一种盾构法分区填仓常压换刀施工方法技术

本发明专利技术涉及一种盾构法分区填仓常压换刀施工方法，在盾构机管片壁后施工多个止水环，向盾壳周围注入膨润土泥浆或黄油，向刀盘密封系统注入油脂，向盾构机的土仓内注入膨润土以置换土仓内的渣土，向土仓内注入水玻璃

【技术实现步骤摘要】
一种盾构法分区填仓常压换刀施工方法


[0001]本专利技术涉及一种盾构法分区填仓常压换刀施工方法，属于盾构施工

。

技术介绍

[0002]随着城市基本建设的蓬勃发展，因为城市规划和发展需要，盾构法在地铁隧道施工中的应用也愈加普遍，但由于盾构机本身的特性，地质
、
水文情况的复杂情况，盾构机开仓作业也越来越频繁，常规的开仓作业方式已难以应对解决上软下硬地层基岩裂隙发育
、
丰富承压水
、
土层自稳性抗渗性差的条件下的常压开仓换刀难题，掌子面易失稳
、
盾构受困风险大的难题，换刀施工效率低
。
[0003]盾构法施工需要使用高端装配领域中的盾构机，盾构机掘进对刀具的磨损非常严重，如果不及时更换磨损的刀具，将影响盾构机刀盘和刀具的使用寿命以及造成盾构掘进参数异常，严重影响施工工期进度
。
[0004]盾构机进行开仓检修更换刀具，可分为有计划性换刀和无计划性换刀，无计划性换刀是指在盾构掘进过程中遇到各种特殊工况而不得不进行开仓换刀作业，常需进行带压换刀作业
。
带压换刀作业操作难度大，处理不好会造成开挖面失稳坍塌
。
[0005]比如
CN111335910B
一种盾构机开仓检修更换刀具的方法，保障了常压开仓换刀时仓内人员
、
地表建构筑物及管线的安全
。
[0006]然后，需要进行地面辅助措施，对地面建构筑
、
交通的影响较大；不适用于上软下硬地层土体自稳性及抗渗性差
、
保压效果不理想
、
基岩裂隙发育及承压水丰富等工况，施工可操作性较差
、
施工风险高
、
工效低
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种盾构法分区填仓常压换刀施工方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种盾构法分区填仓常压换刀施工方法，包括以下步骤：
[0010]施作封闭止水环：在盾构机管片壁后施工多个止水环，以隔绝前
、
后方来水
、
防止浆液裹住盾体；
[0011]盾体及刀盘保护：向盾壳周围注入膨润土泥浆或黄油，防止盾构机被浆液抱死；向刀盘密封系统注入油脂，防止刀盘主轴承密封受损；
[0012]渣土置换：向盾构机的土仓内注入膨润土以置换土仓内的渣土，并将土仓内的膨润土制成膨润土泥浆；
[0013]分区填仓施工：向土仓内注入水玻璃
‑
磷酸混合液，形成胶状物体；之后再向土仓内填充水泥砂浆，等待水泥砂浆凝固；
[0014]土仓清理
、
检查换刀作业：在土仓内填充物达到自稳要求后，施工人员即可根据作业需要开挖局部填仓物并进入土仓，进行刀具
、
刀盘的检查
、
更换工作
。
[0015]优选的，在施作封闭止水环中，向盾尾加注油脂，封闭盾尾，防止盾尾漏水
、
漏浆；
[0016]对脱离盾尾后第4～6环管片整环注双液浆，形成封闭止水环抑制隧道后方来水，双液浆包括水泥浆：水玻璃＝1：1，水泥浆的水灰比为1：1；
[0017]通过盾体径向注浆孔注入水溶性聚氨酯形成封闭止水环，以隔绝前
、
后方来水
、
防止浆液裹住盾体，注入前和注入后需使用丙酮清洗管路
。
[0018]优选的，在盾体及刀盘保护中，通过盾尾同步注浆系统注入膨润土泥浆，防止浆液凝结硬化抱死盾尾
、
堵塞同步注浆管路；
[0019]向盾尾密封系统加注油脂，防止盾尾漏浆
、
漏水
。
[0020]优选的，在渣土置换中，通过膨润土注入系统在中隔板
3/9
点位置的预留注浆孔注入膨润土，膨润土泥浆按膨润土：水＝
1:3
的配比搅拌均匀，根据掌子面涌水情况调整粘度在
70
～
100S。
[0021]优选的，在分区填仓施工中，开启保压系统进行保压，保证掌子面的稳定性，同时抑制岩层裂隙水渗透；
[0022]水玻璃
‑
磷酸混合液包括1：1的水玻璃混合液和磷酸混合液，其中水玻璃混合液包括
