统，所述泡沫泵配合所述泡沫发生系统，向设置于所述刀盘装置和盾构机的土仓壁上的添加剂注入口注入泡沫和膨润土及其他聚合物作为土体改良剂，以对上软下硬复合地层的硬岩地层进行土体改良；加泥加水系统、高压冲洗系统以及设置于所述土仓内的搅拌棒，所述加泥加水系统、所述高压冲洗系统以及所述搅拌棒相互配合，以对上软下硬复合地层的软土地层进行土体改良；进一步地，所述由地面向岩溶地层的溶洞进行注浆，以处理岩溶地层的溶洞中的处理方法包括：位于处理范围内的已揭示全部溶洞，自地面进行充填加固；对于影响范围内的物探异常区通过超前钻进行钻孔验证，若发现存在溶洞则按照处理范围内的溶洞处理原则处理，若没有发现溶洞，自地面进行注浆加固。