一種盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加固方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種富水砂卵石地層中盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加固方 法，應(yīng)用于砂卵石地層中盾構(gòu)長距離掘進盾構(gòu)停機換刀位置處的地層加固。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市軌道交通及城際鐵路的發(fā)展，盾構(gòu)法成為修筑地下隧道的主要工法。盾 構(gòu)在砂卵石地層中長距離掘進時，刀盤刀具磨損比較嚴重，為確保盾構(gòu)正常掘進，每掘進一 段距離需要對盾構(gòu)刀盤進行檢修、對刀具進行檢查更換。在富水砂卵石地層中更換刀具、檢 修刀盤，安全風險非常大。
[0003] 如小數(shù)量更換刀具，可采取置換高粘度泥漿的輔助措施帶壓進倉換刀作業(yè);如小 規(guī)模換刀，可采取地面深孔注漿加固地層的輔助措施，帶壓進倉作業(yè);如大規(guī)模更換刀具、 檢修刀盤，通常在換刀地點設(shè)置臨時豎井進行常壓作業(yè)。設(shè)置臨時豎井，存在施工周期長、 施工占地大、對周圍環(huán)境影響大、工程投資高等問題。因此，為解決設(shè)置豎井進行常壓換刀、 檢修刀盤的問題，非常有必要研究一種快捷、高效、節(jié)省工程投資的輔助措施，進行常壓更 換刀具、檢修刀盤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中盾構(gòu)機在砂卵石地層中長距離掘進過程中刀具 更換、刀盤檢修的安全技術(shù)問題，提供了一種施工效率高、工程費用少、安全可靠、可實施性 強的盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加固方法。
[0005] 本發(fā)明為解決運一問題所采取的技術(shù)方案是： 一種盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加固方法，是在盾構(gòu)機擬停機換刀位置處采 用鉆孔粧+粧間注漿加固地層，在加固體中施作檢修工作井。關(guān)鍵是提高盾構(gòu)停機附近地層 的穩(wěn)定性和密實性;重點是在加固體內(nèi)施作圓形檢修工作井，通過旋轉(zhuǎn)刀盤實現(xiàn)整個刀盤 的刀具更換、刀盤檢修。
[0006] 該方法包括如下步驟： 首先，在盾構(gòu)機擬停機位置施作鉆孔粧，隧道中線位置處采用咬合粧;鉆孔粧粧間布設(shè) 注漿管，對鉆孔粧粧間±體進行注漿加固； 其次，在地層加固范圍內(nèi)、停機刀盤的前面施作一圓形豎井，作為檢修工作井;在檢修 工作井內(nèi)設(shè)置爬梯，作為工作人員進出通道； 再次，盾構(gòu)掘進至檢修工作井位置后停機，逐漸調(diào)至常壓狀態(tài)，在工作井內(nèi)更換刀具、 檢修刀盤； 最后，刀盤檢修和刀具更換完成后，拆除檢修工作井內(nèi)的爬梯，采用素混凝±回填檢修 工作井，然后恢復(fù)盾構(gòu)掘進。
[0007] 其中，鉆孔粧設(shè)置有Ξ排，排間距Im，靠近刀盤一側(cè)的兩排鉆孔粧的粧間距1.5m， 第Ξ排鉆孔粧的粧間距1.2m;鉆孔粧的底部位于盾構(gòu)機底W下不小于3m。
[0008] 檢修工作井的直徑為2. Om，檢修工作井井底設(shè)置集水槽，集水槽頂部鋪設(shè)蓋板;刀 盤檢修和刀具更換完成后，拆除集水槽及蓋板。
[0009] 更換刀具的過程中，通過旋轉(zhuǎn)刀盤來實現(xiàn)整個刀盤上刀具的更換和刀盤檢修。
[0010] 本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是： 本發(fā)明所述的盾構(gòu)換刀配套的鉆孔粧+粧間注漿地層加固輔助措施，施工占地小，對周 邊環(huán)境影響小，施工工藝成熟、效率高，工程投資低;地層加固改良效果明顯，加固體密實性 好;可操作性強，安全可靠，適用于富水砂卵石地層中盾構(gòu)機長距離掘進常壓換刀輔助的地 層加固改良。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明的盾構(gòu)停機換刀地層加固時刀盤未進入加固體的平面示意圖； 圖2是本發(fā)明的盾構(gòu)停機換刀地層加固時刀盤進入加固體停機后的平面示意圖； 圖3是本發(fā)明的盾構(gòu)停機換刀地層加固及工作井的縱斷面示意圖； 圖4是本發(fā)明的盾構(gòu)停機換刀地層加固及工作井的橫斷面示意圖。