1:1
的水玻璃和水，磷酸混合液包括
1:10
的磷酸和水
。
[0023]优选的，水玻璃
‑
磷酸混合后初凝时间在
30
～
40s
；从
3、9
点位2个球阀同时分别注入磷酸混合液
、
水玻璃混合液
。
[0024]优选的，水泥砂浆按重量比为：水泥：粉煤灰：膨润土：砂：水＝
110
‑
130
：
370
‑
390
：
90
‑
110
：
190
‑
210
：
490
‑
510
，注浆压力控制在
3.0
～
3.5bar
；从
12
点位球阀注入水泥砂浆
。
[0025]优选的，水泥砂浆注入完成
12
小时后，从
11
点位球阀再次注入水灰比
1:1
的纯水泥浆，确保填仓效果
。
[0026]优选的，在土仓清理
、
检查换刀作业中，土仓清理作业由上往下分段进行；换刀作业完成后，从下往上破除阻碍部位，以保证后续掘进恢复顺利
。
[0027]优选的，重新恢复掘进施工前，向盾体周围注入膨润土浆液，减少盾体的摩擦力；恢复掘进后，采用小推力
、
刀盘低转速进行掘进，针对上软下硬地层，控制贯入度为5～
10mm/r。
[0028]本专利技术具有如下有益效果：
[0029]研究
、
实施一套化学浆液
+
水泥砂浆分区填仓常压换刀施工方法，解决了上软下硬地层基岩裂隙发育
、
承压水丰富
、
土层自稳性抗渗性差的条件下的常压开仓换刀难题，减小了掌子面失稳
、
盾构受困风险，有效提高了填仓常压换刀施工效率；
[0030]根据掌子面岩土分界情况，在土仓内分区压入化学浆液
、
水泥砂浆等固结材料，使刀盘前方和上方土体固结
、
封闭岩层裂隙
、
抑制前方来水，同时采取辅助措施封堵后方来水，形成一个长时间稳定的开仓换刀环境，然后在常压状态下开挖固结填充料，并进行刀具更换
、
刀盘修复等工作...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种盾构法分区填仓常压换刀施工方法，其特征在于，包括以下步骤：施作封闭止水环：在盾构机管片壁后施工多个止水环，以隔绝前
、
后方来水
、
防止浆液裹住盾体；盾体及刀盘保护：向盾壳周围注入膨润土泥浆或黄油，防止盾构机被浆液抱死；向刀盘密封系统注入油脂，防止刀盘主轴承密封受损；渣土置换：向盾构机的土仓内注入膨润土以置换土仓内的渣土，并将土仓内的膨润土制成膨润土泥浆；分区填仓施工：向土仓内注入水玻璃
‑
磷酸混合液，形成胶状物体；之后再向土仓内填充水泥砂浆，等待水泥砂浆凝固；土仓清理
、
检查换刀作业：在土仓内填充物达到自稳要求后，施工人员即可根据作业需要开挖局部填仓物并进入土仓，进行刀具
、
刀盘的检查
、
更换工作
。2.
如权利要求1所述的一种盾构法分区填仓常压换刀施工方法，其特征在于：在施作封闭止水环中，向盾尾加注油脂，封闭盾尾，防止盾尾漏水
、
漏浆；对脱离盾尾后第4～6环管片整环注双液浆，形成封闭止水环抑制隧道后方来水，双液浆包括水泥浆：水玻璃＝1：1，水泥浆的水灰比为1：1；通过盾体径向注浆孔注入水溶性聚氨酯形成封闭止水环，以隔绝前
、
后方来水
、
防止浆液裹住盾体，注入前和注入后需使用丙酮清洗管路
。3.
如权利要求1所述的一种盾构法分区填仓常压换刀施工方法，其特征在于：在盾体及刀盘保护中，通过盾尾同步注浆系统注入膨润土泥浆，防止浆液凝结硬化抱死盾尾
、
堵塞同步注浆管路；向盾尾密封系统加注油脂，防止盾尾漏浆
、
漏水
。4.
如权利要求1所述的一种盾构法分区填仓常压换刀施工方法，其特征在于：在渣土置换中，通过膨润土注入系统在中隔板
3/9
点位置的预留注浆孔注入膨润土，膨润土泥浆按膨润土：水＝
1:3
的配比搅拌均匀，根据掌子面涌水情况调整粘度在
70
～
100S。5.
如权利要求1所述的一种盾构法分区填仓常压换刀施工方法，其特征在于：在分区填仓施工中，开启保压系统进行保压，保证掌子面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈火林，张灵，张浩，陈聪明，唐自霖，姚元辉，
申请(专利权)人：中建海峡建设发展有限公司，
类型：发明
国别省市：