[發明專利]一種無水砂卵石地層盾構開艙換刀的方法

有效

• 申請號: 201410114219.4
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN104005769A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 叢恩偉;王立波;陳建;郭明華;胡光華;任進博;李媛;丁銀平;劉會林
• 申請（專利權）人: 中鐵十六局集團地鐵工程有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 覃莉

技術領域

本發明涉及建筑施工技術領域，尤其涉及一種無水砂卵石地層盾構開艙換刀的方法。

背景技術

盾構機在含砂層、圓礫層中切削土體時，由于盾構機刀盤、刀具不斷與土體摩擦、碰撞,是盾構設備最易磨損的部件。刀具檢修的方式有豎井檢修、加壓開艙、常壓開艙、檢修前需進行土體加固。施工中常根據施工經驗計算出需要進行刀具檢修的位置，但由于地質情況的復雜性，刀具的檢修位置常有一定的不可預見性，有些位置不具備地面加固條件，需進行艙內加固。常壓開艙艙內加固施工方法，相比于帶壓開艙和地面加固后常壓開艙，其具有開艙位置更為靈活，對地面影響更小，土體加固更為經濟的特點。

發明內容

本發明的目的是提供一種無水砂卵石地層盾構開艙換刀的方法，以克服目前現有技術存在的上述不足。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

一種無水砂卵石地層盾構開艙換刀的方法，包括以下步驟：

步驟一，形成泥膜：向刀盤和土艙內打入膨潤土，同時加氣，提高上土壓，并維持30分鐘，形成泥膜，利用盾構超前探測孔，采用膨潤土提前填充盾體與開挖輪廓間的空隙；

步驟二，加固盾體周邊土體：在盾構超前注漿孔內打設無縫鋼管，并注入改性水玻璃漿液，控制壓力在0.3Mpa，加固盾體周邊土體，防止刀盤后部土體掉落；

步驟三，加固及封閉盾構掌子面土體：不轉動刀盤出土，直至上土壓降低到0.01bar為止，然后對土艙和刀盤進行自然降溫，降溫完成后，在開口處土體內打入無縫鋼管，并注入改性水玻璃漿液，接著對開口處由上而下利用柔性的封堵物對刀盤進行封堵，并利用硬性的封堵物將開口處牢牢封住，并將無縫鋼管與土艙內壁焊接在一起，在出土過程中保持每個開口均時刻處于封堵狀態；

步驟四，清理泥餅：利用高壓水槍對泥餅進行清除，并在清除泥餅過程中檢查并記錄刀具磨損情況；

步驟五，刀具檢查及更換：根據步驟四中檢查的刀具磨損情況，在手拉葫蘆的配合下，對已磨損刀具進行更換；??

步驟六，若在上述步驟中出現了掌子面泥膜出現破損的情況，則需進行以下步驟：

a、立即停止開艙施工，撤出土艙，關閉人閘；

b、重新向刀盤和土艙內打入發酵后的膨潤土，同時加氣，將上土壓升至0.5bar以上，維持30分鐘；

c、重新按照既定開艙流程，進行開艙作業，檢查破損處泥膜修補情況，若泥膜狀態良好，則繼續進行開艙作業，若泥膜修補不佳，則提高上土壓力值，延長保壓時間后，再行檢查泥膜情況，直至泥膜狀態滿足穩定掌子面要求后，繼續進行開艙作業；

步驟七，恢復掘進：將成袋膨潤土填入盾構土艙內，直至無法填充為止，關閉艙門恢復推進，推進初始不出土，同時加氣推進，直至上土壓建立至0.2~0.6bar后恢復正常推進。

進一步的，所述的改性水玻璃漿液為由水玻璃和濃硫酸按照2：1的重量比均勻混合而成的混合液。

進一步的，所述步驟一中向刀盤和土艙內打入的膨潤土的量為30m3，粘度為65s，填充盾體與開挖輪廓間的空隙時所采用的膨潤土的量為3?m3，粘度為65s。

進一步的，所述步驟二中在盾構超前注漿孔內打設的無縫鋼管的長度為3.5~4m，直徑為φ42。

進一步的，所述步驟六中發酵后的膨潤土為發酵24小時后的粘度為65s的膨潤土。

進一步的，所述步驟三中所使用的柔性的封堵物為編織袋和20cm厚的海綿，所使用的硬性的封堵物為2cm厚木板、10cm*10cm木方、φ42鋼管及頂絲。

進一步的，所述步驟四包括以下步驟：

a、利用高壓水槍對中心泥餅進行清除，若泥餅比較堅硬，需采用風鎬進行破除，清理過程觀察掌子面土體穩定情況；

b、中心泥餅清除后，繼續清理刀盤上半部泥餅，每清理一處封堵一處，同時檢查并記錄刀具的磨損情況；?

c、人工裝袋逐層清理艙內土體直至底部，用上述方法繼續清理剩余刀盤處泥餅。

進一步的，所述步驟五包括以下步驟：

a、根據刀具磨損情況，利用主室內的維修操縱板轉動刀盤，將需更換的刀具轉至希望的位置。

b、將換刀所需的工具、機械設備及新刀具運至主室。?

c、在手拉葫蘆的配合下，將刀具通過旋松其固定螺栓進行拆卸，并更換新的刀具，在更換刀具后重新使用規定的緊固扭矩擰緊螺栓將其擰緊。?