[0012] 附圖中主要部件符號說明： 1:盾構(gòu)機主機 2:盾殼 3:刀盤 4:中屯、刀 5:刀具 6:盾構(gòu)機軸線 7:鉆孔粧 8:咬合粧 9:注漿管 10:檢修工作井 11:爬梯 12:集水槽 13:加固體 14:蓋板。
【具體實施方式】
[0013] W下參照附圖和具體實施例對本發(fā)明的盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加 固方法進行詳細的說明。下面描述的具體實施例僅是本發(fā)明的最佳實施方式，而不能理解 為對本發(fā)明的限制。
[0014] 本發(fā)明的盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加固方法，是在盾構(gòu)機擬停機換刀 位置，采用地面鉆孔粧+粧間注漿對地層進行加固改良，W提高地層穩(wěn)定性和密實性;在加 固體中采用旋挖鉆機施作一個圓形工作井，在工作井內(nèi)，通過刀盤旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)刀盤檢修、刀具 更換。
[0015] 該方法包括如下步驟： 首先，在盾構(gòu)機擬停機換刀位置，在地面施作鉆孔粧7,加固體13中間位置、隧道中線位 置處施作咬合粧8;為提高粧間±體的穩(wěn)定性和密實性，粧間布設(shè)注漿管9，對粧間±體進行 注漿加固。
[0016] 其次，鉆孔粧7及地面注漿加固完成后，在加固體13中間部位，采用大直徑旋挖鉆 機引孔施作直徑2.0~2.5m的圓形豎井，作為刀具更換、刀盤檢修的檢修工作井10。檢修工 作井的井底深至刀盤3中屯、W下1.8m。為方便人員進出，在井壁設(shè)置爬梯11;井底設(shè)置集水 槽12,集水槽頂部鋪設(shè)蓋板14,通過機排將加固地層的滲漏水抽排至地面。
[0017] 再次，盾構(gòu)機主機1掘進至檢修工作井10位置后停機，刀盤3及中屯、刀4伸入檢修工 作井10內(nèi)，逐漸調(diào)至常壓狀態(tài)，在檢修工作井10內(nèi)更換刀具5和檢修刀盤3。更換刀具的過程 中，通過盾構(gòu)機主機1旋轉(zhuǎn)刀盤3,來實現(xiàn)整個刀盤上刀具的更換、刀盤檢修。
[0018] 最后，刀盤檢修、刀具更換完成后，拆除檢修工作井10內(nèi)的臨時設(shè)施，采用素混凝 ±回填，然后恢復(fù)盾構(gòu)掘進。
[0019] 具體步驟如下： 1、盾構(gòu)停機換刀位置地層加固 (1)盾構(gòu)停機換刀位置處布設(shè)Ξ排直徑1.0m鉆孔粧，排距Im，靠近刀盤一側(cè)的兩排鉆孔 粧間距1.5111，第立排鉆孔粧粧間距1.2m，鉆孔粧交叉布設(shè);橫斷面鉆孔粧布設(shè)寬度:盾構(gòu)機 兩側(cè)外不小于1.5m;鉆孔粧深度:盾構(gòu)機底W下不小于3m。鉆孔粧誘筑C15混凝±，粧內(nèi)設(shè)置 玻璃纖維筋。中間部位的咬合粧布設(shè)參數(shù)為:直徑1000mm，間距850mm。
[0020] (2)鉆孔粧實施完成后，在鉆孔粧間布設(shè)注漿管進行注漿加固改良粧間±體。
[0021] 注漿參數(shù)： I注漿管采用直徑42mm的PVC袖閥管； 繁注漿管布設(shè)間距0.75m，注漿管孔深與鉆孔粧深度相同； 藻注漿材料:采用普通水泥漿(W/C=l:l)，漿液初凝時間不得大于5小時。漿液中滲加 補償收縮的微膨脹劑。
[0022] 簿注漿工藝:后退式分段注漿。
[0023] 2、施作檢修工作井 (1)在加固體中間位置，用旋挖鉆機鉆取直徑2. Om的圓形豎井作為檢修工作井，井底位 于盾構(gòu)機軸線W下1.8m。
[0024] (2)在檢修工作井底部設(shè)置集水槽，用于地層滲漏水的匯集。集水槽尺寸eOOmmX 600mm X 500mm，頂部鋪設(shè)鋼板蓋板。在集水槽底部放置小型水累，將滲漏水排出地面。
