[發明專利]一種盾構機氣壓后退施工方法

在審

• 申請號: 202310057150.5
• 申請日: 2023-01-18
• 公開（公告）號: CN116084970A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 徐瑞坤;曹樹輝;李就;陳鋒;池攀玲;趙林波;許良江;楊慶;李文杰
• 申請（專利權）人: 中交第三公路工程局有限公司工程總承包分公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D9/087;E21D11/08;E21D11/38;E21D11/10
• 代理公司: 福州旭辰知識產權代理事務所(普通合伙) 35233
• 代理人: 程春寶;盧麗花

本發明涉及一種盾構機氣壓后退施工方法,包括位于隧道內的盾構機及位于盾構機后側的多段環形的管片，所述盾構機包括刀盤、土倉、螺旋機、油缸、盾尾，盾尾處具有盾尾刷，該方法為：確認盾構機刀盤前方掌子面區域地層情況滿足后退條件；盾構機停機前掘進過程中輔助措施的施工；盾構機停機后進行密封；向土倉內加壓，使盾構機后退，使盾構機與掌子面之間形成作業空間，本發明設計的一種盾構機氣壓后退施工方法，該方法進行盾構機刀盤維修、改造等施工，采用氣壓后退工藝創建作業空間，較常規開挖硐室等工藝更為經濟、安全以及高效在工作過程中安全性較高，避免了如開鑿硐室工藝涉及的有限空間作業風險。

技術領域

本發明屬于盾構機技術領域，具體涉及一種盾構機氣壓后退施工方法。

背景技術

隨著城市建設的快速發展,城市軌道交通已成為城市規劃及建設的重要內容。城市軌道交通多采用盾構法施工區間隧道，地下隧道施工過程中不同地質對盾構施工影響較大，如盾構機在孤石地層、上軟下硬等不良地層中掘進時，易出現刀盤、刀具異常磨損現象，當對盾構機刀盤維修或改造作業時，所需作業空間較大，常規方法一般采用在盾構機刀盤前方掌子面上開鑿硐室，此類工藝較為成熟。

在全斷面硬巖地層中，地層氣密性好、掌子面穩定且地下水較小的條件下，采用常規開鑿硐室工藝提供刀箱改造、維修作業空間，會產生以下幾個問題：作業面狹小、開鑿效率低、作業工期長，對掌子面平整度及完整性影響大，導致掌子面凹凸不平，復推時刀具磕碰巖面導致異常磨損等問題，刀具更換頻繁。

發明內容

為了解決現有的開鑿硐室工藝在全斷面硬巖地層中，地層氣密性好、掌子面穩定且地下水較小的條件下，作業面狹小、開鑿效率低、作業工期長，對掌子面平整度及完整性影響大，導致掌子面凹凸不平，復推時刀具磕碰巖面導致異常磨損等問題，刀具更換頻繁等問題。

本發明的技術方案如下：

一種盾構機氣壓后退施工方法,包括位于隧道內的盾構機及位于盾構機后側的多段環形的管片，所述盾構機包括刀盤、土倉、螺旋機、油缸、盾尾，盾尾處具有盾尾刷，該方法包括以下步驟：

步驟一、確認盾構機刀盤前方掌子面區域地層情況滿足后退條件確保盾構機整體呈直筒狀；

步驟二、盾構機停機前的掘進過程中，向土倉內注入高濃度膨潤土，使高濃度膨潤土替代一部分渣石粉進入盾體底部；

在盾尾后部的前段管片背面提前進行打磨，并在拼裝前涂抹潤滑油；前段管片后側及中段管片與隧道內壁之間注入膨潤土漿液；

步驟三、盾構機停機后密封措施：對盾尾后側的后段管片外壁與隧道內壁之間進行注漿施作止水環，阻絕盾構機后方來水；向中盾處對稱注入高濃度膨潤土；在盾構機停機后，對盾構機的螺旋機進行密封，向螺旋機內注入聚氨酯封堵；確保土倉的氣密性，使土倉形成密閉性空間；

步驟四、向土倉內加壓，使盾構機后退，使盾構機與掌子面之間形成作業空間。

進一步的，多段管片由位于盾構機后側排列的多層管片構成，所述前段管片為盾尾后的第2層、第3層管片；所述中段管片為第4層，第5層管片；后段管片為第6層管片和第8層管片。3

進一步的，步驟三中螺旋機通過正反轉方式，使螺旋軸內渣土進行自封。

進一步的，步驟二中向盾尾進行油脂注入，給盾尾密封腔內注入飽滿的盾尾油脂；油脂注入量為1～1.5桶/層管片。

進一步的，步驟四中加壓的方式為：通過土倉進行加壓，壓力為3.0bar。

進一步的，管片上具有用于向管片與隧道內壁注漿的管片注漿孔。

進一步的，所述盾構機的的尾部伸入管片外壁與隧道內壁之間，位于盾構機后側的首個管片頂部間隙固定連接有用于固定管片的拐狀密封板，拐狀密封板的下部緊貼固定于管片內壁，拐狀密封板豎向延伸至盾構機的的尾部。