[發明專利]一種高水壓下巖石頂管常壓換刀的方法

在審

• 申請號: 202211161711.8
• 申請日: 2022-09-23
• 公開（公告）號: CN115387806A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 艾慧;劉鍇鑫;黃智剛;鞏亮;張立兵;謝超超;靳繼華;柴斌;汪孝輝;謝挺
• 申請（專利權）人: 核工業井巷建設集團有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D9/06;E21D9/00;E21D11/38
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 陸靈玲

一種高水壓下巖石頂管常壓換刀的方法，包括以下步驟，步驟1：換刀準備，所述換刀準備包括氣體檢測步驟、起重設備就位步驟、新刀具就位步驟；步驟2：注漿止水，所述注漿止水包括管內排水系統布設步驟、聚氨酯止水步驟、止水泥漿止水步驟；步驟3：開倉準備，所述開倉準備包括倉內排水步驟；步驟4：開倉換刀，所述開倉換刀包括清理刀盤泥漿和渣土步驟、刀具磨損檢查步驟、更換刀具步驟；步驟5：封倉繼續頂進，本發明通過換刀準備步驟、注漿止水步驟、開倉準備步驟、開倉換刀步驟完成頂管機在常壓下的換刀，整個過程中包含氣體檢測、水位觀察，避免換刀人員置入高壓、水中作業，對換刀人員的身體條件要求不高，整個換刀過程安全、高效。

技術領域

本發明屬于巖石頂管施工技術領域，尤其是涉及一種高水壓下巖石頂管常壓換刀的方法。

背景技術

頂管施工是借助于千斤頂等推力，把掘進中的頂管機及隨后的一節節管子，按設計要求從一定深度的工作井開始頂到預設的接收井，再把頂管機取出來的一種非開挖敷設地下管道的施工方法。頂管施工誕生至今已有一百余年的歷史，發展和改進在近二十年極為迅速，在不斷被賦予各種現代化的創新技術。隨著社會的進步和城市化的發展，對各種地下管道的需求也越來越多，絕大多數管道的敷設都將依賴頂管施工來實現，這也意味著頂管機將適應不同的地質條件。

頂管機在巖層中頂進時，隨著頂進距離變長和巖石強度變高，不可避免的需要進行開倉換刀作業。因巖石結構的不完整性，巖層中的地下水會通過巖石裂隙和管外壁與巖石間的空隙進入頂管機換刀倉，影響刀具更換的效率和作業環境。如巖石裂隙水為承壓水、斷層水等存在時，水量和流速會增加，開倉換刀的時長和安全性無法保障，同時，管外壁用于頂進的減阻觸變泥漿也會流入頂管換刀倉內，增加換刀作業難度和導致漿液流失，影響后續頂管頂進。

而現有的開倉換刀作業主要采用氣壓艙，通過氣壓艙使倉內外水壓保持平衡，減少地下水進入倉內，換刀人員在高氣壓作業條件下進行換刀作業，如申請號CN201720661197.2,名稱為一種局部氣壓平衡管道施工系統的中國實用新型專利。或者采用多條水泵對換刀倉進行強制排水，實現換刀作業。以上兩種方法均存在技術局限性和安全風險，如帶壓換刀對換刀人員的身體條件要求很高，需要專業人員實施換刀作業；而采用常壓強排水換刀作業，多臺水泵會占用狹小的換刀倉作業空間，且作業人員水中作業存在觸電風險。

因此，在巖層地下水作用下，如何安全開倉，高效換刀，一直是巖石頂管施工探索和創新的方向。

發明內容

本發明是為了克服上述現有技術中的缺陷，提供一種高水壓下巖石頂管常壓換刀的方法，通過在頂管機尾部設置若干道盾尾刷，依托盾尾刷進行注漿止水，實現常壓環境下的換刀作業，提高換刀作業的安全性和換刀效率。

為了達到以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種高水壓下巖石頂管常壓換刀的方法，包括以下步驟，

步驟1：換刀準備，判斷刀具是否需要更換，若需要更換，則進行換刀準備；所述換刀準備包括氣體檢測步驟、起重設備就位步驟、新刀具就位步驟；

步驟2：注漿止水，換刀準備完成后，則進行注漿止水；所述注漿止水包括管內排水系統布設步驟、聚氨酯止水步驟；

步驟3：開倉準備，完成注漿止水后，則進行開倉準備，所述開倉準備包括倉內排水步驟；

步驟4：開倉換刀，完成開倉準備后，則進行開倉換刀，所述開倉換刀包括清理刀盤泥漿和渣土步驟、刀具磨損檢查步驟、更換刀具步驟；

步驟5：封倉繼續頂進，完成開倉換刀后，關閉倉門，頂管機繼續頂進。

作為本發明的一種優選方案，所述步驟1中氣體檢測步驟包括在頂管機內布設若干個復合式多氣體檢測儀，所述復合式多氣體檢測儀能針對多種氣體進行檢測并報警；所述起重設備就位步驟包括將反推油缸的油缸桿伸出一小段，使頂管機前端形成油墊，油墊形成后，反推油缸的油缸桿回縮到底，頂管機的刀盤和巖面之間預留了一個活動空間；所述新刀具就位步驟在氣體檢測、起重設備就位兩個步驟完成之后，將新刀具運入頂管機內。