[0025] (3)為便于人員出入，在檢修工作井側(cè)壁安裝爬梯。
[00%] 3、刀具檢修與更換、刀盤檢修 (1)盾構(gòu)掘進至檢修豎井位置后停機，逐漸調(diào)至常壓狀態(tài)。刀盤進入檢修工作井內(nèi)，中 屯、刀進入檢修工作井中約700mm。通過旋轉(zhuǎn)刀盤，來實現(xiàn)整個刀盤上刀具的更換、刀盤檢修。 [0027] (2)-個角度的刀盤檢修、刀具更換完成之后，撤出人員和設(shè)備，刀盤旋轉(zhuǎn)至另一 個角度，進行同樣的工作流程，直至整個刀盤面板檢修、刀具更換完成。
[002引 4、豎井回填處理 刀盤檢修、刀具更換完成后，撤出工作人員、拆除井內(nèi)臨時設(shè)施，拆除爬梯，采用C15素 混凝±將檢修工作井回填密實，然后恢復(fù)盾構(gòu)掘進。
[0029]本發(fā)明所述的富水砂卵石地層中盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加固，施工 占地小，對周邊環(huán)境影響小，施工工藝成熟、效率高，工程投資低;地層加固改良效果明顯， 加固體密實性好;可操作性強，安全可靠?？蛇m用于砂卵石地層中盾構(gòu)長距離掘進盾構(gòu)停機 換刀位置的地層加固。
【主權(quán)項】
1. 一種盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加固方法，其特征在于，該方法包括如下 步驟： 首先，在盾構(gòu)機擬停機位置施作地面鉆孔粧，隧道中線位置處采用咬合粧;鉆孔粧粧間 布設(shè)注漿管，對鉆孔粧粧間土體進行注漿加固； 其次，在地層加固范圍內(nèi)、停機刀盤的前面施作一圓形豎井，作為檢修工作井;在檢修 工作井內(nèi)設(shè)置爬梯，作為工作人員進出通道； 再次，盾構(gòu)掘進至檢修工作井位置后停機，逐漸調(diào)至常壓狀態(tài)，在工作井內(nèi)更換刀具、 檢修刀盤； 最后，刀盤檢修和刀具更換完成后，拆除檢修工作井內(nèi)的爬梯，采用素混凝土回填檢修 工作井，然后恢復(fù)盾構(gòu)掘進。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加固方法，其特征在于： 鉆孔粧設(shè)置有三排，排間距l(xiāng)m，靠近刀盤一側(cè)的兩排鉆孔粧的粧間距1.5m，第三排鉆孔粧的 粧間距1.2m;鉆孔粧的底部位于盾構(gòu)機底以下不小于3m。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加固方法，其特征在于： 檢修工作井的直徑為2. Om，井底設(shè)置集水槽，集水槽頂部鋪設(shè)蓋板;刀盤檢修和刀具更換完 成后，拆除集水槽及蓋板。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加固方法，其特征在于： 更換刀具的過程中，通過旋轉(zhuǎn)刀盤來實現(xiàn)整個刀盤上刀具的更換和刀盤檢修。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)長距離掘進常壓換刀配套的地層加固方法，在富水砂卵石地層中，通過設(shè)置地面鉆孔樁、樁間注漿加固對停機換刀附近地層進行加固改良，以提高地層穩(wěn)定性和密實性；然后，在地層加固范圍內(nèi)、停機刀盤的前面設(shè)置直徑2m的檢修工作井，作為工作空間，可實現(xiàn)富水砂卵石地層盾構(gòu)長距離掘進過程中的刀盤檢修與刀具更換。經(jīng)工程實踐驗證，采用該方法可實現(xiàn)富水砂卵石地層中盾構(gòu)刀盤檢修、刀具更換，施工工藝簡潔、可操作性強、安全可靠，可降低工程投資、提高換刀工作效率、確保施工安全，應(yīng)用前景廣闊。
【IPC分類】E21D9/00, E02D15/04, E21D9/08, E02D5/38
【公開號】CN105569666
【申請?zhí)枴緾N201610036300
【發(fā)明人】唐偉, 張繼清, 索曉明, 王立暖, 李得昌
【申請人】鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年1月20日